船舶管路安装及系统运行调试

第七章船舶管路安装及系统运行调试

在现代造船工业中，造船的周期和质量是非常重要的，而其中管路的安装在造船周期中的影响具有举足轻重之势，故管路的制造、安装越来引起各方面的重视。

管子单件预制或现场校管制造后，要与管路的阀件、附件、船上的机械设备及各种器具连接起来，组成一个完整的系统。所以，管路的安装应与船体结构的制造、机械设备的安装与油漆以及其它舾装工程协调一致，合理安排施工程序，这对充分利用船舶的有限空间和缩短造船周期至关重要。

管路安装的发展是从管子单件上船逐根取样、制造、安装，到经内场放样预制，再逐根或单件组合上船安装，发展到分段预装、单元预装、区域性预装等形式。使大量的管路安装工作与船体制造平行作业，大量的外场安装工作在内场安装施工。这不但加快了造船周期，而且大大减少劳动强度，减少立体作业；确保安全生产，保证安装质量，并且为管路系统的标准化、通用化、系列化打下基础。

管路安装结束后，必须配合机械设备一起进行运行试验，考验各系统的制造、安装质量，调整各种参数。使其符合技术性能，符合建造规范，满足船舶正常航行的要求。

第一节管路安装方法

管系应按管系安装图的定位尺寸进行管路安装。目前管路的安装方法有：系统安装法；区域或分段安装法；单元组装法。

一、系统安装法

系统安装法是传统的安装方法。这种方法的特点就是将管子和有关附件以散件状态吊运上船，再根据系统安装图逐根安装。显然，这种方法只能在船上现场进行，不安全，工作效率低。由于管路安装的工期短，各工种施工人员集中，场地狭窄，故需要妥善安排好管子吊运及安装的顺序，确保安装工作有条不紊地进行。

（一）安装顺序的一般原则

管子应在内场试压、清洗、表面处理，涂装工作完成后方能进行安装。应先装大口径管和总管，后装支管和小口径管；先装密集区域的管子，后装空旷场所的管子；定位尺寸要求高的先装，一般管子后装；机舱底部和平台甲板上的管子先装，沿舷旁、支柱旁上行和侧悬在甲板下的管子后装；船体的舱柜处要做密性试验场所的管子先装、不作试验的后装。机舱底部的管子布置情况较复杂，一般先装海水总管及舱底压载管系，再装上面一层的海水冷却水及燃油、滑油管系，最后装最上层布置的小口径管系。施工时，应根据实际情况统筹兼顾，避免后装的管子不能就位，造成不必要的返工。

（二）管路支架的安装

一般可在安装管子的同时安装支架，这样能补偿管子制造所产生的误差和设备的安装误差，减少由此而产生的安装应力。对于一些特定的场所，应优先将管子支架焊装完毕，如在

涂装已清扫完毕的隔舱壁、已敷设绝缘层的围壁、经密性试验并已验收的船体油水密隔壁，以及某些到一定施工阶段后不允许明火作业的区域等。对于集束排列的管子，应事先安排好公共支架。如果单件安装的管子能根据管子安装图将支架预装好，将会大大提高工效，又有利于安全生产。

（三）管子的定位尺寸

通常按照管子安装图安装管子时，图纸上已确定了管段距船体结构的相对尺寸，如距船中的距离、距某舱壁的距离、距某肋位的距离、距某横梁的距离等。但必须注意船体结构的基准线，习惯上把内底下平面、平台甲板下面、扶强材面板的底面、船壳板的内侧面、球扁钢的背面作为理论基准线。在管路安装时，为了便于测量，往往将离管路最近的壁面作为定位基线，而忽视了它的理论基准线，也未考虑它的壁厚。这对某些狭窄的部位，会造成开孔偏差、设备相碰等不应产生的错误。例如，某船型宽为22m，上甲板舷旁有一空气管，在管子安装图上标注尺寸距船中为10800mm（见图7-1所示）。经过换算，该空气管距舷旁尺寸应是200mm。但必须注意，距舷旁尺寸是自船壳板内侧至贯通件中心，若以船壳外侧为测量尺寸的基准开孔，将会发生空气管头部与舷墙相碰，造成报废返工。

图7-1 空气管安装定位换算图7-2 封闭管安装的允许误差

（四）嵌补管和封闭管

船体的肋距、层高等结构尺寸和主副机设备的安装尺寸以及管子本身的制造、安装都有一定的允许误差，将这些误差积累起来，有时是很可观的，往往在最末端与设备相连的管子或与其它系统管子相连接时会暴露出来。这样就需要在现场制造一段嵌补管或封闭管作为补偿。嵌补管和封闭管的取样，可在现场制作样棒或现场测绘管子零件图。弯好管子在现场校管；也可以在船上定制样板，使校管工作在内场完成。无论现场校管还是定制样板，都必须使相连接的管子和设备都处于自由状态，并扣除密封垫片的厚度，以保证嵌补管、封闭管的安装应力减至最少程度。如连接设备（如水泵）的封闭管制作马虎，往往导致泄漏、连接法兰损坏、水泵壳体变形等故障。

封闭管段在安装时的允许误差值，如图7-2所示。

（五）安装的注意事项

管路在安装前应对每一根管子用压缩空气吹除管内的污垢，对封口的管子应安装一根开封一根，合理选用垫片材料，垫片的内径应大于管子通径；选用的螺栓应保证拆卸维修的方便，螺栓旋紧后，螺栓丝扣伸出螺帽的长应在1.5～3牙之间；螺纹拧紧时应采用合理的扳

手及加强力矩；安装时对于低凹场所和易积水场所应加装泄水螺塞；在安装管系附件时，应注意系统介质的流向与附件的流向相一致；管路在安装过程中，如未能装妥封闭管路，应将管口封住，以防杂物入内。

系统安装法工作效率低，特别在管系密集程度高的机舱中，与其它工种同时施工，全面开展安装工作，不免带来相互干扰。同时，装在平台或甲板下方、舱壁或围壁上的管子还需相当的辅助作业（如：脚手架、起吊等），即处于立体作业区，极不安全。系统安装法由于是散件吊装，对管子内部清洁工作较难保证，也容易遗失和损坏。这与目前造船业的发展极不相称，虽然有些船采用在船台上进行预装，可以相对的缩短造船周期，但从安装工作整体来说，没有发生质的变化，仍是单件安装。

二、分段预装法

（一）分段预装的定义

分段预装法是在船台整体预装基础上发展起来的。分段预装法就是在建造船体分段的同时安装管系，即通过管子安装图上所标明的安装位置和尺寸，在建造分段时，就安装通过该分段的所有管子。

（二）分段预装的内容

1、双层底分段的预装。双层底内的穿舱管子较直且长，为了减少泄漏的可能性，接头应越少越好。如舱底、压载、蒸汽加热、燃油驳运等管系，均要求在分段装配过程中就放进去装妥或临时固定，然后随分段一起吊上船台进行大合拢。这就是最早的分段预装。

2、机舱平台甲板和上甲板分段的预装。这类分段的建造特点大部分是翻身建造。因此，对于甲板反面的管子、风管和电缆进行预装最为有利，可使仰装的不利因素转化为俯装的有利因素，减轻劳动强度，提高生产效率。若平台分段再翻过来正放时，又可在平台甲板的上面预装机电设备和机座，尽起重能力的最大限度来进行预装。

3、隔壁分段和旁板分段的预装。主要包括管子和阀件。因这些分段的建造方位是卧造，使原来需要侧装的管子可能俯装，也是减轻劳动强度的有效措施之一。

4、上层建筑分段的预舾装。上层建筑分段一般都采用翻身建造法，因此，对于甲板反面的日用清海水及污泄水，以及电缆和空调风管进行预装较有利。若上层建筑采用整体吊装（所有的上层建筑在装配平台上组装一个整体后，一次吊上主船体），其预舾装的内容还包括舱室舾装（木作围壁、门、窗、家具）、盥洗室用具、厨房用具、甲板敷料，甚至还可以将外部舾装设备也装上去，如救生艇吊架和绞车、天线桅、消防设备等。

5、甲板分段的预装。除机舱部分以外的甲板，也是采用反造来进行顶部管路的安装。它包括电缆紧钩、管子等的安装。

分段预装的安装图与一般管系安装图是不尽相同的，因为它是反造的，安装图的尺寸全部是反造时的管子安装定位尺寸。这些管子的形状、尺寸、安装尺寸全部与正造安装图相反，利用这种图能进行俯视状况下平地安装。若仅有正装安装图时，必须将它换算为反装的工作

尺寸。

（三）分段预装的优点

分段预装不仅可以缩短造船周期，而且可以达到省力、安全的目的。可概括成四句话：“高空作业平地做，外场作业内场做，狭小舱室敝开做，仰装作业俯着做。”

1、朝天作业变成向下作业，可提高生产效率。过去在船上安装管子时，很多都是高空仰装或侧面安装，尤其是机舱上、下平台的反面，管子和电缆较密集，工作量大，施工条件差。随着机舱平台分段的翻身建造，使原来反面变成了正面，原来的仰装作业变成了俯装，既快又省力，而且容易保证精度，大大提高了工效。

2、可充分利用电力设备，方便了用电设备的使用。如使用气割、电焊和起重设备等，较之船台上方便得多。

3、减少高空作业，有利于安全生产。

4、可缩短造船周期。采用分段预装可减轻船台上的负荷，有利劳动力的均匀分配和施工场地的分散布置。

5、预舾装过程中可提早发现问题和解决问题。

6、有利于重物的安装。管子可以做得更长，减少了接头，提高了安装质量。

（四）分段预装须具备的条件和应注意事项

1、要实现分段预装，首先必须具有完整的施工安装图。它应较完善的标注管子的具体安装尺寸和位置。

2、船体分段的划分必须考虑预装的内容和重量，并与本厂的起重能力相符合。保证预装后能吊到船台上进行合拢。

3、在分段的各接头处，应尽量不布置管子接头，或长出分段的管接头；可适当安排嵌补管。在分段合拢处，不应有设备和机械。

4、船体制造的误差应越小越好，最好在大合拢处能采用激光定位（无余量定位）。

5、设备、管子和附件的配套要及时、生产准备工作要充分。

6、最好在分段预装前，将该分段的船体装配，电焊工作结束。

7、分段的管系综合安装图要准确、船体的基准尺寸要准确。这样才能保证在安装时定位正确，合拢时误差小。

（五）分段预装的统计方法

预舾装的程度反映了一个工厂的工艺水平。船体结构在小合拢、中合拢、大合拢等阶段都有不同程度的预舾装。一般来说，预舾装的内容在分段和总段上较多，其统计方法，对管铜工来计，以管子预装的根数来计算。在某一阶段，管子预装的根数与全船管子的总数之比称为预舾装率。预装到分段上的管子有的是以单根散装的形式进行预装，也有的是以组合成单元体的形式进行预装。

全船管子总数=F E D C B A +++++

单元体预舾装率=

F E D C B A E C A +++++++

分段预舾装率=

F

E D C B A B A ++++++ 总的预舾装率=

F E D C B A E D C B A +++++++++ 其中：A ——分段中的单元体预舾装数；

B ——分段中的散装预舾装数；

C ——船台上的单元体预舾装数；

D ——船台上的散装预舾装数；

E ——下水后的单元体预舾装数；

F ——下水后的散装预舾装数。

总的预舾装率又称为地上化率，是指在地面上的工作率，即除下水后散装的管子均属预舾装的范畴。国外某厂的十万吨级的散装货轮，在建造时，某单元体预装率为23%，分段预装率为80%，地上化率达82%，建造速度快，周期短。

三、单元组装法

单元组装法也称内场安装法，是平行作业法的一种工艺方法。它是将船体的若干区域的管路及设备，在车间内事先组装好，形成若干个“单元”，然后吊到船体分段或船上安装，并将它组合成完整的系统。

单元是在综合布置图中进行分解、划分而成的。单元可以由几个简单的舾装件及管子组成一个简单的小型单元，也可以由许多舾装件和若干个单元组成一个复杂的大型单元。单元组装并不局限于机炉舱内的机械设备及管路的组合，也可以延伸到全船各个部位。例如把盥洗室内所有设备连同围壁和底甲板构成一个“卫生单元”，在内场全部装配后整体吊上船安装。单元可以是由船厂根据实际情况自行制造的专用单元，也可以是由专业制造厂制造的标准单元。如制淡装置，就是专业厂将蒸发器、冷凝泵、喷射真空抽除器及各种管路、仪表、电器控制箱等组合在一起，并固定在一个共同基座上，形成一个标准单元。第三章所叙述的舱底水油水分离器也是由专业厂组装成的标准单元。

（1） 单元的分类

单元可以是简单的小单元，也可以是复杂的大型单元；可以成为标准单元，也可以根据具体要求组成专用单元，但不外乎可以组成下列几种形式。

1、零部件单元。又称单件小单元。例如：由几根管子和支架构成的集束管单元，图7-3(a)所示；由多头分支管和阀件或其它管附件组成的分配单元，图7-3(b)；由截止阀和减压阀（或滤器、阻汽器、自动控制器等）组成的旁通单元，图7-3(c)所示。小单元的范围很广泛。为了减少外场的工作量，凡是能在内场预先组合起来的零部件，应尽量在内场安装。这些组合件在内场安装时，应保证各连接端面与布置安装的零件组合图的安装位置、尺寸相符合。如果将管束单元同机舱的花钢板及格栅共同组成一个综合的管束单元，它就既能保证单元的刚性，又能减少外场安装的工作量，避免搬运过程变形，如图7-4所示。

（a）（b）（c）

图7-3 零部件单元

2、设备单元。以若干台设备与其联合机座作为单元的主体，围绕单元主体进行管子、管子支架、阀体、附件、构架以及花钢板、格栅、通道等组合而成。例如叠置的滑油冷却器、燃油加热器等组成的单元。

图7-4 管束与花钢板组成单元

3、箱柜单元。以箱柜作为单元的主体，围绕单元主体进行设备、管路、支架、阀件和附件等组合而成。例如活塞冷却水循环水箱作为一个主体，将泵、阀件、管路、附件、构架等组合成一个单元体。箱柜单元刚性较好，在吊装时不易变形。但要求在安装时定位一定要准确，这样才能满足其它连接件的安装。

4、功能性单元。将同一系统的机电设备、箱柜、机座、管子、阀件及附件等组合起来，它具有独立的功能特征，例如发电机组、制淡装置、舱底油水分离器装置，锅炉装置等。只要将单元的进出口与管路相通就形成一个完整的系统。特别是尺寸紧凑，内场预装程度高，结构强度高，吊装方便，而且能够在内场进行调试。目前得到较广泛的应用。

5、标准化单元。又称模式单元。它除了具有功能性单元的特征外，还具有一定的外形布置和参数特性，其规格可以成为系列性产品，由专业制造厂制作生产。例如功能性单元中的全自动化锅炉组、舱底水油水分离器装置、制淡装置等。

6、区域性单元。选择机舱内某个特定区域，将该区域内的所有设备、机座、管路、阀件、附件、支架、构架等先在专用的组装平台上进行组装，然后整体吊上船安装的单元。在该区域内可以有各种系统，因而单元复杂，重量大。这种单元以机舱底层为主（双层底至花钢板的区域内），可将此区域的设备或系统划分成若干个单元区域。除了主机、发电机及空压机等往复式机械。区域性单元可以单独进行单元组装，也可把一些单元在一个组装平台上进行联合组装（组成一个没有船壳的机舱底层的布置）。区域性单元组装可以提高单元与单

元之间的衔接精度，减少单元之间嵌补管，对于批量生产是很有意义的。

（二）单元的内场安装

单元组装的各种单元中以区域性单元的尺寸最大，重量也最重。它可以将各种单元组合成为一个综合性的大单元（区域性单元）。例如，将管束单元、功能性单元、标准单元、箱柜单元、设备单元等不同单元，在组装平台上综合安装在规定的位置上，并将各管系相连，组成一个大的单元体。这种方法能使大量的单元安装在内场进行这些单元的重量可以高达数千吨。只要机舱的开口和起吊设备允许，单元越大，它们之间的嵌补管越少，外场工作量就越少，速度也越快，安全性也越好。

1、组装平台

为了保证单元的制造质量，保证上船安装具有较小的误差，单元组装平台应有一定的刚度，并在一定的压力下不产生变形；同时要求平台表面平整（比机舱内底更为平整）。一般单元组装平台可以是由具有纵横交错的预埋扁铁水泥地面，也可以是由钢板和型材焊接而成的全钢结构地面。要求平台地面的水平误差为±2mm；水泥地面的纵横扁铁间距为1～1.5m。组装平台最好设在室内，在施工场地要具有足够的起重设备，有压缩空气、电焊、气割、供水、供电等设施。场地应能适合单元运输方便的要求。场地除了有组装的施工面积外，还应有足够的配套架和单元配套场地面积。

2、区域单元内场的组装

先在组装平台上定出各肋位的间距及各主副机的底座位置，同时将各阀箱及滤器定位；确定花钢板格栅的定位尺寸，并制造与船体纵桁肋骨相对应的构架，花钢板格栅构架的高度可以与实际机舱安装高度相同，也可以高出机舱花钢板高度约100mm。在管子组装时，应先确定各主要支架的定位尺寸（组装安装图上的基准定位管段的尺寸）。然后将支架固定在搁架上，组装成一个机舱底层的所有设备、泵及管路的单元。对于这种单元可以划分为若干个，也可以成为一个总体的构架单元体。若划分为若干个单元时，则在各单元的连接接缝处设置加强构架，以备吊装时增加强度。单元的管路连接处应制成阶梯状。

当区域单元安装结束后，应对单元中的管系包扎绝缘和涂装油漆；对吊装的单元，在构架上要安装临时加强刚度的槽钢构架，使构架不因吊装而产生变形。

单元的组装除了可对机舱的底舱进行组装外，平台甲板及机舱各甲板层次的设备及管系也能组装成单体。有的可以构成立体的箱塔式单元体，箱塔式单元是将扶梯、格栅构架，管路及设备附件构成一体，成为一个立体单元，如图7-5所示

（三）单元的外场安装

为了保证单元在运输和吊运时不产生变形和位移，在吊运和运输前，用工字钢组成一个组装台架。台架应靠拢较大机械设备，防止此处变形。运输时应使单元平稳的放平在平板车上；运到场地时应及时吊装到船上，进行定位安装，防止底平面不平而发生单元变形。

单元在吊装到船上安装前，应在船上安装区域设好定位零件或定位标记。这些标记或零件是以辅机的机座、支撑柱及船体的构件为基准而选定的定位依据。在预装时应注意吊装的

图7-5 箱塔式单元组装 单元 框架 格子 平台 通风管 顺序，以免引起单元不能到位而造成不必要的报废返工。在船上安装时允许有一定的误差。可在单元与单元之间现场取样制造嵌补管。嵌补管的连接件必须便于制造加工。

（四）单元预装的优点

1、改变了传统的安装方法，实行与船体建造的平行作业，缩短了整个造船周期。

2、从根本上改善了安装工作的条件，并能有效地掌握安装工作的质量和进度；使外场工作改为内场安装，缩小立体操作的时间，减少工伤事故的发生。

3、实现了单元的标准化、系列化、通用化，简化了机舱布置图和管系图（由于单元中包含有机械设备，管系及附件的连接，仅绘制单元方框图的进出口位置及中间连接管即可，不需绘制复杂的管系布置图了。）

4、充分利用内场的设施（气割、电焊、起重设备等），使管系安装现场工作环境改善。

5、对批量生产极为有利。可以利用胎架安装，省略基准定位时间，即保证质量，又提高工效、降低成本。

总之，单元预装具有强大的生命力，应该成为造船工作的一项重要施工工序。

U 形螺栓 支架 管子 梯子 电线及 导板 法兰

套管 白炽灯

四、预应力补偿的管路安装工艺

（一）管路的应力变形

船舶管路的变形情况和产生变形的因素是很复杂的，但归结起来可分为管路的热应力变形和管路的机械应力变形。

船舶管路的安装通常是在常温下进行的，但有些管路，如主、副机的排气管路、蒸汽管路、燃油管路，是在一定温度甚至是在高温下进行工作的。金属材料的管路受热后，将伸长。例如钢管受热时，每升高100℃，将使1m的钢管伸长1.2mm。这样，若是几十米的管路，它的伸长将是一个可观的数字。在热膨胀情况下，如果管路可以自由伸展，则管子材料中不会有热应力产生；如果两端是固定的，则管路受热后固定点将由于管路的延伸而承受到压力。若固定的阻力相当大，管路的长度又不能随温度而变化，于是在管子材料中引起巨大的热应力。这种热应力将会超过管子材料允许的抗拉、抗压强度，促使管路变形，破坏了管路连接的紧密性。

船舶在建造阶段，管路是处于静态；船舶在航行或者机械设备运转时，管路就会产生振动与弯曲。由振动与弯曲引起管路的长度变化，并产生了机械应力。无论热应力或机械应力，对管系都是不利的因素，若没有适当的补偿，最终可能会使密性结构遭到破坏。

根据经验，一般认为热应力对管路的影响较大，机械应力较小。

（二）管路应力补偿的范围

一般需要采用应力补偿的管路有：

1、蒸汽系统的管路；

2、主机、发电机、应急发电机的柴油机排气管路；

3、双层底舱的压载管或其它管路；

4、加热的燃油管路；

5、燃油舱内的专用燃油管路、货油管路；

6、与振动较大的机械连接管段；

7、凡是两固定端之间的直线管段。

（三）应力的补偿方法

应力的补偿就是在管路制造、安装过程中先给予预装应力（与热应力或机械应力相反方向）的应变量的一种方法。它可分为：自然补偿法；填料函式补偿法；整体式膨胀管补偿法；波形膨胀管补偿法；高温管路的预应力补偿法。

1、自然补偿法

如图7-6所示，是一种最简单的补偿形式，利用管子本身的弯曲，使挠性增加，以补偿管路的热应力。它可以由钢管、铜管弯制而成。根据它的制造方法可分为光滑式，如图7-6(a)、

(b)、(c)；折皱式，如图7-6（d）和波纹式，如图7-6（e）。线膨胀的补偿，如图7-6(a)、(b)、

(c) 、(d)，主要是补偿由于热应力而在管段长度上发生变化的量。(a)、(b)型多用于高温高压蒸汽管路中(t>400℃，p>3MPa)；(c)型用于变形较小的管路中；(d)型应用于蒸汽管中(t<400℃，

p<3MPa)，特点是补偿能力强（弹性折皱式比光滑式大25～30%）。图7-6(e)型可以作为角补偿的型式使用。

图7-6 自然补偿管

（a）、(b)、(c)、光滑式；(d)、折驺式；(e)、波纹式

2、填料函式补偿管

如图7-7所示，主要由本体1及在本体内自由移动的接管2组在。为了使接管移动时保持紧密，在接管和本体之间置以填料5。填料依靠压盖3、垫圈4及螺栓来压紧。它的特点是：构造紧凑，具有相当大的补偿能力；适用于大口径管路（通径可达200mm以上），但工作压力不宜过高（小于1.6Mpa）；填料函容易磨损，常引起管路密性的破坏。Array图7-7 填料函式补偿管

1、本体；

2、接管；

3、压盖；

4、垫片；

5、填料

图7-8 整体式膨胀接头

3、整体式膨胀接头

如图7-8所示。广泛使用于甲板消防、燃油管系，或双层底舱和边舱的压载水管系。

由于用途不同，其填料函所用的材料也不同，见表7-1。

（1）整体式膨胀接头的安装方法

a、装配时先将二个法兰及橡胶圈分别套在两根管子的端部，然后分别将两根管子的端部插入膨胀节的套管里，并把橡胶圈安放在预定位置，最后用螺栓、螺母把二个法兰撬紧。

表7-1 填料函所用材料

b、以2.4Mpa进行密封水压试验。

C、管路安装后，两根管子的端部间应留有一定距离L，具体尺寸可根据使用时管子的伸缩长度来决定。允许最大距离为60mm；如果系统无特殊要求时，L取30mm。

如果安装时不注意，可能会产生管子从伸缩接头中脱离的现象，其原因有二个：一个是管子因自重，在伸缩接头部位产生下垂；另一个是因管路内腔压力造成管路向两侧推出。为了避免脱离现象的产生，管路在船上安装时，应在伸缩接头两侧附近安装支承座。为了避免脱离现象的发生，管路在船上安装时，应在伸缩接头两侧附近安装支承座。支承座与管端距为0.8～2.4m。支座在安装前应尽量校正水平，然后用U型长螺钉将管子卡在支座上。

（2）支座的设置与安装

由于机舱内的压载水、消防和燃油等管系中配置的弯头比较多，当管子伸缩时，这些弯头将对膨胀接头产生较大的侧向力，致使填料密封过早地损坏，故在管子的弯头（管内介质流动的方向改变处）或与膨胀节有一定距离的地方设置止动块来限制伸缩量。止动块为弧形块，宽度为50mm。将二止动块分别焊在管子U型螺栓的两边，与支座相距5～7mm，如图7-9所示。对于甲板压载水、燃油、消防等管系，可免予焊止动块，因隔舱距离较大，管子较长，弯头又较少，完全可把隔舱的通舱件作为固定支架。利用此种结构将管子分割成若干段，而管子的热膨胀也逐段被膨胀节所吸收，如图7-10所示。

图7-9 多弯头整体膨胀节管支架的安装图7-10 甲板直线管整体膨胀节支架安装

4、波形膨胀节

波形膨胀节的形状和结构如图7-11所示。这种补偿装置的波纹管常采用薄壁无缝不锈钢管或有焊缝的不锈钢管作母材，然后用液压或滚压的方法制造而成。它在管道中可起位移补偿和吸收振动的作用，一般常见于柴油机的排气管路及冷藏室空调管路。

不锈钢波形膨胀节具有壁薄、刚度小、重量轻、补偿量大的特点。但在安装中若因设置位置与安装不当，都将影响其正常工作，甚至很快地被破坏。

图7-11 波形膨胀节

（1）固定支架的设置

300mm的波形膨胀节的补偿量为24mm。对于大型船舶长达数十米的排气管而言，这个补偿量是不够的，往往需要设置二个或更多的膨胀节来解决热膨胀问题。

固定支架的作用是把管路分割成几个单独的膨胀管段，限制和控制位于这些固定支架之间的膨胀节所必须吸收的位移量。必须注意的是，在任意直管段上，两个同样的固定支架之间不要安装一个以上的膨胀节。在直线管路过长需要设置二个以上的膨胀节时，必须设置中间固定支架，如图7-12所示。

图7-12 膨胀节与固定支架的安装位置

当介质通过膨胀节并改变流动方向时，如管道的弯曲部位或支管分流进入主管，在转折处必须设置固定支架；在管道的终端应考虑设置固定支架。泵、压缩机、热交换器、汽轮机等与管道相连接的主要设置可作为固定支架使用。为克服排气管受热后的热膨胀在固定支架上引起的推力，固定支架的结构必须非常坚固，其形式可按管道实际情况和需要而定。

两个固定支架之间的最大距离，按所使用的膨胀节的允许压缩量来确定。即，两固定支架间的管子受热膨胀后的伸长量，应在所使用的膨胀节所允许的压缩量范围之内。

（2）导向支架的设置

为了保证膨胀节位移的正确，防止管路的弯曲和扭转，阻止管路的失稳，必须设置导向支架。导向支架允许管路在安装中产生挠曲，以补偿管路受热膨胀后长度的改变，并将受热伸长的变量引入膨胀节中。对于只有轴向位移的管路，导向支架的安装定位一般可按以下要求：膨胀节的第一个导向支架与膨胀节距离为4倍管子通径长；第二个导向支架与第一个导向支架的间距为14倍管子通径长；导向支架与管子的间隙在通径小于或等于100mm时为1.5mm，大于100mm时为3mm。

导向支架的形式有导向式和滑块式。

A、导向式。如图7-13所示。由于A-A面的螺栓孔为长孔，支架的滑动部分随管系的热胀冷缩而移动。由于移动部分存在间隙，所在管系安装误差在这里得到改善，使膨胀节免受侧向推力。

B、滑块式。结构如图7-14所示。由于滑块与支架间存在间隙，安装后可保证滑块在导向支架中能自由滑动。

图7-13 导向式导向支架

（3）波形膨胀节的安装

a、用短管代替膨胀节进行预装。要求短管的长度比膨胀节的长度略长5～10mm（给预应力），两端法兰与排气管的法兰外圆的不同长度≤1mm，两平面偏斜≤1mm；

b、安装并固定导向支架和固定支架；

c、将预装的短管两端连接螺栓旋松，检查连接平面的要求是否符合规定；

d、待检查合格后，即可安装波形膨胀节；

5、主蒸汽管路的预应力补偿法

（1）主蒸汽管路预应力补偿方法

现代蒸汽动力装置均采用高参数汽轮机为主机动力，因此，输送工质的主蒸汽系统，在主机运转工况下，必将承受锅炉、主机及管路因膨胀而产生的热应力。虽然在布置管路时，已充分考虑到热膨胀的补偿（采用自然补偿法），但热应力仍分散留存系统中，对系统的安全运行和使用寿命都是不利的。为此，现代高参数主蒸汽系统的设计者，成功地将热应力转移到系统的常温状态，即采取管路差位冷拉连接，造成管路安装后集成冷态应力，使系统温度升高后产生的热应力得以补偿，冷态应力也随之消失。这就是预应力补偿在管路热膨胀中所起的重大作用。

管路受热后，管子轴向与径向均膨胀。由于管径有限，可忽略不计径向变化量，着重考虑沿管子轴向的伸长。对于锅炉，主机等的长、宽、高三向热膨胀量却是明显的。在充分考虑到各种变量的情况下，并计算出确切的变化值之后，就可实施管路差位预应力补偿。图7-15为某主蒸汽系统局部管路连接差位情况，所标冷拉量均为计算所得的系统运行工况温

度下管路热膨胀伸长量。安装时采取冷拉工艺，使管路各连接端强行就位合拢。

图7-14 滑块式导向支架

（2）高参数蒸汽管路安装的工艺要求

a、严格作好装前检查。管子应经内场检查并合格；高压管路所用阀件必须经过鉴定；结构材料应与蒸汽参数相适应；管路需经化学清洗，内壁光洁无杂物；两端封头应严密；螺栓垫圈、齿形垫片以及垫片涂料应符合要求。

b、管路安装必须先按施工图规定尺寸进行。安装时采用临时紧固件和钢质冷拉等量模拟块连接；当管路在自由状态下符合规定的安装位置时，再临时用支架固定。

c、凡与锅炉主汽轮机以及其它装置连接的封闭管的法兰平面与连接部位平面，在自由状态下，其不平行度不大于0.5～1mm。如超出允许误差值，应于现场对局部加热修正。

d、管子进行修正时，局部加热温度应严格控制在850～950℃范围内。修正后以700～720℃回火保温十分钟，然后用干燥石棉布包裹，在空气中缓慢冷却。冷却后应用压缩空气清除管内氧化物。

图7-15 主蒸汽的差位预应力补偿

e、管路的正式安装，必须在经过试装和修正并确认无误后，方可进行。方法是：逐一拆除冷拉等量模板，换上规定的法兰密封垫片（铬钢齿形垫片）；在垫片两面涂以用亚麻仁油调制的硫酸钡和二氧化锰（各占一半）胶状密封填料或其它规定的密封填料；用专用工具使两连接端面强行就位，安装连接螺栓。

f、安装时，必须全部使用规定的合金钢螺栓，并在螺纹处涂以煤油调制的石墨粉（铅粉）。螺栓应对称拧紧，不可单边拧紧，更不宜用铁锤敲击。

g、安装弹簧吊架时，连接管子的卡箍应涂刷高温漆；夹箍与管子间必须衬垫耐700℃高温的石棉或其它规定材料；吊架安装结束后，应按规定调整好吊架弹簧受力长度。