一种先预装支架后安装管路的工艺研究
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摘 要：管路在分段阶段的传统安装工艺是用角钢临时固定来定位管子坐标，将预制好的管路支架安装后再拆除临时角钢，过程繁杂且返修率高。本文结合现场反馈情况从优化设计图纸，采用把管路支架先预装好后再安装管路新工艺。经过多艘船的实践，大大提升了管路预装效率、减少管路返修率。
关键词：管支架;管路安装;安装效率
中图分类号：U664.84 文献标识码：A
Abstract： The traditional pipe installation process at the block stage is to fix angle bar temporarily to locate pipe coordinates， then dismantle the angle bar after installation of the prefabricated pipe support. The process is complex and repair rate is high. In this paper， based on the optimized design， the pipe support is installed before the pipe is installed. Through the practice of several ships， the pipe installation efficiency is greatly improved and the pipe repair rate is reduced.
Key words： Pipe support; Pipe installation; Installation efficiency
1 前言
管路安装是船舶建造过程的重要部分，其部件多、种类杂、与其他专业交叉影响大、安装阶段分布广。
目前管路安装流程大致为：内场制作--分段预装--现场合拢。其中分段预装是数量最多的部分，分段预装率也是造船效率的重要指标。
管路支架是管路安装的载体，管路支架的安装效率直接影响整个管路的安装效率。
本文主要分析分段阶段管路安装时，先把管路支架安装定位，管路在地面拼装好后再用吊机吊装的工艺达到最大限度提高管路安装效率的目的。
管路在分段阶段安装的传统工艺，是用角钢临时固定来定位管子坐标，然后将预制好的管路支架安装，再拆除点焊的临时角钢，过程繁杂，浪费人力、物力、且返修率高。有的船厂没有管路支架图纸，管路支架均由现场打样制作烧焊，制作完再拆除进行表面处理后再复装，花费大量的人力、物力，而且经常出现漏焊、安装不到位等问题
为了提升管路安装效率，我司进行了长时间的探索研究，形成了一种先把内场预制好的管支架定位安装后、再吊装管路的新工艺：将管支架定位、烧焊打磨等工作集中安排到分段安装前期，在管路安装前先进行管支架的定位、烧焊打磨，从而减少返工作业，提高施工效率。经过多艘船的试验，该工艺取得良好效果，大大地提高了安装效率、缩短了分段预装周期。例如：一个约125 t船体机舱分段，管路重量约18 t，采用先定位管路支架、后吊装管路的新安装工艺后，管路安装周期由原来的24天缩减到目前的14天，节省约40%的安装时间，施工难度也比原工艺大大降低。
2 工艺流程
管路支架预装定位，并不是简单地把管支架放到分段上即可。需要一套完善的管理流程，确保支架安装的精度才能达到提高效率的目的。图1为该管路工艺流程示意图。
2.1 建模设计
模型的完整性是该工艺实施的前提。由于管路支架需要焊接在船体结构上，部分支架延伸比较长，特别是机舱部分通常有几层管路和电缆托架、基座铁舾件等，与各个专业均有交集。目前我司使用TRIBON M3 建模软件，各个专业建模完整性达95%以上。出图前需进行多次干涉检查及模型跨专业评审，避免管路及支架干涉问题。
2.2 施工图纸及人员培训
除了常规的管路小票图、管路安装图外，还需要管路支架安装坐标表、管路支架制作图和安装图，并在施工前需要对施工人员进行专门的培训。
下面介绍管路支架小票、安装简图、坐标表的要点及施工注意事项：
（1）图2为管支架制作小票图。施工人员按该图完成支架内场制作，包括支架与垫板烧焊、角钢钻孔削斜及表面处理等。尽量做到一個支架号对应一个制作图，如成批量的制作则后续安装容易产生混乱;
（2）表1为管支架坐标表。用该坐标表定位管支架角的位置，施工人员可先在分段上把该坐标的点统一画出来，并把支架编号写在样冲点附近，方便后续支架安装;
（3）图3为管路支架坐标标注点示意图;图4为管路支架安装图。从在图4中看出管支架角钢朝向，确保支架安装方向准确。
2.3 施工过程
通过施工前的培训，施工人员对管路安装图纸已有充分的认识。但在施工过程中，还需要策划好场地、吊装、安装顺序等。
（1）施工人员需找一块空地把分段中的管路在地面上连接起来。螺栓垫片等在地面上安装到位，阀件等附件也安装完毕;检查确认后，使用吊机把重量较大的管路吊装到已经安装定位好的管路支架上，重量较轻的可人工搬上分段;如管路较多需先搞清楚吊装顺序，避免出现A吊装完毕后无法吊装B的现象，一般顺序为先里后外、先下后上、先重后轻，有特殊安装顺序者需在安装图上单独说明;安装完毕后，重点核对分段接口处管子安装坐标，核对准确后其他坐标准确率可达92%以上; （2）吊装前需检查管路法兰、螺栓等连接情况，避免吊装过程中法兰松动发生事故;由于在地面安装后再进行吊装，不可避免会造成部分变形对法兰垫片进行挤压，所以在地面连接时需注意以下要求：首先是管路系统压力要求。对常规低压系统，如舱底、压载、泄放、冷却水等压力等级小于0.7 MPa 的可以使用该工艺安装;但高压系统管路见表2所示系统不建议使用该工艺进行安装，容易吊装时挤压垫片造成后续试压泄漏;其次，要限制每次吊装管路及附件数量，表3为我司吊装施工原则。
（3）由于管路较重而且需要用吊机安装至预装好的管路支架上，建议使用精度较高的吊机在没有强风的情况下作业。管路较长且有较多管码时，吊装过程中先把前后两个管码安装好，剩下的管码可后续慢慢安装到位;对部分吊机无法吊装的区域，可使用移动葫芦来衔接过渡，特别复杂的区域可预装临时吊耳。
2.4 精度检查
支架提前安装对各个环节精度要求都较高，如船体拼板精度、管路支架内场制作精度、管子内场制作精度等要求都比较高。某一环节出错都可能导致后续修改。
在分段造船中精度误差累积无法避免，为了减少后续修改，要求分段末端支架点焊时考虑合拢管安装可适当调整（见图5）;对于比较特殊的管子支架，如垫板焊接在斜面上或者比较复杂的组合支架，可在安装图上特别说明单独安装;对于支架贴装在结构或球扁钢的情况下，支架角钢与船板之间需留有一定余量，避免二次切割;如管路支架安装在斜管路上，定位的时候由于图纸无法把角度表达清晰，管支架最好留在后阶段现场安装;在支架放样时，尽量做成连码组合支架，避开复杂的结构。
在分段报验阶段，质检员需重点检查管路法兰连接情况，如发现法兰垫片挤压变形严重，要及时提出修改，避免后期系统密性泄露;其次，分段末端管口位置要确保与图纸一致，如发现船体板厚较薄且末端变形严重时，可采取提前预留修改量、部分支架不焊接等措施。
3 结语
目前这种先定位安装分段管路支架再安装管路的工艺，已经在我司10多艘39 000 DWT散货船中应用。大大地提高了分段管路安装效率、缩短了施工周期，得到船东和施工人员一致好评。特别是在管路比较多的机舱分段以及货舱管弄区域的效果更为显著。
该工艺对施工图纸以及制作精度要求较高，而且对场地及吊装设备有一定的要求。
总的來说，该工艺把施工阶段提前、缩短施工周期、提高施工效率。希望本文对兄弟船厂的管路安装有借鉴作用，为广大管路安装人员提供一些帮助。
参考文献
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[2] QJNS44-021-2010管子支架安装工艺.江门市南洋船舶工程有限公司，2010.
[3]方文启.船舶管舾装设计工艺、附件标准实用手册[M].交通电子出版社，2010.
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