船舶管系是船舶动力装置的重要组成部分
船舶管系是船舶动力装置的重要组成部分，传统的管系施工工艺是在船舶下水后，基座、设备安装完毕，先由有经验的铜工根据管系布置图上船弯制样棒，然后经过回车间下料、弯制管子、上船校核、再回车间烧焊、试压及表面处理，最后上船安装，管子施工要经过二进三出的工艺过程，不但工序繁多，而且劳动强度大，施工周期长。从60年代开始，传统的管系施工工艺逐步被淘汰，管系工艺由管系放样工艺、弯管工艺和管子安装工艺所组成。管系放样工艺1967年，中华造船厂组成了领导、技术人员、铜工参加的“三结合”班子，首先在912（I）消磁船上开始进行管子放样。具体做法是以管子“三联单”替代管子样棒，车间根据“三联单”弯制管子，在平台上划线落料、然后按系统校管、点焊法兰，再拆下焊法兰、试压及表面处理，最后一次上船安装。这样，使管子施工与船体建造并行作业，大大缩短了造船周期，使该船下水后17天码头动车，显示出管系放样的优越性。随着管系放样推广，放样技术不断改进，1970年在建造某导弹驱逐舰时成立了由铜工、电工、白铁工组成的综合放样组，将管系、电缆、风管等综合在一起进行综合放样，放样的速度和质量都明显提高。1977年在建造某大型登陆舰时，开始把综合放样与施工设计有机地结合在一起，管系放样进行分层、分区域的尝试，共分成机舱、辅机舱、艏部、上层建筑等几个区域，避免了按系统放样各系统抢占空间的情况，使管路的排列更加合理、整齐、美观。在管系放样工艺的发展过程中，管系放样的手段也不断地改进和完善。1967年在刚开始进行管系放样时，采用的样台地板上以1：2的比例放样；1971年后改为桌面上比例放样，用1：5、1：10甚至1：25的比例在三夹板或涤纶薄膜上进行放样、随着电子计算机技术的推广使用，管系放样使用了“PCPS”程序系统。1978年中华造船厂在小型布缆船上采用了该程序进行管系综合放样，通过输入管子坐标点，由计算机打印管子零件图、参数和管子套料表等。弯管工艺60年代以前，弯曲管子采用炉灶热弯工艺，即将管子用炉灶加热，然后在平台上弯曲的原始方法，管子热弯工艺适用于各种材料、各种管径的管子，但弯曲半径较大，弯管精度难以保证，加热次数多会造成材料强度下降，工人劳动强度大、能耗大、效率低。1958年起，工厂开展技术小改革、小发明的活动，研制成机械弯管机，出现了管子机械冷弯工艺。上海船厂自制了七八台机械弯管机，分别弯制管子内径为1/2～1寸、1.25～1.5寸、2～3寸、4～6寸等几种规格，3寸以下内径的弯管机采用电动机带动的无芯弯管，3寸以下内径的弯管机采用液压传动有芯弯管，工厂从此不再用人工弯管。管子机械冷弯工艺能保证管子尺寸精度和材料强度，节约能源，减轻劳动强度，提高效率，但弯管弯曲的半径较小。为了克服管子机械冷弯的不足，上海船厂在1965～1966年间自制了1台火焰弯管机，火焰弯管属机械热弯，在管子待弯曲部位用氧乙炔火焰进行环状局部加热，形成一圈很狭的加热区，待弯制的管子在加热区缓慢移动，加热弯曲，已弯曲部位再用环状喷水冷却。这样边加热边弯曲边冷却，直至所需弯曲段为止，狭窄的红热弯曲带保证了管子截面的椭圆度符合要求，火焰弯管可用较小的功率弯制大口径管子。弯管工艺经历了手工热弯、机械冷弯、机械热弯几个阶段，降低了劳动强度，提高了生产效率和质量，逐渐扩大了管子的规格和范围，为建立管子加工生产流水线奠定了基础。上海船厂在1974年着手制造管子加工生产流水线。流水线主要由管子自动料架、定长切割机、法兰自动校装及焊接机、液压程控弯管机组成，各设备间用管子输送线联通。1978年，流水线进行调试运行，由于当时液压程控弯管机尚未完工，流水线至直管法兰焊妥为止。为了实现弯管的无余量下料，1985年由上海船舶工艺研究所与中华造船厂联合成立了管子弯曲工艺研究课题组，对弯管的无余量下料工艺进行研究。经过对400余根管子弯曲成各种不同角度后进行现场实测，积累了一批常用规格钢管弯曲过程中延伸量和回弹角的数据，结合国外有关资料，制订了钢管弯曲延伸量和回弹角的实用查表。按该表进行了1400余次管子试弯，终于使弯管无余量下料工艺获得成功，1986年3月在中华造船厂召开现场鉴定会，通过部级鉴定。该课题获船舶总公司颁发的1987年科技进步三等奖，并为实现弯管的先焊后弯工艺创造了必要的条件。1995年，中华造船厂从美国JEESE公司引进了数控弯管机、法兰定位机和马鞍形切割机，马鞍形切割机能切割两根管子相交时的相贯线接口，切割精度高，并能一次割出坡口，使该厂的弯管工艺技术达到了90年代国际水平。
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管子敷设工艺管子敷设工艺经历了现场或实物排装、单元组装分段预装的发展过程。50年代至60年代中期，修船与造船的管子施工，是先到现场用样棒弯制出所需更换或新制管子的样子，再按样棒制作管子，然后上船排装，修船时常用实物靠模型复制新管子，管子加工安装时间长。造船时，工人根据原理图施工，即使是同类型船舶的管子敷设，因各人的经验不同，管子的起向、形状也有很大差异。管子采用了放样和预制后，管子敷设开始与预舾装和单元舾装结合在一起，进行单元组装和分段预装。单元组装的方法实现了管子敷设与船体建造的平行作业，分段预装方法改善了管子敷设作业的条件，提高了效率，缩短了造船周期。
扩展阅读：船舶动力装置
船舶动力装置
1.什么是船舶动力装置，由哪几部分组成？P1-2
答：船舶动力装置是各种能量产生、传递、消耗的全部机械设备及系统的有机组合体，它是船舶的重要组成部分。（保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体）。
组成：1）推进装置2）辅助装置3）船舶管路系统4）船舶甲板机械5）机舱自动化设备2.船舶动力装置的类型有哪些？P5-10
答：1）柴油机动力装置2）汽轮机动力装置3)燃气轮机动力装置4）联合动力装置5）核动力装置
3.船舶动力装置的技术特征有哪些指标？P12答：1）技术指标2）经济指标3）性能指标4.简述船舶推进装置的组成？P1
答：1）主机：主机是指推进船舶航行的动力机，是动力装置的最主要部分，入柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等。
2）船舶轴系：它用来将主机的功率传递给推进器，它包括传动轴、轴承和密封件等。3）传动设备：传动设备是将主机动力传递接通或断开给推进器的中间部件，主要包括起接合或断开作用的离合器、减速箱和联轴器等。
4）推进器：它是能量转换的设备，是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备，如螺旋桨和喷水推进器等，大部分船舶使用螺旋桨。5.推进装置的形式有哪几种？P19
答：1）直接传动推进装置2）间接传动推进装置3）特殊传动推进装置6.简述滑动式中间轴承油膜形成的原理？P53-54
答：1）干摩擦阶段：轴颈与轴承直接接触，没有润滑油的存在，相应的摩擦性质属于干摩擦阶段。
2）半液体润滑阶段：在轴开始低转速运行时由于轴承对轴颈的摩擦力方向与轴颈表面周围速度方向相反，是轴颈沿轴承内孔表面瞬时向右滚动、偏移，致使轴承表面瞬时被摩擦，这时往往部分接触表面形成液体润滑，而另一部分表面则为干摩擦。
3）液体润滑阶段：当轴的转速提高，轴颈与轴承间隙内的油量增加，润滑油膜中的压力逐渐形成，两表面完全被润滑油隔开，油膜厚度大于两接触表面凸凹不平之和，摩擦因数显著下降，最终达到与外载相平衡的位置，这种状态称为液体润滑。
理论上讲，当轴的转速继续增大时，轴颈中心逐渐向轴承孔中心飘移，即轴颈中心与轴承中心相重合。由此可见当轴颈转速与轴承承载不同时，对油膜的形成有很大影响。油膜形成的厚度主要与轴颈与轴承间的载荷大小、相对速度、间隙及润滑粘度有关。在一般情况下，当轴颈转速越高、润滑油的粘度越大、承受的载荷越小，则易形成较厚的油膜。反之，油膜的厚度就越薄。
7.尾管的结构形式有哪几种？P58
答：1）整体式尾管2）连接式尾管
8.尾管轴承按润滑形式分为哪几种，各有何特点？P59-63
答;1）水润滑。特点：水润滑的尾轴承采用铁梨木、橡胶、桦木层压板和增强塑料等耐磨材料。（水润滑轴承鉴于铁梨木需要进口且价格昂贵，故采用桦木层压板和橡胶轴承较多。）2）油润滑。特点：油润滑尾轴承与转轴接触处采用耐磨性很高的白合金材料，小型船舶则使用青铜或铸铁。
9.尾管的任务是什么？它有哪几部分组成？P57
答：尾管的任务是用来支承尾轴(或螺旋桨轴)，并保持船体的水密性，防止弦外水大量漏入船内，亦不致使滑油外泄。
组成：尾管、尾轴承、密封装置、冷却润滑系统10.尾轴密封装置有哪几种？任务是什么？P64-66答:1）首部密封装置2）尾部密封装置
任务：对于油润滑的密封装置，其首部的密封装置的任务是封油，使润滑油不漏入船舱内；而尾部密封装置担负着防止油的漏出，又防止弦外水的浸入的双重任务。对于水润滑的尾管装置只设置首部密封装置，防止弦外水浸入船舱内。11.轴系的基本任务是什么？有哪几部分组成？P23-24
答：基本任务：将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨所产生的推力传给船体，以实现推进船舶的使命。
组成：1）传动轴2）轴承3）传递设备4）轴系附件12.轴系的设计有哪些具体要求？P24
答：1）工作可靠且使用寿命长2)结构简化3）传动损失小4）对船体变形敏感性小5）良好的抗振性能6）有良好的抗腐蚀性能及密封性能7）重量尺寸要小13.船用齿轮箱的作用及其主要技术指标有哪些？P79-80
答：1）起减速作用2）起倒顺车作用（齿轮箱除了用于传动螺旋桨之外，还可用来传动发电机和其他辅助机械）主要技术指标：1）额定功率Pn和额定转速Nn2）额定扭矩M3）额定传扭能力4）减速比i5)输入输出轴之间的中心距6）额定承受螺旋桨推力14.简述船用液力耦合器的工作原理？P89答：工作原理：离心泵在原动机驱动下回转，循环油柜中的液体被离心泵吸入并获得能量后，经过连接管冲到涡轮机的叶片上，把能量传给涡轮机，然后流回循环油柜，涡轮机便带动螺旋桨回转。
（当泵轮在原动机带动下旋转时，油从泵轮的内半径处（进口）进入泵轮工作腔，吸收能量后从泵轮外半径处（出口）进入涡轮外半径处（进口），在涡轮工作腔中释放能量后，又从涡轮内半径处（出口）排离涡轮重新进入泵轮工作腔。油在工作腔中的这种流动形成环流。）15.推进装置设备包括哪些？P79
答：1）船用齿轮箱2）液力耦合器3）摩擦离合器4）弹性联轴器5）可调螺距螺旋桨16.简述可调螺距螺旋桨装置的组成？P103-104
答：1）带转叶机构的调距浆2）传动轴系3）调距机构4）液压系统5）操纵系统17.闭式冷却管路的作用是什么？其优点是什么？P115-116
答：作用：淡水在系统中循环地吸热和放热，弦外水则通过淡水冷却器带走淡水的热量。优点：1）循环在冷却机械（柴油机等）内的水是清洁的淡水，所以腐蚀性差，水垢产生较少，从而避免了管路、阀件等设备堵塞的现象，提高了系统工作的可靠性。
2）淡水不会像海水那样在温度>50°C时宜产生析盐现象，所以一是能维持较良好的传热效果，二是进入柴油机的水温也不受限制，通常可达到65-85°C。
3）冷却水水质好，在封闭管路内循环时，不会产生管路和阀件、设备流通口的堵塞。4)在需要暖机时若关上弦外水，使闭式系统中淡水自行循环而不冷却，这样很快就能达到暖机的目的。
18.膨胀水箱的作用是什么？P116
答：1）膨胀作用2）逸气作用3）保持水泵吸入口的水有一定的静压高度，而避免泵吸入口的汽化现象
19.画出闭式冷却系统的原理图？P115
答：工作原理：系统中设置了膨胀水箱、淡水冷却泵、淡水冷却器和水温调节阀等设备。工作介质为清洁的淡水，淡水由水泵从膨胀水箱中吸入后泵到柴油机，分别进入汽缸盖、汽缸壁等冷却器，吸收热量后排出柴油机，再经过淡水冷却器，把淡水中的热量传递给海水，降温后的淡水再回到淡水冷却泵进口，构成反复不断的循环。
（在冷却器中高温介质是淡水，被淡水冷却的工作原理即为上面提到的开式管系。）系统中设置的温度调节阀，可以依据柴油机淡水出口温度的高低来调节，当由泵打入柴油机的淡水温度过低时，则由于调节阀的作用使柴油机排出的高温淡水经调节阀旁通而直接进入淡水泵。不经过冷却降温，这些进入冷却器的水温就提高了，从而保证了进入柴油机的淡水温度在它要的范围之内。
20.油船专用管系有哪几个系统？P136
答：1）货油装卸系统2）自动扫舱系统3）专用压载系统4）惰性气体系统5）原油加热系统及排油控制系统（货油加热系统）21.柴油机的特性有哪几种？P146-148
答：1)速度特性2）负荷特性3）调速特性4）万有特性5）柴油机减额功率输出特性22.简述船机浆变工况的配合？P161-164
答：1）系泊工况2）过度工况（1）起航与加速工况（2）倒车（反转）工况23.画图说明推进装置功率传递过程？P151-152
答：功率的传递过程及损失：1）指示功率（IHP）2）额定功率（制动功率）（BHP）（主机摩擦损失及带动辅机所消耗功率）3）最大持续功率（MCHP）（考虑持久系数及温湿度修正后的功率）4）轴功率（SHP）（传动设备及各种轴承所消耗的功率）5）收到功率（DHP）（尾轴承及其密封装置所消耗的功率）6）推力功率（THP）（螺旋桨与水的摩擦及尾流动能所损失的功率）7）船舶有效功率（EHP）（由推力减额及伴流等船体影响所损失的功率）24.画图说明单机直接带浆的配合特性？P156-157答：1）机配浆工作的配合2）浆在变工况时的配合25.机舱布置应考虑哪些尺寸？P168-169答：1）机舱长度2）机舱宽度3）机舱高度26.机舱布置的原则是什么？P170
答：1）机舱布置必须保证整个动力装置能够可靠而持续地共作，保证船舶在各种海况和工况下安全航行。2）机舱布置应根据各设备的自身功能，考虑各设备间合理的相对位置，既满足各设备相互之间的功能联系要求，又发挥出自身的功能。3）应充分考虑各种安全措施，满足入级规范及有关法规、规则的各项要求。尤其要考虑轮机人员的安全。4）尽可能缩短机舱所占地位和空间，以增加船舶的装载容积和减少造船成本。5）机舱布置应使船员对各设备的操作管理、检查修理方便，合理考虑人员通道和各设备的维修空间。6）布置在机舱左右两侧的机械设备的重量，应尽量保持平衡，以免影响船舶的倾斜。同时，为增加船舶稳性，布置时应使重心尽可能降低。
27.机舱布置的方法与步骤是什么？P172-175
答：1）主机与传动设备的布置2）电动机组的布置3）锅炉的布置4）机舱控制室（集控室）的布置5）辅助机械设备的布置6）机舱出口及其他布置28.船舶动力装置设计包括哪些内容？P167
答：1）船舶主推进系统设计2）船舶电站设计3）热源系统设计4）动力系统设计5）船舶系统设计6）自动控制、监测、报警系统设计7）防污染系统设计8）机舱通风系统设计29.机舱的布置位置有哪几种？各自的特点是什么？P168-172
答：一般机舱位置有设置于船的中部、中尾部、尾部三种基本形式，分别成为中机型、中尾机型和尾机型。
特点：（1）尾机型机舱广泛应用于散货船、油轮、集装箱船等大中型船舶。优点：1）没有轴遂，各货舱相毗连，便于管路布置，并能增加货舱容积的4%-5%。2）货舱布置集中、便于装卸。3）轴系缩短，因此重量小，造价降低，传动效率高。缺点：尾部线性曲率变化大，机舱布置困难。
（2）中机型机舱大多采用客船、拖船以及一些军用舰艇和动力装置重量占很大比例的船舶上。优点：1）船舶无论满载或空载时，不会产生纵倾或纵倾很小，使船舶保持正浮状态。2）船舶中部船体线性变化平缓，机械设备规划布置比较容易。3）中部机舱的船舶其抗沉性比较好。缺点：1）货舱容积会减少，因为传动轴通过尾部货舱时设置轴遂，占用了部分空间。2）轴系的长度大大增加，轴系重量增加，传动效率也降低。
（3）中尾机型的机舱保持了尾机型的部分优点，克服了机舱过长、船员舱室舒适性较差、纵倾调整困难等缺点，部分船舶仍然应用。
30.船用摩擦离合器按摩擦面的形状分类有哪几种？P84答：1）盘片式2）圆锥式3）圆柱式31.油船的惰性气体系统有哪几种？P139
答：1）烟气式惰性气体系统2）惰性气体发生装置系统3）多功能惰性气体系统32.隔舱填料函有哪几种形式？对隔舱填料函有什么要求？P71
答：整体式和可分式（可分式又分为正圆型、椭圆偏心型和正圆偏心型）
要求：1）在传动轴通过隔舱填料函时，无论轴系是否转动，应能承受一定的水压而不发生泄漏。2）拆卸方便，并能在隔舱壁的一边调整其松紧。3）结构简单、重量轻、外形尺寸小。4)当轴旋转工作时，摩擦因数小，温度一般不超过55-60°C.33.压缩空气在船上有哪些用途？P112
答：1）主、辅机柴油机的启动2）柴油机的换向3）柴油机及其他机械的操作4）气胎离合器的离合操纵5)海底门和排水集合井的冲洗和吹除，如积垢或被污染阻塞时用。6）压力柜的充气作压力源，如海、淡水压力水柜及液压系统的压力油柜中，充以一定压缩空气后，即可使水和油有一定的压力而供其系统使用。7）启动仪表、气动阀件的操纵，如气动快关阀的开闭，由压缩空气作功启闭阀。8）灭火剂的驱动喷射，如灭火系统中二氟一氯一烷灭火剂，即由压缩空气为动力源，喷射灭火。9）军用舰艇上用作吹除、冲洗鱼雷发射管、驱动鱼雷发射。10）潜艇的上浮潜操作，如利用潜艇上空气瓶中压缩空气向压载水舱充气后，将其水排出，产生浮力是艇上浮。11）气动自动控制和自动控制机械、仪器的操纵。12）其他杂用，如汽笛吹鸣、气动脱钩装置、风动工具等作动力源和工质。34.机舱的布置位置有哪几种？各有什么特点？P168-172答：中机型、中尾机型和尾机型特点：（1）尾机型机舱广泛应用于散货船、油轮、集装箱船等大中型船舶。优点：1）没有轴遂，各货舱相毗连，便于管路布置，并能增加货舱容积的4%-5%。2）货舱布置集中、便于装卸。3）轴系缩短，因此重量小，造价降低，传动效率高。缺点：尾部线性曲率变化大，机舱布置困难。
（2）中机型机舱大多采用客船、拖船以及一些军用舰艇和动力装置重量占很大比例的船舶上。优点：1）船舶无论满载或空载时，不会产生纵倾或纵倾很小，使船舶保持正浮状态。2）船舶中部船体线性变化平缓，机械设备规划布置比较容易。3）中部机舱的船舶其抗沉性比较好。缺点：1）货舱容积会减少，因为传动轴通过尾部货舱时设置轴遂，占用了部分空间。2）轴系的长度大大增加，轴系重量增加，传动效率也降低。
（3）中尾机型的机舱保持了尾机型的部分优点，克服了机舱过长、船员舱室舒适性较差、纵倾调整困难等缺点，部分船舶仍然应用。35.轴系设计有哪些方面的要求？P24
答：1）工作可靠且使用寿命长2)结构简化3）传动损失小4）对船体变形敏感性小5）良好的抗振性能6）有良好的抗腐蚀性能及密封性能7）重量尺寸要小36.船舶动力管系有哪些系统？对动力管系有什么要求？P105
答：动力管系系统：燃油管系；滑油管系；冷却管系；进排气管系；压缩空气管系。(船舶管系按其任务的不同，主要有：通风管系；舱底水管系；压载水管系；消防管系；蒸汽管系：疏、排水管系。
要求：1）工作可靠性2）管系的生命力3）在满足生命力的条件下力求设备少，管路简单4）在采取兼用的措施时，必须防止关联的管系之间工作中发生相互干扰，以致引起装置中的某些部分工作失常的严重情况，如一泵兼作燃油和滑油输送任务时，燃油和滑油发生想混的现
象。37.尾轴密封装置有何作用？P64答：为了防止弦外水沿尾轴浸入船内及润滑的外泄，在尾轴管装置中必须设置尾轴密封装置。由于布置的位置不同，尾轴密封装置分为首部密封装置和尾部密封装置两种。对于油润滑的密封装置，其首部的密封装置的任务是封油，使润滑油不漏入船舱内；而尾部密封装置担负着防止油的漏出，又防止弦外水的浸入的双重任务。对于水润滑的尾管装置只设置首部密封
装置，防止弦外水浸入船舱内。38.船用刚性联轴器的类型有哪几种？P93
答：1）法兰联轴器2）夹壳联轴器3）液压联轴器39.中间轴和中间轴承的种类及其设备要点？P46-52答：（1）中间轴的类型：整锻法兰式中间轴和可拆法兰式中间轴（2）中间轴承的类型：滑动式中间轴承和滚动式中间轴承
（3）滑动式中间轴承的优点：1）结构简单，工作比较可靠；2）制造成本低，安装维修方便；3）由于轴颈与轴瓦间具有油膜，故抗振抗冲击性能较强；4）所承受载荷较大。
缺点：1）摩擦因数较大，升温较高；2）油膜的形成须轴颈与轴承间具有一定的间隙存在，因而影响了回转精度的提高；3）当转速与载荷过大时难于形成承载油膜。
（4）滚动式中间轴承的优点：具有摩擦阻力小、传动效率高、滑油消耗量小、工作时有自动调心能力。
缺点：工作噪声大，而且为装拆轴承的需要，中间轴必须采用可拆式联轴节，承载能力小，安装工艺要求高。
40.轴系设计时为什么要进行轴系扭振计算？
答：由于柴油机的间隙性喷油燃烧，输出扭矩的不均均性，使推进轴系在周期性交变力矩作用下运转，当交变力矩的频率和推进轴系的自振频率相同时，将会产生共振。在这种情况下，包括曲轴在内的整个轴系的多个轴段将发生来回摆动的强迫振动现象，这是推进轴系的扭转振动。
41.管路设计时为什么要进行水力计算？答：管路水力计算的基本任务是确定管系中配置泵的性能，或是校核已配置泵是否符合管系的要求。在个别情况下，根据给定的流量确定最佳的管路直径。
管路水力计算是应用水力学原理来计算流体流经管路的全部能量损失，即沿程能量损失和局部能量损失。
42.航行中船舶的阻力有哪些？设计时主要考虑哪些阻力的影响？
答：1）附属体阻力2）兴波阻力3）摩擦阻力4）形状阻力5）水的阻力6）空气的阻力设计时主要考虑水的阻力、摩擦阻力的影响
友情提示：本文中关于《船舶管系是船舶动力装置的重要组成部分》给出的范例仅供您参考拓展思维使用，船舶管系是船舶动力装置的重要组成部分：该篇文章建议您自主创作。
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