系统管路

系统管路（精选12篇）

系统管路 篇1

1 现状

卷烟加料加香的工艺要求主要是施加精度, 加料加香的控制精度, 对稳定或提高卷烟品质, 尤其对卷烟风格特征稳定性有重要影响。因此加香加料对控制精度要求很高, 而一旦加料加香设备由于故障造成生产过程停机, 对精度控制就会产生很大影响。为了降低该设备的故障率, 确保设备管路及器件正常工作, 需要定期对管道清理并进行器件保养, 做好预防性维修。

目前由于加料系统管路长期处于密闭状态, 料液在流动过程中部分细微沉淀物粘附在管壁上, 系统自动清洗无法将管路中的香精颗粒清除干净, 日积月累后粘附在管壁上的香精颗粒导致香精管路管径变小甚至堵塞。现场移动罐加料系统要求生产时加料管路压力保持小于0.12M pa。现场加料管路在流量计后已经有一个压力表, 用于观察喷嘴是否堵塞, 当压力显示大于0.12Mpa说明加料加香喷嘴可能堵塞。如图1所示。

长时间设备运行后, 粘附在加料加香管壁上的颗粒形成片状的硬块脱落, 将导致齿轮泵到质量流量计的管径部分堵塞, 质量流量计入口与齿轮泵之间的管径压力变大, 齿轮泵的频率控制通过质量流量计的理论流量与实际流量差值运算反馈给齿轮泵的变频器进行PID控制调整, 在相同的喷射流量下, 为了满足相应的理论喷射流量, 齿轮泵的变频器只有增大输出值来满足实际生产需要, 当变频器的PID控制阀位值达到95%~100%时, 随着生产线上主称流量增大, 加料系统的料液实际流量无法满足理论流量, 导致整个加料系统过程能力不足。

同时由于齿轮泵量到质流量计的管径部分堵塞, 导致质量流量计与齿轮泵管路的压力增大, 在相同的流量下, 由于齿轮泵出口阻力增大, 加速了齿轮泵磨损, 为了满足香精香料的施加量, 齿轮泵只有通过加大变频器的输出值来克服齿轮泵磨损产生的流量不足, 因此提升了齿轮泵电机的转速, 进一步加速齿轮泵磨损, 最终将降低齿轮泵的寿命。

2 改进措施

针对现有加香加料系统中存在的不足, 设计完善加料加香系统管路压力的在线监控系统。根据生产要求质量流量计后压力≤0.12Mpa, 正常生产时流量计后管路压力为≤0.04Mpa。若压力表显示值大于0.04M pa, 生产操作人员会立即查看喷嘴喷射料液情况;若压力显示值大于0.1Mpa, 操作站会出现报警提示, 现场操作人员必须停止加料加香过程, 待维修人员清理完管路堵塞情况后方可重新开机, 确保生产过程加料加香精度。因此在线监控考虑在加料加香系统管路上加装压力表、二次过滤器和压力传感器;增设的压力表、二次过滤器至移动罐往双介质喷嘴方向安装在质量流量计入口端;增设的压力传感器安装在双介质喷嘴与原有压力表之间。如图2所示。

另外由于流量计进料端为缩径限流管, 管径只有2厘米, 为防止限流管有赃物更容易堵塞, 我们在限流管前加一个过滤器。在加料泵和流量计之间增加一个量程为0.4Mpa的压力表。经过模拟各种故障情况, 用纯净水反复进行实验, 实验数据如下表:

通过检测结果得出当管路正常状态时, 流量计前管路压力应≤0.04M pa。此外在管路中安装一个压力传感器, 设定上限制为0.04 M pa, 当压力大于0.04Mpa, 压力传感器报警, 同时在监控界面显示报警提示, 及时提醒操作人员加料加香管路出现问题。

3 效果验证

通过对加料加香系统增加管路压力在线监控, 当管路压力读数与正常生产状态下经验值略微偏差时, 系统将自动报警提示现场操作人员;同时维修人员通过实际压力读数与经验值对比可以判断管路具体堵塞位置, 从而提高维修效率, 也为管道定期保养提供依据;确保加料加香系统在生产运行过程中保持管路畅通状态。此外管路在线监测系统也大大降低由于管路堵塞造成齿轮泵磨损情况, 延长了设备使用寿命, 进而提升生产过程中加料加香系统控制能力, 提高加料加香精度, 使烟丝品质达到卷烟工艺要求。

摘要：根据烟草制丝生产过程中加料加香的控制要求, 通过进一步完善加料加香管路状态的监控系统, 优化系统设计中的技术要求, 元器件配置等关键点和主要功能, 提高了加料加香系统运行的稳定性和可靠性。实践证明, 改进后的系统管路能有效确保制丝生产加料加香系统运行控制要求。

关键词：加香加料系统,压力检测

参考文献

[1]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京:中央文献出版社, 2003.

系统管路 篇2

1.放气排污，在水系统的顶点要设排气阀或排气管，防止形成气塞;在主立管的最下端(根部)要有排除污物的支管并带阀门;在所有的低点应设泄水管。

2.热胀、冷缩。对于长度超过40m的直管段，必须装伸缩器，

在重要设备与重要的控制阀前应装水过滤器。

3.对于并联工作的冷却塔，一定要安装平衡管。

4.注意管网的布局，尽量使系统先天平衡。实在从计算上、设计上都平衡不了的，适当采用平衡

5.要注意计算管道推力。选好固定点，做好固定支架。特别是大管道水温高时更得注意。

6.所有的控制阀门均应装在风机盘管冷冻水的回水管上。

空调管路有限元分析 篇3

【关键词】空调；配管；模态分析；振动

空调压缩机配管机械振动的原因主要是：

①压缩机主机的动力平衡性能欠佳。

②管内脉动的气流在管道的转弯、变截面等处产生交变的载荷—激振力，导致了管道的机械振动。配管振动除了引起噪音和异音外，严重时甚至发生断裂，因此对空调配管设计举足轻重。在空调配管系统的振动和噪声控制方面，美国和日本等发达国家走在了世界前列，采用有限元方法对充满流体的管道进行结构动力特性分析。目前企业中配管设计主要依赖于工程师的经验，但是在物理样机制造出来并通过相关测试之前，即便有相当工作经验的工程师也无法保证其设计方案能够满足各方面性能的要求。为了保证可靠性，目前大多数设计方案都偏于保守，导致成本增加。但即便如此，断管现象仍时有发生，振动、噪音问题也未得到有效控制。

针对某款空调室外机配管加上配重块后振动大、噪音高及其成本较高等问题，采用有限元法对该配管进行结构动力特性分析，得到其固有频率值和对应固有频率下的振型图。同时采用B&K;振动测试分析、力锤和加速度传感器对空调配管进行固有频率测试，测试值与仿真值在前几阶是相吻合的，验证了配管理论的正确性，这对空调配管设计的指导具有重要的意义。

1.空调配管结构的模态分析理论

在工程中求解特征方程的近似方法有很多，包括Rayleigh能量法、Dunkerley法、Ritz法、Subspace法、BlockLanczos法、Reduce法等。各种方法在计算时，都具有自己的优缺点。由于 Subspace 法，在处理系统中存在等固有频率或有几个固有频率非常相近时，可以防止收敛速度太慢；且当计算系统自由度数多达百万个，而只需要得到的固有频率与主振型只是最低三、四十个，可以进行坐标缩聚，因而它计算结果的精确度和可靠性都较高。它是大型结构振动分析的最有效方法之一。

2.配管结构的模态分析仿真

管道系统是一个弹性的连续体，要获得振动分析的精确求解要求满足一定的边界条件的偏微分方程。由于管道系统的实际结构是非常复杂的，所以要得到其精确解是有很大困难。但对于工程问题来说，能得到较好的近似解也就可以满足要求。有限元法提供了解决管道系统振动分析的一个适宜的方法。下面通过有限元软件对一款空调室外机的管系结构进行模态计算。仿真分析中取下配重块与防振胶，紫铜材料密度ρ=8940kg/m3，泊松比μ=0.34，弹性模量E=1.23×1011N/m2。为了避免激励频率落在结构固有频率内，从而导致结构共振，对各种管系结构进行模态计算是非常有必要的。在仿真分析中，选用壳单元，空调的排气口管端、低压冷凝接管端、进气口端及其低压阀接管处加上固定约束。用子空间叠代法（Subspace法）对管系结构的模态求解，求得管系结构的前8阶固有频率值。

通过对复杂管系结构的固有频率的计算，可以得出：

（1）该复杂管系固有频率值大部分落在低阶范围内，而且相邻阶次的频率值较为靠近，这对避开共振是不利的。

（2）对应各阶固有频率下的振型图，清楚地说明了该管系结构振动时，管道上各个部分的振动幅度的大小变化趋势。该管系结构的第3、4阶频率时，振幅较大的区域出现在排气管和回气管U形的底部；且y方向的左右摆动为主振动方向。这与测试振幅测试是相符合的。

（3）压缩机对通过管道结构的激发频率根据公式fex=mn60计算得出，该空调室外压缩机的旋转转速约为2900r/min，由此得到激发频率为48.5Hz。压缩机对管系结构激发频率共振区为38.8Hz～58.2Hz；没有加上配管块的管系结构避免机械共振，其测试的振动值较小；但一旦在配管上加配重块或防振胶时，由于管系结构质量变大，使其第4阶固有频率落入共振区内，使得管路振动得更大，达不到减振目的。

3.空调配管固有频率测试

为了验证配管模态仿真分析的可靠性，采用B&K;振动测试分析3560、力锤和加速度传感器对空调配管进行固有频率测试。测试采用单点激励单点输出（SISO） 测试方法，用加速度传感器固定到配管上，而后用力锤敲击配管，为了避免固有频率进的漏测，需要对一点3个方向X、Y与 Z进行敲击激励。对每台样机的配管进行10个点的激励与响应测试。

从固有频率测试结果与仿真值显示出：固有频率测试值的前4阶值与仿真值是相近的，其相对误差δ=|（f测-f仿）/f测|的值分别为5.2%、2.0%、2.7%与0.9%。第5～8阶固有频率测试值与仿真值有偏差，特别是第8阶误差达到13.6%，此现象的原因是固有频率可能漏阶错阶和配管结构存在阻尼相对高阶不易获取。对于定频空调，一般比较关心的频率为激励频率附近值。

4.结论

为了避免激振力频率和管道结构的固有频率相近时，管道产生机械共振，需要对管道结构的固有频率进行计算。针对某款空调室外机配管加上配重块后振动大、噪音高等问题，介绍空调配管结构模态分析的基本原理，即应用子空间叠代法对管道的特征方程进行求解，得出管道结构的固有频率；根据上述方法，对空调室外机实际管道结构建立力学模型后，用有限元软件对其模态分析，得出了该管道结构的前8阶固有频率值和对应固有频率下的振型图，找出了加上配管块振动更大的原因。同时为了验证配管模态分析结果的可靠性，进行了配管固有频率测试，测试值与仿真值在前几阶是相吻合的，进一步验证了配管理论的正确性，这对空调的节约成本与提升产品质量具有重要的意义。 [科]

【参考文献】

[1]卢剑伟，吴文新，陈天宁，冯源.有限元分析软件ANAYS在空调配管设计中的应用研究[J].机械科学与技术，2004，23（5）：120～126.

[2]杨靖.空调器配管的有限元分析[J].流体机械，2002，30（11）：61～64.

建筑中水系统的管路配置研究 篇4

1.1 中水水源

建筑物中水的水源可选水源:冷凝冷却水、沐浴排水、盥洗排水、空调循环冷却系统排水、游泳池排水、洗衣排水、冲洗汽车废、厨房排水、厕所排水。目前采用比较多的是优质杂排水和灰水, 采用较多的是简易的人工处理系统。

1.2 中水的运用

中水回用的可能用途有:饮用水;与人体接触的用水, 如洗澡、洗涤水等;不与人体接触的用水, 如冲厕所、绿化、喷洒道路、水景工程、冷取水等。虽然纳米比亚首都温得和克将城市污水经过深度处理后直接做饮用水源, 但考虑到处理费用及卫生条件、公众心理等因素, 大多数国家和地区对此持保留态度, 一般不提倡。因此, 中水回用可以考虑的对象一般有厕所冲洗、喷洒用水、洗车用水, 不与人体接触的的人工景观水体、冷却水等。因此, 开展中水回用工作, 进行多方面的技术经济比较, 要确保处理水质, 根据回用对象的不同而取舍。

2 建筑物中水系统

建筑物中水系统是指一栋或几栋建筑物的各种排水经处理回用的杂用水供水系统。根据国内外已建成的建筑物中水工程, 按其中水水源划分, 有以下两种类型:

2.1 排水设施完善地区的建筑物中水系统

所谓排水设施完善地区, 是指建筑中水工程的建筑物所在地区的排水管网为分流制, 并且具有城市二级污水处理厂。中水水源取自本系统内灰水, 该系统水量小, 水量容易平衡。原水经集流处理后, 仍供应建筑内冲洗便器、绿化、洗车、扫除、水景、空调冷却等用水。设置这种系统的建筑生活排水和给水分别是双管线, 即排水管网为粪便排水管网和杂排水管网两类分流, 室内饮用给水管网和中水管网分质供水。

2.2 排水设施不完善地区的建筑物中水系统

这种系统中水水源, 来自该建筑物的排水净化池。这是因为排水设施不完善地区, 由于水处理设施达不到二级处理的标准, 市政排水管网尚为合流制或半分流制, 或虽有排水管网, 但距拟建中水工程的建筑物尚远, 近期尚不能排入。采用这种系统, 其室内饮用水、中水仍须两套管网分质供水, 而室内排水管网, 就不必分流排放, 要根据建筑物所在地区室外排水设施的现状和规划具体确定。

3 中水管路配置

3.1 中水水源的集流

3.1.1 集流方式

当中水水源来自生活排水, 根据建筑物所排放污水的水质、水量和中水用途所需水量, 可采用不同集流方式。

第一, 全集流全回用方式。全集流系统是把建筑物所排放的污水全部集流, 经水处理后达到中水水质标准后回用, 全部集流全回用系统因集流水质含粪便而使水质很差, 因而中水工程费用大, 水价较高。中水建设初步阶段可采用全集流、全回用的简易系统, 即中水不进居民的房内, 中水只在地面绿化、喷洒道路、地下车库地面冲洗和汽车冲洗等中使用。该系统使住宅内的管线仍维持原状, 适用于增设中水工程的建筑小区或区域性中水工程。

第二, 全集流、部分回用方式。当建筑物内的污水采用合流管道排放, 根据中水用水量情况, 仅使用部分合流的排水量可满足需要, 可以采用这种系统。这种系统的优点是只增设一套中水供水管网, 但集流的水质差。适用于增设中水工程的建筑小区。采用生活污水为中水水源, 可省去一套污水收集系统, 但中水仍然要有单独的供水系统。

第三, 部分集流、部分回用方式。这种方式系统集流的污水水质, 一般不含粪便冲洗后的排水和厨房排水。这部分优质杂排水或杂排水因不含粪便, 水质较好, 因而工程造价低, 水费低, 但需要双排水管网和双配水管网。管线上比较复杂, 给设计施工增加了难度, 也增加了管线投资。这种管路的配置, 在缺水比较严重或水价比较高的地区是可行的, 适用于办公楼、宾馆、饭店、综合商业大厦在等新建工程或者高档住宅区, 尤其在中水建设的起步阶段。

3.1.2 集流管网

民用或建筑小区中人们生活过程中用过的或生产活动中属生活排放的污水冷却水等为中水水源时, 中集流管网一般由以下几部分组成:第一, 建筑物室内分流污水集流管道和设备;第二, 建筑小区集流污水管道;第三, 污水泵站及有压污水管道;第四, 中水处理设施。

建筑物室内分流污水的集流管道和设备作用是建筑物内的污、废水。集流到室外集流管道, 经建筑物中水处理设施或小区中水处理站处理达标后, 经中水配水管供建筑物本身或小区应用。

3.2 中水配水管网及供水方式

3.2.1 配水管网

配水管网中水配水管网的任务是把处理达标的中水从水处理站输送到各个用水点。中水管网系统按其用途可分为两类:第一, 生活杂用水管网系统供民用、公共建筑和工厂生活间冲洗便器、洗涤、浇洒路面、绿化、水景工程和冷却水补充等杂用;第二, 消防管网系统供建筑小区、大型公共建筑独立的消防系统的消防设备用水。上述两种中水管网也可组成共用系统, 即生活杂用—消防共用中水系统。

3.2.2 供水方式

合理的供水方式应根据建筑物高度、室外中水配水管网可靠压力, 室内管网所需压力等因素确定。其中最主要的因素是室内中水系统所需总水压H和室外中水配水管网所具有的水压H0。1) 简单的供水方式, 当H0>H时, 而且水量在任何时间都能够满足室内中水管网需要时, 可采用简单的供水方式。该供水方式具有设备少、维护简单、投资少等一系列优点。这种供水方式的水平干管可布置在底层地下地沟内或地下室天花板下, 也可布置在建筑物最高层的天花板下、吊顶内或技术层中。2) 设置水泵和屋顶水箱的中水供水方式, 这种供水方式适用于室外中水管网的水压经常低于室内管网所需水压, 而用水泵提升到屋顶水箱供水, 应设吸水井或中水贮水池。3) 单设屋顶水箱的供水方式, 当室外中水配水管网的压力能够满足室内管网需要的水压, 在一日高峰时间, 由于水量的增加, 使室内中水管网压力下降, 不能保证室内供水, 可采用单设屋顶水箱的供水方式。在室外中水配水管网压力高时, 可供水到室内中水管网及水箱。室外中水管网水压因用水高峰而降低, 满足不了室内最高n层用水, 可由水箱供水。4) 分区供水的中水供水方式, 对于多层和高层建筑, 为减缓管中配水压力过高, 常将建筑物竖向分为二个或二个以上供水区, 低区直接由室外中水配水管网供水, 上面各个区由水泵、水箱联合供水, 划分供水分区和室内给水相同。

参考文献

[1]张自杰主编.排水工程[M].中国建筑工业出版社, 2000.

供水管路改造方案 篇5

兴隆矿自建矿以来，生活区与工广区的自来水供应管路为一体，为响应三供一业改革，现计划将生活区与工广区的自来水供应分离，今年洗煤厂管道改造工程费用80万，主要为改造敷设架空管道。工广区自来水供水管路设计如下方案：

一、利用现洗煤厂中区泵房（两个蓄水池）其中一个，承担工广区水源蓄水用。其中需改造泵房一个，安装加压泵三台，两用一备。现洗煤厂中区泵房五台泵，不建议移交，进行改造，与家属区隔离。

二、保留现老干科水源井泵房（在册）、煤场2#泵房和车辆管理中心水源井（非在册）三个泵房，一用二备。现管网已基本接入到位置，需局部进行更改。

三、管网设计(全架空，部分过路需地埋)：

1、第一路供水管路由洗煤厂加压泵房出，至消防中队。共需DN80的管路244m。

2、第二路供水管路由洗煤厂加压泵房出，经俱乐部、食堂、农行、拐角楼、矿调度楼、东区加压泵房至加油站。需DN150的管路473m，DN100的管路745m。

3、第三路供水管路由洗煤厂加压泵房出，经中心站，分三路，一路至机电环保科，一路经供应科、汽车队，至加油站，一路经通防工区至35kV变电所。共需DN150的管路663m，DN100的管路384m，DN80的管路989m。

4、三路供水管路共需DN150的管路1136m，DN100的管路1129m，DN80的管路1233m。

社区服务中心（水电暖）

浅谈降低客滚船管路设计差错 篇6

关键词：降低；客滚船；管路设计；差错率

中图分类号：U674.11 文献标识码：A

Abstract： This paper briefly introduces the measures to reduce the pipe design error rate in ROPAX， including the improvement of designers ability，reasonable formulation of design process and encouragement of designers responsibility.

Keywords： Reduce； ROPAX； Pipe design； Error Rate

1 前言

船舶管系的设计、加工和安装是造船工程中的一项重要内容，管子工程的特点是多规格、多品种、多数量，在较短的设计、加工和安装周期内要完成这些繁重的工作，由于其工作性质的复杂性、产品单件性，使其长期以来一直处于落后状态。随着国际市场上船船工业竞争性加剧，各国都在致力于降低船舶的总造价，作为一名管路设计人员，必须降低船舶管路设计差错率，缩短造船周期，相应的提高船舶管系生产设计水平。

针对客滚船空间小、设备多、系统比较复杂、管路比较密集的特点，为了降低管路设计差错率，我们要从提升设计水平、理顺设计流程、提升设计人员的责任意识这三个方面着手，从源头上做好设计过程的控制，确保设计质量。

2 降低客滚船管路设计差错率措施

2.1 提高设计人员的整体放样水平

（1）生产设计展开前，我们加大相关指导文件、客滚船相关规范的、宣贯，对设计及放样人员有一个系统的培训，引导员工以认真积极、正面的态度对待培训工作，针对重难点问题进行专题讨论。对于本船特有的热油系统，成立了攻关小组，邀请权威专家对该系统的设计要求、管路连接方式、管码设置要求等做了比较系统的讲解，强调了热油系统在设计过程中的一些注意事项，如热油管尽量采用对接焊，少用法兰管材级别应为I级管，有效的降低了管路设计差错率。

（2）做好团队的组建、技术培训及难题攻关工作；设计小组按照系统分工，拿到原理图后首先在图中划出自己负责的区域，再进行构思放样。因客滚船不同于常规油船，其设备多、系统多且复杂，例如淡水冷却系统仅单阀件就多达八百多个，原理图中管路走向也是密密麻麻，要想把这些管线在有限的空间拉放整齐有序并非易事，要求设计人员在设计过程中从多方面及时与有关人员沟通、协调，为下一步工作提前做好准备。针对比较复杂的系统，课里也组织进行了培训和讨论，有效地避免了设计工程中出现原理性的错误。

（3）设计过程中加强控制，降低管路设计差错率；例如，为了更好地解决管子生产设计过程中出现的各种问题，设计小组建立了GOTALAND客滚船问题跟踪表，将设计中遇到的问题及困难及时的提出，并要求相关人员限期答复，形成闭环，避免口头传达出现遗漏。

（4）尽量借鉴其他船的成功经验。对于母型船现场有修改的地方重点关注，总结经验，完善设计工作，达到缩短时间、减少设计周期的目的。

2.2 理顺设计流程

按照图1所示设计流程，展开管路生产设计，为确保设计质量，必须做好以下几点：

（1） 生产设计展开前，仔细查阅详细设计相关图纸、布置图、规格书、管子原则工艺、建造计划书等。

（2）构思布置时，需综合考虑几个方面：首先是设备的维修空间及操作方便性；其次是通道净高、贯通的设置是否满足要求等；最后是管路走向美观整齐、节省空间、管材利用率高、减少连接件、弯曲少等。

（3）构思完成后，邀请船东驻厂组、施工部门参与放样阶段的研讨，介绍3D管子设备等布置情况，收集船东和施工部门意见，将合理的意见及要求及时反馈至设计中，避免建造过程中的修改。例如，船东提出底层通道的净高要满足2 150 mm的要求，经过与船东协商，将花钢板的高度降低到距离内地面500 mm 。花钢板降低和，油渣抽吸管如果采用法兰覆板形式的贯通，阀件手柄就会突出花钢板面，为了美观且不影响通道的使用，将DN65 油渣抽吸管的阀件贯通由覆板贯通改为单面座板直接与内底面焊接，另外一边直接与阀件连接，这样缩短了管路的高度，且满足通道净高要求。

（4）模型干涉检查。检查管子与管子之间，以及管子与船体结构、设备座架、电缆等有无碰撞，加强内部之间以及与各个专业课之间的沟通协调。

（5）结合分段、总段的情况划分管段，要充分考虑公司现有的管子加工工艺要求、安装工艺要求和运输要求，合理设置补装管。

（6）添加管路生产信息前，再整理一份最新的原理图并进行完整性检查：船东、船检修改意见是否到位、管路模型是否完善、管路通径、壁厚等级及法兰压力等进行一一核对。

（7）按照施工要求，结合本区域的管路系统特点，根据管路材质、通径，壁厚等级、表面处理、安装阶段等合理划分托盘。

（8）做好收尾工作，统计所负责区域的管附件数量、规格、型号等提交主办，必须与原理图、订货单一致。

2.3 提升设计人员的责任意识

提升设计人员责任意识，也是降低管路设计差错率的主要措施之一。

（1）在日常工作中加强员工质量意识宣贯，牢固树立质量意识是不断提高设计质量的前提和基础；

（2）科学合理地安排设计任务，细化工作，让每个设计人员清晰自己所负责的任务；要人尽其才，让每一位员工充分发挥自己的才能，使他们的才能在工作中得到极大地展示；

（3）通过每周的质量案例学习，举一反三，结合本船实际情况，避免发生同类型的错误；

（4）通过奖罚分明的激励机制，全面提升设计人员的责任意识；可从以下两点体现：

第一，加强劳动竞赛，评出每周的设计之星，激励优秀的设计人员，增强设计人员工作的积极性和创造性；

第二，加强质量事故追究考核，层层落实。

设计过程中尽量避免出现常见性的错误，例如管材、连接件、表面处理等设计错误，或设计管段不满足加工和安装工艺要求、管路之间碰撞或与船体结构冲突、设备接口接错、设计漏放样及资材漏托等，因为一个小小的失误，现场可能要花很多精力去修改。

应当时刻把重视质量、追求质量、崇尚质量、关注质量作为一种使命感和责任感，不忽视每一个细节，有了这样的责任意识，设计质量才能提高，企业的品牌形象才能稳步提升。

3 结论

在该船的设计过程中，克服了各种困难，积极处理设计中出现的各种问题，提高了放样水平，为以后设计同类型船舶积累了经验。

设计是质量的源头，只有降低设计管路差错率，减少生产现场不必要的修改返工，才能缩短造船周期、提高生产效率、控制成本，真正做到降本增效，为生产保驾护航。以上经验总结，旨在抛砖引玉，不足之处请指正。

参考文献

避灾硐室管路预埋系统设计 篇7

1 避灾硐室管路预埋系统的建设内容

为了形成避灾硐室的整体防护功能, 井下压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统、供电系统的管道、线缆以及监测监控系统的设备需接入避灾硐室。为了防止灾变情况下各种管线损坏, 在工程设计和施工过程中, 一般对管线采取预埋或套管预埋的方式进行保护。

2 避灾硐室管路预埋系统设计

2.1 方案设计背景

某金矿采用平硐—盲竖井开拓方式, 该矿地表标高419m, 盲竖井井底标高35m, 垂直距离384m, 设计在盲竖井井底车场附近建设避灾硐室。硐室额定容量30人, 总长度24.2m。生存室长度18m, 过渡室长度2m, 连接通道长度3m, 两道防护密闭墙体厚度0.6m, 门墙周边掏槽, 深度0.2m, 墙体采用C30混凝土浇筑, 巷道断面形状为三心拱形, 巷道宽度2.1m, 墙高1.8m, 铺底厚度0.3m。

2.2 管路预埋系统

管路预埋包括:供水、供风、单向排水、单向排气、供电、通信、监测监控等管路, 管路材质均为无缝钢管。除单向排气管路外, 其它管路进入避灾硐室前均埋设巷道底板中, 埋设深度大于0.2m。

(1) 供水管路:设置一趟供水管路, 管路规格DN50, 埋设于巷道左侧底板中。

(2) 供风管路:设置一趟供风管路, 管路规格DN100, 埋设于巷道右侧底板中。

(3) 单向排水管路:共计设置三趟, 其中生存室两趟, 过渡室一趟。生存两趟排水管路靠近供水管路埋设, 管路规格DN100;过渡室排水管路靠近生存室排水管路布置, 管路规格DN50。

(4) 单向排气管路:共计设置三趟, 其中生存室两趟, 过渡室一趟。生存室两趟单向排气管路竖向设置, 管路规格为DN100, 下部管路距离巷道底板距离为0.5m, 距离巷道右侧距离为0.2m;过渡室管路规格为DN50, 与生存室下部管路平行布置 (左侧) , 距离下部管路距离为0.2m。

(5) 供电、通信、监测监控管路, 共计设置三趟, 管路规格为DN50, 靠近供风管路布置, 间距0.1m。

第二道防护密闭墙除缺少一趟单向排气管路和一趟单向排水管路外, 管路布置同第一道防护密闭墙。

3 结语

该管路预埋系统方案设计与施工实践相结合, 已在众多金属非金属地下矿山实施。管路预埋系统是紧急避险设施建设中的一个组成部分, 其系统性能的发挥需要综合多种因素。随着科学技术的发展, 新技术和工艺更多的应用于矿山, 金属非金属矿山生产形势必然会向安全、高效的趋势发展。

参考文献

[1]张荣立, 何国伟, 李铎.采矿工程设计手册[M].煤炭工业出版社, 2003.

[2]孙继平.煤矿井下紧急避险系统研究[J].煤炭科学技术, 2011.39 (01) :69-71.

[3]孙继平, 杨大明, 张志钰.煤矿井下安全避险“六大系统”建设指南[M].北京:煤炭工业出版社, 2012.

高端液压支架管路系统的优化改造 篇8

近年同煤集团中央机厂相继生产制造和大修理了多套高端液压支架 (工作阻力大于10 000 k N或支护高度大于4 m的液压支架) , 在组装和大修理过程中, 发现此类液压系统结构复杂, 接点较多, 而且管路附件占用空间比较多, 给构件组装带来压力, 甚至局部发生干涉, 极易损坏配件, 进一步影响液压系统使用寿命, 而且, 在井下使用过程中, 不方便支架工修理维护。

通过研究分析, 所存在的问题主要有以下几个方面:1) 架内主回液系统结构复杂, 管路接点多, 回液阻力大, 接点多导致管路附件数量多、品种多、发生费用高;2) 液压系统对反冲洗过滤器的安装结构未给出合理的布局, 需要优化其固定位置, 以防止干涉、方便支架工操作;3) 辅助阀或者液压锁固定位置不合理, 影响布置管路, 甚至影响其它主管路布管, 也不方便支架工维修或者维护;4) 操作阀位置低, 不方便支架工操作。

1 研究内容

根据发现的几种主要问题进行了全面分析, 提出了合理的修改意见, 主要内容如下。

1) 原配置系统管路中, 前排立柱和后排立柱分别通过异径三通将回液液体汇集后, 再通过异径三通回主干管 (快速回液干管) 和主操作阀。这样多用2组胶管, 导致液路接点多, 容易发生跑冒滴漏现象, 而且需用附件种类多, 给组装带来不便, 并且发生费用较多;接点多导致回液管路阻力大, 回液不畅[1]。

为此, 我们将回液结构形式进行了优化整合, 采用六通块结构形式, 将前后排立柱回液系统进行了集成组合。具体结构形式是设计支架立柱大流量旁通集中回液管路系统, 制作1件六通块 (2×25/4×19) 取代原设计中的2件异径三通 (1×25/2×19) 和2件准19三通。采用该种集中回液方式可大大简化系统结构, 节省部分配件和大量的高压胶管[3]。

高端液压支架一般都带有护帮装置, 护帮千斤顶在伸缩过程中, 容易将其进回液胶管挤压在千斤和结构件之间, 带压条件下, 容易将胶管挤断, 伸缩时还会导致弯头或者中间接头频繁扭转, 降低接头密封的使用寿命。如果发生胶管压断的事故, 容易伤害到工作人员。为此, 将该管路加长后绕过一个较大的曲率半径, 这样就避免了这些棘手的问题。

2) 以往高端液压支架的过滤装置采用普通过滤器形式 (如图1所示) , 将其安装于主进液管口。在晋北缺水区, 尤其是井下环境条件恶劣, 这种过滤器对于大流量液压系统来说容易积污, 不便于清洗, 一般需要更换滤芯, 成本较高, 而且浪费时间。经过多年的研究和试验, 国内目前有多家企业成功研制了反冲洗过滤器 (如图2所示) , 反冲洗过滤器结构完美, 一般其流量远大于支架系统所需流量, 不会造成供液压力阻滞, 能够避免供液系统压降, 尤其是其结构形式合理, 能够通过人工反冲的方式排污, 可以大量节约滤芯和操作更换时间。

目前, 同煤集团已经在高端液压支架上大面积推广反冲洗过滤器, 要求在大修理和制造高端液压支架时, 安装此类构件, 以提高井下设备维护效率, 减轻支架工劳动强度, 降低成本支出。

对于四柱式高端液压支架, 经过多次样机试制, 最终将反冲洗过滤器安装在前连杆上靠近操作阀的部位, 这个位置的距离和高度既方便支架工操作也有利于支架液压系统管路布置。在后连杆上安装KJ13插装式排污接口, 将排出污物直接喷入井下谷塘内, 不影响支架表面清洁。此项革新受到了矿方和相关部门的高度评价, 取得了良好的效果。

3) 辅助阀的安装位置不合理导致总装或者维护比较困难。仅举一例来说明。高端液压支架一般对底板比压较大, 而且多数用于石炭二叠系煤层工作面, 底板多为泥岩、炭质泥岩、粗砂岩等, 底板抗压强度小, 硬度系数f≤3, 易发生支架底座下陷事故, 导致支架移架困难, 所以高端液压支架一般都带有抬架千斤顶。但是多数高端支架的抬架千斤顶双向锁设计固定位置在底座前脸部位或者掩护梁上, 甚至还有在底座内档中。在底座前脸部位, 恰好被主操作阀组连接的胶管遮挡, 在布置管路时比较困难, 胶管与主操作阀上的胶管干涉。在井下支架工使用抬架千斤顶时误操作就会导致千斤顶损坏或者阀损坏, 维修更换胶管和安全阀非常困难。在掩护梁上固定安装时, 由于胶管比较长, 容易被前后连杆切断, 而且在降低支架时, 该阀组跟前连杆干涉挤压, 容易损坏该阀组。在底座内档中安装, 一旦盖上脚踏板, 非常不方便维修, 也不便于随时掌控阀类的使用情况。经过分析, 将该双向锁位置更换到了前连杆上较低部位, 方便了维护和总装, 避免了阀类和管类损坏, 很好地解决了干涉问题。

4) 很多高端液压支架的操作系统在后立柱中间位置, 而且操作手柄位置比较低, 支架工操作时必须弯腰甚至下蹲, 这样的系统不够人性化, 而且不方便支架工观察支架动作状况, 易发生误操作导致支架人为损坏, 并且容易发生安全事故。我们充分考虑到这些问题, 在不影响支架升降, 不发生干涉的情况下, 将操作阀架提高到1.0 m左右的位置, 恰好方便支架工站立操作, 而且在操作过程中可以随时观察支架动作状况, 及时对支架动作进行调整, 避免与邻架之间发生干涉, 损坏支架[2]。

经过一系列的改造优化, 高端液压支架在用户验收时受到了高度评价, 未发生过因为操作系统问题做大量的改造, 满足了支架使用要求, 更满足了井下使用的人性化要求, 降低了支架工操作劳动强度, 减少了支架动作过程中发生安全事故的概率。

2 结语

高端液压支架系统改造也是支架产品质量优化的一个重要方向, 通过一系列的改造设计, 在实际中取得了良好的使用效果, 尤其是集成结构的回液系统改造、反冲洗过滤系统改造设计、辅助阀位置的改造、操作阀位置优化等等, 这些措施充分体现了液压支架研发和制造人员对井下工作的高度认知, 同时液压支架系统的优化也很好地体现了设备的人性化。经过一系列整改设计, 极大提高了支架与员工的人机互动性能。

操作系统的一系列优化改造设计, 提高了液压支架的可用性和实用性。为井下工作人员减轻了劳动强度, 提高了液压支架的维护效率, 值得推广应用。

参考文献

[1]李国军.煤矿 (矿山) 综采液压支架设备选型设计、工况分析检测及液压支架安全运行维护检修实用手册[M].北京:中国煤炭出版社, 2011:14-15.

[2]丁绍南.采煤工作面液压支架设计[M].北京:世界图书出版公司, 1992:193.

液压系统管路漏油原因探讨及对策 篇9

1 泄漏的原因分析

1.1 管路质量差

管路质量差的主要原因是在维修或更换液压管路时, 安装了硬质油管和劣质软管。如果安装了这样的管路, 由于其承压能力低, 使用时间不长就会出现漏油。硬质油管质量差的主要表现为管壁厚、薄不均, 使承载能力降低;劣质软管则主要是橡胶质量差、钢丝层拉力不足、编织不均, 使承载能力不足, 在压力油冲击下, 易造成管路损坏而漏油。

1.2 管路安装不符合要求

1) 管路弯曲不良。在装配硬管的过程中, 应按规定弯曲半径使管路弯曲, 否则会使管路产生不同的弯曲内应力, 在油压的作用下逐渐产生渗漏。硬管弯曲半径过小, 就会导致管路外侧管壁变薄, 内侧管壁存在皱纹, 使管路在弯曲处存在很大的内应力, 强度大大减弱, 在强烈振动或高压冲击时, 管路就易产生横向裂纹而漏油;如果硬管弯曲部位出现较大的椭圆度, 当管内油压脉动时就易产生纵向裂纹而漏油。软管安装时, 若弯曲半径不符合要求或软管扭曲等, 皆会引起软管破损而漏油。

2) 管路安装固定不符合要求。常见的安装固定不当有:a.安装时, 不顾管路的长度、角度、螺纹是否合适强行进行装配, 使管路变形, 产生安装应力, 同时很容易碰伤管路插头, 导致其强度下降;b.管路卡子固定有时过松, 使管路与卡子间产生的摩擦、振动加强;有时过紧, 使管路表面 (特别是铝管) 夹伤变形;这些情况都会使管路破损而漏油;c.管路接头紧固力矩严重超过规定, 使接头的喇叭口断裂, 螺纹拉伤、脱扣, 导致严重漏油的事故。

1.3 液压管路疲劳破坏或老化

大量硬液压管路断口的观察和分析表明, 硬管的破裂是一种疲劳破坏, 所以在管路上必定存在交变载荷的作用。当液压系统工作时, 液压管路要承受较高的压力, 再加上压力不稳定产生的交变应力、设备振动而产生的振动应力、装配应力等的共同作用, 使硬管在材料缺陷处、腐蚀点或损伤处产生应力集中现象, 管路发生疲劳破坏断裂而漏油。对于橡胶管路则会从高温、高压、弯曲、扭曲严重的地方发生老化、变硬和龟裂, 最后油管爆破而漏油。

1.4 液压油的污染及管路表面污染

当液压油受到污染时, 会使油管受到磨损和腐蚀, 加速管路的破裂而漏油, 而且这种损坏不易被发现, 危害更加严重。

由于液压系统容易被污染, 含有固体污染物的液压油类似于研磨金属加工面所使用的研磨剂, 增加了油液和管路内壁的摩擦。而且通常固体污染物颗粒的硬度比导管内壁材料的硬度高得多, 这样就加速了导管内壁的磨损, 甚至划伤内壁。特别是当液体的流速高且不稳定 (流速快和压力脉动大) 时, 就会使导管内壁的材料受到冲击而剥落。

当液压油中含有水分时, 会促使液压油形成乳化液, 降低了液压油的润滑和防腐作用, 加速导致管路内壁的磨损和腐蚀。当液压油中含有大量气泡时, 在高压管路中气泡受到压缩, 周围的油液便高速流向原来由气泡所占据的空间, 引起强烈的液压冲击, 在高压液体混合物冲击下, 管路内壁受腐蚀而剥落。以上这些情况最终都会使管路破裂而漏油。

此外, 管路的外表面经常会沾上水分、油泥和尘土, 如果保护层破坏, 就很容易产生腐蚀, 导致强度下降, 直至从高温、高压、弯曲、扭曲严重处发生爆破。

2 对策

液压管路虽然承受的压力高, 工作环境恶劣, 但是漏油故障是可以预防和避免的, 在使用和维修中应采取以下预防措施。

2.1 认真检查管路质量, 严禁使用不合格管路

在维修时, 对新更换的管路, 应认真检查生产的厂家、日期、批号、规定的使用寿命和有无缺陷, 不符合规定的管路坚决不能使用。使用时, 要经常检查管路是否有磨损、腐蚀现象;使用过程中橡胶软管一经发现严重龟裂、变硬或鼓泡现象, 就应立即更换。

2.2 正确安装管路, 严禁违规装配

1) 软管管路的正确装配。安装软管时, 注意不要扭曲软管, 可在软管上划一条彩线观察;软管直线安装时要有30%左右的长度余量, 以适应油温、受拉和振动的需要;软管弯曲处, 弯曲半径要大于9倍软管外径, 弯曲处到管接头的距离至少等于6倍软管外径;橡胶软管最好不要在高温有腐蚀气体的环境中使用;如系统软管较多, 应分别安装管夹加以固定或者用橡胶板隔开。

2) 硬管管路的正确安装。硬管管路的安装应横平竖直, 尽量减少转弯, 并避免交叉;转弯处的半径应大于油管外径的3~5倍;长管道应用标准管夹固定牢固, 以防振动和碰撞;管夹相互间距离应符合规定, 对振动大的管路, 管夹处应装减振垫;在管路与机件连接时, 先固定好辅件接头, 再固定管路, 以防管路受扭, 切不可强行安装。

2.3 正确使用维护, 严禁污染液压系统

在日常维护工作中, 不得随意踩踏、拉压管路, 更不允许用金属工具敲打管路, 以防出现机械损伤;对露天停放的液压机械或液压设备, 应加盖蒙布, 做好防尘、防雨雪工作, 雨雪过后应及时进行除水、晾晒和除锈;要经常擦去管路表面的油污和尘土, 防止管路腐蚀;油液添加和部件拆装时, 要严把污染关口, 防止将杂物、水分带入系统中。此外, 一定要防止把有害的溶剂和液体洒在导管上。

2.4 其它

对设备上油液温度和环境温度变化较大的管路, 在安装时要考虑热膨胀补偿问题, 以减小热应力的影响;为了保证管路的安全工作, 延长使用寿命, 对处于高温区的橡胶管, 应做好隔热降温, 如包扎隔热层, 引入散热空气等都是有效措施;在满足系统性能要求的前提下, 应考虑在易产生液压冲击的地方, 安装合适的蓄能器或消振器, 并尽量采用带缓冲装置的液压元件, 减弱液压脉动, 防止产生液压冲击。

3 结语

液压系统的正常运转是煤矿安全生产的一个重要组成部分, 只有科学的管理、保养设备, 才能使设备的性能得到更好的延续。

参考文献

[1]李新德.液压系统管路漏油原因探讨及对策[J].工程机械, 2003.

系统管路 篇10

1 管道布置

根据设计要求, 蒸汽管道系统要为9台机组提供蒸汽, 并要满足6台机组 (两个电站) 同时试验的条件 (电站所用蒸汽参数不全一致) , 因此本项目采用双母管、多分支设计方案, 并且在母管固定点附近设置蒸汽管道分支, 以减小各分支间的影响。

蒸汽管道布置中, 为了提高管道柔性, 减小各汽轮机进口受力, 采用了L形、Z形、Π形等管线形状, 同时设置了合适的支吊架, 并尽可能使管道的热位移方向与设备管口的附加位移方向一致。管道具体布置示意图详见图1。

2 管径和壁厚的计算

汽轮发电机组不同运行工况的蒸汽参数分别为:5.6 MPa、470℃、9.5 t/h和3.7MPa、370℃、10 t/h, 因此需要分别计算不同蒸汽参数下的管径和壁厚, 取较高值。

根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》, 管道材质采用12Cr1Mo V, 管道内径按下列公式计算:

其中:Di-管子的内径, mm;G-介质的质量流量, t/h;v-质比容, m3/kg;w-介质的流速, m/s;

管道壁厚按下列公式计算:

其中:Sm-直管的最小壁厚, mm;D0-管子外径, 取用公称直径, mm;Y-为温度对计算管子壁厚公式的修正系数;η-为许用应力的修正系数;[σ]t-为t℃时管子的许用应力;a-考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度, mm;根据计算结果, 蒸汽母管及分管分别取相应的厚度。

3 管道应力分析安全评定

管道应力分析分为静力分析和动力分析两部分。对于热力管道, 若没有特殊要求, 一般只进行静力分析。管道应力分析通常采用专门的管道应力分析软件, 如GLIF V、AUTOPSA、CAESAR II等, 也可采用通用的大型结构有限元分析软件, 如SAP5、ANSYS等。应力分析评定主要从以下两个方面考虑:

(1) 应力方面判定

在管道应力校核中, 根据产生应力的荷载不同, 管道应力分为一次应力、二次应力和三次应力。

管道一次应力是指由于外加荷载, 如管内压力、重力或其它持续荷载的作用而产生的应力。

管道二次应力是指由于热胀、冷缩、端点位移等位移荷载的作用所产生的应力, 它不直接与外力平衡, 而是为满足位移约束条件或管道自身变形的连续要求而产生的应力。

管道三次应力为一次应力和二次应力的叠加, 也就是由内压、重力等持续外载和热胀冷缩而产生的最大合成应力。

管道应力合格的判别标准是:一次应力和三次应力必须合格, 二次应力可以不一定合格。管道的一、二、三次应力分别用以下三个不等式来判别。

式中, σ1, σ2, σ3—分别为管道的一、二、三次应力, MPa;

[σ]20, [σ]t—管材在20℃及设计温度下的许用应力, MPa;

f—应力范围减小系数, 它与预期寿命内管道全温度周期性交变次数N有关, 当N≤2500时可取f=1。

1) 管端推力方面判定

蒸汽管道与设备相连接, 管道对设备端口的推力是不可避免的, 尽量减小蒸汽管道对设备端口的推力使之小于设备端口所能承受的最大推力是减小蒸汽管道对设备影响的关键。

4 管道应力计算结果

由于同一管道通过不同蒸汽参数时管道的应力以及变形是不同的, 因此对于本次的多参数、多分支蒸汽管路系统的设计根据蒸汽参数的不同分别进行了计算, 并对计算结果进行了比较。

4.1 统一蒸汽参数

管道设计参数为:5.6 MPa、470℃和3.7 MPa、370℃。计算结果表明:管道变形均匀, 管道应力及管端推力均满足要求。下面列出管道高参数运行状态下的应力分析结果。

计算中假定母管及9个支管内通过的蒸汽参数均为5.6 MPa、470℃。管道最大应力见表1, 管端推力见表2, 管道热态变形见图2。

4.2 多蒸汽参数

上面的设计方案虽然满足了管系不同支管统一蒸汽参数时的应力分析, 但为了保证管道和机组的运行安全, 将管系的高低参数组合的不同运行情况均进行了计算, 计算结果表明:管道变形均衡, 管道应力及管道对设备接口的推力满足要求, 管道和机组运行安全。下面列出多参数组合中的一种运行情况时的管系应力分析结果。

假定机组1、2、3蒸汽管道内通过的蒸汽参数为高参数 (5.6 MPa、470℃) , 机组7、8、9的蒸汽管道内通过的蒸汽参数为低参数 (3.7 MPa、370℃) 。管道最大应力见表3, 管端推力见表4, 管道热态变形见图3。

结语

多参数、多分支蒸汽管道系统已安全投入运行, 表明此蒸汽系统的设计是正确、可靠的。通过此次设计工作得到如下启示:

(1) 管系中支吊架的合理布置及正确选型可以增加管系的柔性, 减小管道热应力及管端推力。

(2) 合理的利用冷紧虽然不能减小管道热应力但可以减小管端推力。

(3) 管道壁厚的合理选择可以增加管系的柔性, 减小管道热应力。

(4) 对于多参数、多分支的蒸汽管道系统应尽量在固定点附近分支, 减小母管对支管的影响

摘要：本文以某汽轮发电机组联调试验的多参数、多分支蒸汽管路系统设计为例, 介绍了热力管道设计即是管道布置、管径和壁厚的计算、应力分析的过程, 并给出了该设计管道应力、热态变形及管道对设备推力等计算结果, 计算结果表明:该管道变形均衡, 管道应力及设备端口受力小于许用值, 满足设计要求。

关键词：多参数、多分支,蒸汽管道,应力分析

参考文献

[1]DL/T 5054-1996.火力发电厂汽水管道设计技术规定 (code for design of thermal power plant steam/water piping) [S].

[2]DL/T5366-2006.火力发电厂汽水管道应力计算技术规定 (Technical code for stress calculating of steam/water piping in fossil fuel power plant) [S].

[3]GB 50316-2000, 工业金属管道设计规范 (Design code for industrial metallic piping) [S].

[4]江苏省锅炉压力容器安全协会, 压力管道设计人员培训教材 (training materials for pressure piping deviser) , 2002, 01[M].

[5]唐永进.压力管道应力分析 (stress analysis of pressure piping) [M].北京, 中国石化出版社, 2003.

系统管路 篇11

关键词： FPSO改装；管路材料；SPD；数据库

中图分类号：U 673.2 文献标识码：A

Abstract： There is much difference in piping material between FPSO conversion project and ship building project. The main standard for FPSO conversion project is ASME and API， etc， but for the software SPD mainly used in shipbuilding is Chinese standard such as GB/CB， etc， which is seldom used in FPSO conversion project. This paper studies the standard， specification and characteristics of piping material， sets up the relationship between the software SPD and FPSO piping material， and establishes the FPSO piping material data base in the software SPD.

Key words： FPSO conversion； Piping material； SPD； Data base

1 前言

在FPSO改装项目中，管路的改装设计和安装是整个项目中最复杂的部分之一。管路工程系统多且标准高，能否准确高效地完成管路的设计、材料采购在一定程度上决定了改装项目能否顺利完工交付。

本文以我司280 000 DWT VLCC改装为FPSO项目为例，通过对FPSO管路材料的标准、规格和特点的研究，建立起SPD软件和FPSO管路材料之间的关系，最终在SPD中建立完善的FPSO改装管路材料数据库，为改装项目管路设计工作的顺利开展奠定基础。

2 管路材料特点及数据参数

2.1 FPSO管路的特点

（1）标准要求高

在FPSO改裝项目中所用到的管路材料与常规船舶的管路材料存在较大的区别，FPSO改装项目主要参照石油化工行业标准进行设计施工，其主要的标准为美国机械工程师协会（ASME）、美国石油工业协会（API）等国外标准。

（2）管路系统多且复杂

FPSO项目一共有40多个大系统，每个大系统又分为几个甚至十几个小系统。各个管路系统使用的管路材料有着严格的规定，通常情况下各系统之间的管路材料是不能相互代用的，由此造成了管路材料的种类繁多，大大增加了管路的设计、管路材料的采购和管路的预制安装等工作。根据统计，FPSO改装项目规格书中所包含的材料种类，单是船舶模块部分（不包括上部模块部分）就多达7 000种，整个项目使用的管路附件约40 000多件，管材约36 000多米。

2.2 管路材料的描述形式

FPSO改装及新造已经较为成熟，相应的材料描述已确立了较为统一的模式，基本型式如下：

管子：PIPE BEVEL ENDS SMLS ASME B36.10M SCH40 ASTM A106 GR.B - C01

附件1：ELBOW 90DEG LR ASME B16.9 BW SCH40 ASTM A234 GR.WPB - C01

附件2：REDU CONC ASME B16.9 BW SCH STD x SCH40 ASTM A234 GR.WPB - C01

附件3：TEE RED ASME B16.9 BW SCH XS x SCH STD ASTM A234 GR.WPB - C01

法兰：FLANGE SO ASME B16.5 CL150 FF ASTM A105N - C01

描述内容由如下部分构成：

管子：名称+端面+类别+标准+壁厚+材质+材料代号

附件：名称+类别+标准+压力+端面+壁厚+材质+材料代号

以上即为管路材料的基本参数，在管路材料的描述中都是按以上的顺序进行排列的，这些基本参数就是我们对管路材料规格的定义，加上尺寸和数量，物资采购所需要的各种技术要求和规格就完整了，采购部门就可以对管路材料进行采购了。

3 管路材料数据库的编制

在常规修造船项目中，管路材料使用的种类非常少，同是碳钢的管子和附件基本上只有一两种规格，只要尺寸相同基本上都能够相互替换使用，所以管路的设计和采购比较简单。但在FPSO改装项目中，由于主要参照的是ASME、API等国外标准，不同的管路系统使用的管路材料的基本参数大多都是不同的，即使是同一个系统的管路，不同尺寸的管子和附件使用的壁厚、材质、标准等也不一定相同。

以CLASS 01C28为例，一共有18种尺寸、6种壁厚等级，共450种管子和附件。CLASS 01C28仅为管路材料规格书中对于管子材料规格的一个分类，此分类在船舶模块部分一共有20个，而在上部模块部分则有47个。

为了使管路材料看起来更加简单明了，并且易于分类和统计，以管路材料的基本参数为基础，根据管路材料规格书的说明，制定了管路材料的表格形式（见表1）。

按照表1管路材料的格式，对管路材料规格书里面所描述的材料进行逐一整理并汇总在一个表格里面，就形成了管路材料数据库，此数据库共包含了7 000多种的管路材料。当设计员需要用到管路材料时，利用Excel表格的筛选功能快速地从这个管路材料数据库里进行筛选，不需要反复地在管路材料规格书里面进行查找，而且避免了查找和拼写可能带来的错误，大大提高了设计的准确率和工作效率。

4 SPD管路材料数据库的建立

由于SPD软件主要是针对常规新造船设计而开发的一款船舶设计软件，在很多设计功能上并不能满足FPSO改装项目的设计要求。SPD软件输出的管路轴测图缺少大量的信息，同时SPD软件输出的材料内容也不能满足我厂物资采购对材料内容格式的要求。

为避免材料选取错误同时提高轴测图信息的完整性，根据已编制的管路材料数据库，将其转化到SPD的数据库中，形成管路建模的基础数据，便于SPD管路的建模使用。

（1）SPD数据库数据结构

见表2。

在表2需要输入的数据中，只有管子重量需要在管子标准中进行核查然后输入，管子外径、管子通径、管子壁厚在管路材料规格书（PMC）和管子标准中都可以查到，按照格式要求输入即可。

在管路附件中，除了要输入相应管子连接尺寸的数据外，还要输入管路附件连接尺寸相关的数据，比如弯头的角度、弯曲半径、法兰的端面形式、压力等级等，这些数据需要在相应的管路附件標准中进行查找。

（2）输入管路材料基础数据

结合管路材料规格书和管路材料选型表，以及管子和附件、阀件等的标准，按照SPD的格式要求，在usrspd.mdb和spd_std.mdb数据表中输入管路材料的各种基础数据。

（3）SPD数据导入及调试

在usrspd.mdb和spd_std.mdb中输入数据完成后，将数据导入SPD软件中，生成管子附件模型，调试每种材料是否正确，最后导入部件库供建模调用。数据导入、调试及建模流程如图1所示。

5 结束语

管路材料在SPD中导入及调试完成以后，即可应用到FPSO改装的生产设计中，大大减少手工修改图面输出信息的工作量，同时也提高了设计输出的准确性，提高了生产设计的工作效率，减少材料的浪费和现场返工率，从而为公司带来巨大的经济效益。而且数据库完成以后，在今后的项目中可以重复使用并不断完善，成为我司技术部生产设计的标准库。

参考文献

[1] 赵耕贤.FPSO设计综述[J].船舶，2005.

[2] X Liu，YF Han.Study on Automatic Piping Design Based on PDMS Softrare[J].Petroleum Engineering Construction， 2011.

[3] 涂武.数据库技术在船舶生产设计中的应用探讨[J].广东造船， 2001.

[4] 刘星，陈辉.SPD管道单线图程序的开发与海工应用[C].Cad/cam学术交流会议， 2015.

系统管路 篇12

石油是国民经济和社会发展的重要推动力之一, 而石油在裂解、精炼、运输过程中包含了大量有毒物质, 为避免有毒物质泄漏, 石油化工装置中的管路系统显得尤为重要。管路工程的质量是由管路材料本身的质量、管路系统施工的质量以及管路试压的质量来决定的, 为保证管路工程的安全, 管路试压显得尤为重要。本文阐述了管路试压的准备工作、试验过程及其注意事项, 为实践中试压试验提供参考。

2 试验的前期准备

石油化工装置设计的质量高低和它的成品材料质量高低关系十分密切, 在工作中确保石油化工装置设计的安全乃是整个施工工程的关键环节之一, 同时也是保证安装质量良好的重要条件之一。通常, 在试压试验的前期准备中, 都需要从以下三方面进行。

2.1 管路完整性检测

首先要做好技术准备。石油化工行业的企业特别是大型企业, 从业人员数量很多, 员工技术水平参差不齐, 而企业的管路设计十分复杂, 工作工序繁琐, 极易因人为操作失误出现故障。因此在试压试验前应首先进行技术准备, 即基于企业工艺的流程图, 编制出符合该工艺的、科学合理的设计方案, 然后设计好清理工作的流程, 使后续的试压流程清晰明了, 从而避免对试压试验的不良影响以及质量隐患。

其次才可以进行管路的完整性检测。检查管路的完整性是进行管路试压前期准备的关键步骤之一, 只要管路完整性检测通过并且确认合格之后, 该管路系统方可进行管路的试压试验。管路完整性检查是依据管路的支架图、试压系统图、剖面图、系统图以及平面图等技术文件进行的, 其具体实施步骤如下:

(1) 施工人员自行检测管路, 检测依据是原始工程设计图。

(2) 技术人员对石油化工装置中的管路逐一复检, 验证第一步的结果。

(3) 若检查都合格, 那么把管路申报业主以及质监部门, 由业主以及质量监督部门展开进一步的审检以及质检。

管路完整性检测包括硬件检测和软件检测两部分。硬件检测包括现场的管道材质、犁号以及规格, 阀门的流量、坐标、标高, 支吊架的形式以及支墩, 手柄方向, 管道焊接质量等, 保证其符合相关质量规范, 尤其要注意不锈钢焊口、无损检测、热处理焊口以及焊接等的完整性;而软件检测一般应包括安装记录、管路焊接记录等记录是否合格、完善。

2.2 试验人员安排

考虑到管路试压流程复杂, 因此参试人员需要有较高的技术水平和业务素质, 管理人员也应在试前做好试压试验的协调工作。例如, 运用即时通讯设备保证参试人员之间的高效、实时的联系, 从而保证试压流程有序展开, 并保证紧急情况处理得当;同时, 试验前应组织试压班组, 明确责任人, 全面负责管路试压试验。

2.3 试验物资安排

在试压试验正式开始前, 应完成充分的物资安排。管路试压试验的介质通常使用气体或者液体, 其中气体通常可用空气、氮气以及干燥无油空气, 而液体通常可用洁净水、纯水或者普通水, 管路若无特殊要求, 即可采用普通水作为试压试验的介质。

除准备足量的试压介质之外, 还应完成试压试验仪表仪器的检查、安装以及校验工作, 试压试验设备的安全检查、进场布设和维护保养工作, 试压试验螺栓、螺母、盲板以及垫片等材料的制备, 试压试验所设置临时管路及其配件的安装、校验、检查等工作, 并完成试验试验过程中安全措施所需的物资筹备以及试压试验的隔离措施。

3 试压试验过程

3.1 相关安全规范

考虑到管路试压试验的危险性和复杂度, 试压试验必须严格遵守安全技术要求以及试验安排, 包括:试压试验前应做好临时加固设施的安全检查;在液压试验时管路长度应不长于一千米;试验用的压力表应保证在规定使用年限以内, 且确保其精确程度在1.5级, 量程至少为预计管路的测试压力两倍;液压试验在注水之前必须将管路内的气体排净, 并保持大于5摄氏度的温度以备测试, 特别注意的是对于合金材料安装的管路, 其测试介质温度必须至少5摄氏度;最后应做好试验数据的记录和分析工作。试压试验过程中现场应设置警戒线和警戒人员, 以防意外发生, 参试人员也应听从试压组负责人的指挥。

若在试压试验中发生泄露等问题, 在修理管路前必须首先排除压力, 然而再进行修理, 在修理完成后再次进行试压试验。若试压试验合格, 应及时泄压, 并将管路内试压介质完全排除, 拆除所有临时盲板等临时管路, 保存好试验的各项数据。

3.2 压力试验步骤

管路内压测试压力约为管路标准压力的1.5倍, 测试过程中若出现管路设计温度大于管路实际温度的情况, 那么测试压力公式Ps=1.5&1/&2&1/&2>6.5值取作6.5。当产生大于屈服强度的压力时, 必须把试压试验的测试压力降低至小于屈服强度支持的最高测试压力值。若管路内压为设计压力1.15倍, 且其值大于0.6MPa, 只有在设计文件授权或者业主同意并采取安全措施, 方可继续测试。

若进行液压测试, 应在管路物理最高点处设置排气阀, 然后注入试压介质, 将管路内空气放净, 同时在低点设置排凝阀, 试压结束后排空所有试压介质。压力表应放置管路的最高位置或者可观测的最高点, 真实压力是管路最高位置处压力表的读数。接下来缓慢地提高压力, 达到试压试验设计的最大压力后将压力保持约十分钟, 在此期间应对管路展开全面检验, 确认无变形、泄露等问题后, 方可认定管路装置合格。若使用其他介质, 也应注意缓慢升压, 并在压力达到试压试验设计最大压力一半时, 先确认没有异常情况, 再继续升压, 以逐次升压, 每次压力上升十分之一、稳压两分钟直到压力达到要求为宜, 然后再次确认管路无变形、泄露等问题, 则视为合格。

3.3 其它注意事项

3.3.1 若进行气压试验, 那么必须使用合格的高效发泡剂, 保证

其质量合格的情况下方能使用, 注意如果是冬季进行气压试验应防止发泡剂冻结。试压试验的压力值应以试压试验系统尾部的压力表为准。

3.3.2 若进行液压试验, 当设计中没有指定其液体温度时, 应按照以下要求进行:

低合金钢、非合金钢管道的液体温度不能低于5摄氏度, 合金钢管道的液体温度不能低于15摄氏度, 且必须高于材料自身的脆性转变温度。对位差大的管道需要注意把液体介质自身的静压考虑进去, 管道最低点的压力不能大于管道承受力。若管道材料包含奥氏体不锈钢时, 液体介质中氯离子应小于25mg/L。

4 结束语

石油化工装置管路试压试验对于石油化工装置的安全性尤为重要, 它是一项复杂的、系统化的工程, 需企业、质量监督单位等有效配合、并进行规范化操作, 做好试验前期准备, 依据规范和规定展开试压试验, 做好试验结束后的数据分析和安全工作。

摘要：安全性是石油化工管路的重要指标之一, 试压试验是检测管路安全性的必要手段。文章阐述了管路试压的前期准备工作、试验过程及其注意事项, 为实践中开展试压试验提供了参考。

关键词：石油化工,管路系统,试压试验

参考文献

[1]房德生.浅谈工艺管线试压的必要[J].中小企业管理与科技, 2009 (3) :254.[1]房德生.浅谈工艺管线试压的必要[J].中小企业管理与科技, 2009 (3) :254.

[2]张宪东.石油化工装置工艺管线系统试气试压[J].黑龙江科技信息, 2010 (24) .[2]张宪东.石油化工装置工艺管线系统试气试压[J].黑龙江科技信息, 2010 (24) .