船舶制造管子单元模块化的设计与应用

船舶制造管子单元模块化的设计与应用

吴宝祥

扬州中远海运重工有限公司，江苏 扬州 225211

摘要：由于现代化造船模式的构建与发展，船舶制造企业的生产管理机制也实现了革新，现在正慢慢构建起船台总装的模式，此模式贯彻统筹优化理论这一指导方式，实现了设计、生产与管理的一体化，生产是以中间产品成品化来实现的。规范化、标准化是单元模块化设计的发展方向，船舶各个部位都会普遍运用单元模块预舾装，逐渐地完善壳、舾、涂一体化造船。

关键词：单元模块化，船舶管路，设计与应用，分析探讨

1单元模块化的主要特性

（1）单元模块化是一种先进的工艺方针，其目的在于简化生产流程。（2）减少舾装件在船上相互连接，既减少了船上的安装工作，也缩短了建造周期。（3）因在车间和分段上已预装了大部分的舾装件，所以大幅度减少了船舶在船台或船坞上的舾装工作量。（4）单元模块化可以在不同的施工场地进行施工，可与船舶建造进行平行施工，节约了船舶舾装施工的时间。（5）单元模块化改变了船舶舾装的施工阶段，改善了船舶舾装施工的环境，避免了多个工种在船上进行交叉作业，并出现相互干涉的现象。（6）因大量的舾装工作转移到室内，使施工人员可以充分利用室内的各类工具，将立体的施工环境改为平面施工环境，降低了施工难度，控制了施工质量。（7）施工环境的改善，促进了安全生产。（8）单元模块化给壳、舾、涂一体化的造船模式创造了有利的条件，其优化了劳动组织，简化了施工流程，使生产管理更方便。（9）单元模块化可以与船体结构平行建造或提前建造，为船台或船坞的舾装施工提供了方便。

2单元模块化设计的实施

（1）在单元初步策划前，要了解船舶规格书、船舶建造方针、分段划分图、分段转运图，并结合机舱布置图、首尾区域设备布置图、花钢板布置图，对单元模块进行划分；

（2）主机、发电机、首推、尾推、侧推、舵机等设备基座及其认可图完成后，根据大型设备的吊装、安装方案，对单元模块设计方案进行修正；

（3）单元吊装在单元划分策划阶段，应结合分段划分图、分段吊装方案、流程图，船舶建造工艺考虑，并组织相关部门评审、交底；

（4）尽量把设备布置在单元内部，形成一个封闭的环，提高单元内部管系的完整性；

（5）单元内管路应采用管路分层设计，整齐美观大方；与设备连接的管路、带有阀门的管路应布置在上层，穿过单元内部的管路尽量布置在下层；单元内设备管路应考虑设备的检修，阀门尽量靠近设备布置；单元内管路宜利用铁舾平台的框架支腿角钢做成组合支架形式，若有伴行管或者小于通径 15mm 的管路，应布置管支架；靠近边舱一侧的单元管，应留出必要的结构检验通道；

（6）单元与单元之间的连接件应尽量采用法兰连接排列整齐或呈阶梯形连接，减少外场焊接；

（7）铁舾花钢板应大小规格一致并兼顾美观大方，下方有阀门、滤器等需要操作检修的位置应预开孔；栏杆扶手耳板、压力表板基座等应布置在单元内；作为大管路支架角钢、单元吊装受力角钢应相应加粗加强，必要时设计临时加强支撑；设备基座一般不定位在斜板上；

（8）电气设备宜利用花钢板平台角钢作为基座，经过单元的电缆的托架、扁铁应设置在单元阶段安装。

3单元模块的设计过程

在进行单元设计之前，需要了解船规格书、船舶建造方针、施工要领、设计标准及规范规则要求。熟悉总布置图、基本结构图、分段结构图、分段划分图、分段吊装程序图、机舱设备布置图、各管路系统原理图以及设备确认图等。

管路单元的设计主要是采用管路分层设计思想，单元的管路大致分为两类。一类是穿过单元管路，该类管子一般是与该单元设备无关的管子，这种管路一般为系统总管，此类管路的支管及管附件较少，适宜选取各系统的总管（DN>80）的管路作为优先布置的单元管路，安排在单元管路的最底层。另一类是与单元设备相连接的管路，由于单元设备一般布置于单元框架的上面，因此这类管路应多布置于单元管路的上层。单元管路的放样布置应按系统总管的管径最大者开始布置，穿过单元的管路，一般布置在底层。优先确定单元间管路的接口，接下来布置单元上的设备管路；视管径的大小、是否带阀门等因素安排该管布置在单元的中间层或上层。另外，单元设计还要注意以下几点：

（1）管路的布置应具有合理性。如所有燃油舱柜的空气管、溢流管和测深管，都应避免通过居住舱室。淡水管路不得通过油舱，以免管子破损或渗漏时污染水质。同样，油管路也不得通淡水舱。其他管路通过油舱时，应遵照规范要求加厚管壁，并在舱内不得有可拆接头。

（2） 管路的布置应具有安全性。如蒸汽管、油管、水管和柴油机排气管等，应避免布置在配电板及其他电器设备的上方及后面，并尽量远离配电板周围。油管路还应避免在锅炉、烟道、蒸汽管、废气管及消音器的上方通过。凡通过防火区域的管路，应采用满足船级社认可的节点形式。管子穿过水密或气密结构处，应采用贯通件或座板。

（3）管路的布置应具有可操作性。如装在花钢板以下的阀件，其手轮应能方便操作，不便于操作的阀件，应将阀杆接长或配备便于操作的工具。

（4）管路的布置应具有可维护性。如在管子、附件、滤器等设备上设有放泄装置，以放泄管子内的空气及存液。

（5）在划分单元之间的管子连接件时，可采用把法兰、接头等整齐地分布在单元分界面的平分式连接方法或采用连接法兰呈阶梯形的阶梯式连接方法。

（6）单元的管子是以格栅支架为基准，在花钢板下管路密集，管路势必与格栅支架争夺安装位置，因此必须及早设计管子框架，合理安排格栅支架与基座的位置，留出通道作为管路及设备的检修与清洁保养之用。

4单元模块作业研究

随着单元模块逐渐规模化生产，如何快速、高效地建造单元模块开始成为船舶企业日常生产中需要重点研究和规划的问题。下面依据单元模块的分类并结合流水线生产思路对单元模块的生产作业进行研究。

功能性单元生产建造的技术水平相对而言要求较高。例如燃、滑油净油机单元，由于要求设备的精度高、安装时拂配好，同时需要组成一个单元体的各净油机间相互并联或串联，且为净油机服务的加热器、泵、阀门、管路及电气箱电气设备等存在不同专业、不同工种的高度集中的综合作业，因此对施工作业工人的专业技术和复合工种技术要求相对较高。因而针对该种单元，应制订符合其特点的工艺流程，按流程确定施工工位，并根据工位设置施工人员，以实现专门工种、专门工位流水作业。同时，在稳定的生产过程中对相近工种进行复合，减少人员轮换，以培养出一支较为全面、稳定的功能性单元施工队伍。每艘船的功能性单元则由该生产线施工队伍来完成，以形成类似的专业化生产准流水线作业，这样建造速度和建造质量均能得到保证。

5结语

现如今，众多的造船企业都在持续增加其造船的数量，传播的种类越来越多样，因此要求设计要足够创新，实现突破，以众多船舶特性与技艺要求的差异为依据，将众多类型的单元模块产品成功设计出来，着眼于中间产品单元，一步步达到现代化造船模式的目标。由于我国船舶工业的迅猛发展，船舶的质量数量在持续上升。对于造船企业来说，最关键的在于增强自身的生产效率，减少船舶制造的周期，减少生产费用，当前最有效的方式莫过于践行单元模块化设计与制造，坚持中间产品成品化的生产模式。

参考文献

1. 唐建波,闻亮,杨爱根,张培艳. 船舶制造精度管理及过程控制技术探讨[J].  科技创新导报. 2014(16).

2. 丁春雷. 中间产品流转单在船舶生产计划管理中的作用[J].  船舶标准化工程师. 2014(05).

（姓名：吴宝祥，性别：男，出生年月：1989.08，民族：汉，籍贯：江苏泰州，学历：本科，职称：工程师，研究方向：船舶轮机）