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[技术课堂] 船舶轮机详细设计职能解析 -2013.10.24

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发表于 2018-12-22 18:55 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国山东威海
    改革开放后的市场经济机制促使船舶产业发生了根本性的变化,其中最显著的特
点之一就是出现了民营商品船销售形式。这种销售格局由以下产业链组成:1.民营船
舶设计公司;2.民营造船厂;3.民营船舶配套厂;4.民营船舶配套市场。毋容置疑这
种由市场需求自然形成的产业链对船舶产业的发展确实发挥了巨大的推动作用,但同
时出现的消极因素不能不引起我们的注意。本文针对船舶在详细设计中存在诸多的商
品船设计理念剖析此种种误区,有助于船东及业内人士审阅、解析详细设计图纸并引
以为鉴。
一、完整性是详细设计的基础
    此完整性系以船东需求及相关标准为最高境界,而按船级社审图范围的设计完整
性只是逾越权力部门的最低门槛。
  【1】技术规格书与施工图纸不吻合
按照一般造船前期技术准备常规,船东要约乙方(或由乙方委托设计)合约约束
程序为:1.合同大于技术规格书、技术规格书大于施工图;2.总布置图大于结构图、
结构图大于零件图;3.明细表大于系统图、系统图大于布置图。
许多船的实际情况是规格书诸多表述在图纸上没有实现,规格书有而实际图纸没
有;规格书数量多、图纸中数量少;规格书材质工艺质量品级高而图纸品级低。并且
施工图纸有很多处修改不到位、平移母船版本印迹严重。
  【2】 开工前技术图纸资料不完备
    按《初步设计、详细设计和生产设计相互衔接的基本要求 CB/Z254-88》和《造
船生产设计图样和技术文件基本要求 CB/Z253-88》有关条款看,前期生产技术准备
文件不完整:如完整的设计图纸目录(序号及项目不能空缺否则易造成遗漏 电气图
纸因此就遗漏一份)船体钢料估算单、轮机管材明细单、阀门明细表等。
    好多船开工时至完工上述前三项文件一直没有,第四项为开工一年后才下达。这使
建造方在掌控整体钢材用料计划及分期订货额度失去了依据陷入盲目性,既影响生产
进度又使采购成本得不到有效控制。船东也对此失去了监造工作的主动性。
  【3】 管系在施工后续的修改没有办理跟踪二次及以上送审确认程序
    有些船在管系图纸上做了大量修改,但涉及与送审部分有关联的设计责任人没有及
时予以二次送审,致使在分段制作报验中 CCS 验船师提出异议。此程序如不及时会
严重制约生产工期。
  【4】 轮机无艉轴管、前后轴承、舵杆舵柄零件图
    艉轴管及前后轴承、舵杆上端与舵机连接的舵柄(拨叉)件必须由详细设计部门
出具送审零件图。将舵柄、尾轴管前后轴承划归配套厂或外协厂设计制作与规范要
求的口径是不一致的,见规范第三篇 11.1.4.1(3);13.1.4.1)。上述部件涉及船东营
运使用效能及拆装维护效能,因此船东对轴承尺寸及安装结构形式;过盈量及结合
面加工精度;轴承衬套材质、轴承合金牌号;各部间隙;玻璃钢包覆及各自安装工
艺的认定等具有第一时间知情权和对其修正及选择权。
    艉管前/后密封封装置重力油柜、艉管重力油柜也和上述效能一样,必须是由设计
部门根据系统功能设计油柜部件图,油柜列入配套厂供货的均要按此部件图制作、
验收供货,不能由配套厂自行设计制作。
    由于设计部门已知的该系统承包惯例,上述艉轴管、前后轴承、三只重力油柜以
及舵杆上舵柄没有绘制零件图均由厂家自行制作。我们及时索取舵机厂家舵柄零
-1-
件图审阅发现锥孔内部连拆装液压油槽及通道都没有绘制;重力油柜待到厂发现,功
能与结构与该系统图要求全拧且还是非水密结构没有半点船舶箱柜原理的印迹。艉管
前后轴承则一直没有见到该零件图。其材质、安装尺寸一概不知,给后期维护更换轴
承合金造成极大不便。
  【5】 机舱设备座架无零件图
    机舱设备座架、独立箱柜及管路各系统布置归属生产设计的要按 CB/Z253-88
6.1-6.4 及附录 A3 要求先期出具基本结构图和管路走向示意(布置)图提交船东确认,
反之则须同其它系统图在等同时间提交船东确认。
由于机舱设备座架(不含电站机组)的设计也划归生产设计部门,因此船东对此
也是失控的。等到设备座架预制后发现很多座架结构不符合最基本的结构规则(角钢
外形拼接随心所欲不成一统)。
  【6】 货仓通风没有将自然出风口设在货仓底部
    货舱采用自然通风要遵循自然通风工作原理,在舱盖上的通风口为进风口,出风
口设在货舱前后的槽型壁上(首尾舱在前后平壁上制凸型贴壁风道),用一个凹槽分
堵为前后舱风道,在底墩、顶墩舱内制凸型贴壁风道下至货舱底部上至主甲板连接菌
型风筒。
    现货舱自然通风采用的是在舱盖上设置四只可闭式百叶窗(前后端部各两只),
通风路径为:不管舱内有否货物,风只能从前面两只窗进平行的从后面两只窗出,没
有利用货舱横壁便捷的凹形槽(波浪壁)结构和烟囱的压差原理形成上下交叉的循环
通风功效。实质上这只是一套平衡货舱内外压力的空气窗而不是通风窗。
  【7】 管系 缺少管系布置图
    轮 机管路详细设计与生产设 计在职能及分工上应该有明确界定( 见
CB/Z254-88)。如管路布置图属于生产设计职能的在设计前应先据原理图将各系统管
路布置图预先做出提交建造方或用户审核(与详细设计的系统原理图同步),经确认
后按此布置图进行生产放样设计。
    按 CB/Z254-88 第 8.2.6、8.2.7 和 CB*3243.5 对管系图(管路系统图分为原理图
和布置图两部分)的规定,详细设计部门只设计了管系原理图(而设计部门解释这是
目前行业内通行做法),使船东对管路布置的监造职能为零。只能据原理图从功能和
大致的线路上提些补充意见,管路布置的种种弊端均要等到船上安装后才能曝光。
管系布置图全称为是管子路径模拟布置,是系统图原理设计的续延部分,是将原
理图中平面的直线部分物化为立体的模拟路径,同时起着对设计者原理设计进行校
正与补充的重要作用,是管系原理设计不可分割的一部分。其本身不带有生产(放
样)设计的属性只是生产设计的依据
    管系布置图全称为是管子路径模拟布置,是系统图原理设计的续延部分,是将原
理图中平面的直线部分物化为立体的模拟路径,同时起着对设计者原理设计进行校
正与补充的重要作用,是管系原理设计不可分割的一部分。其本身不带有生产(放
样)设计的属性只是生产设计的依据。而管路生产设计(放样)是具体将此管路示意
图上的每一条管路立体示意线在模拟三维空间板块上进行量化设计,变成一节节有尺
寸管径、长度、弯头及法兰的实际管段。在此过程中也具有修正原示意图不合理指向
或其他未知因素导致错误的客观功能。因此管路生产设计人员其职能只是详细设计人
员设计管路示意图的实践者(管段施工图纸的设计者),不具备设计船舶管路布置的
能力,即使是具有与详细设计者同等资质的人因为没有参与该船系统图的设计其思维
模式很难与原设计者达成共识使布置设计不会产生错误。
   某船为此与设计部门多有争执,设计部门以包代管和背离标准设计规定的行径导
致生产设计在管路布置中出现多处不该有的原理性错误,也使阀门型号的选用因缺少
管系布置图佐证而屡屡出错。
  【8】 压载、舱底水系统图绘制没有区分花钢板以下位置线
    系统原理图要增加机舱花钢板以下区域标注线,管路凡涉及阀门位于机舱花钢板
下的在原理图上都在此区域线下绘制,防止阀门型号误选。花钢板以上超出人体力及
-2-
高度也应安装 GB3036-93 C 型蝶阀(使手轮处于向下位置或借助阀门启闭叉杆所及
角度);2m 以上的燃/滑油日用-储存舱柜的注入、回油控制阀门均应设在可操作舱柜
壁面垂直线内侧上部使手轮操纵面向下;满足不了上述要求的特殊工位在系统图技术
要求中要注明安装徒手踏步或操作平台。
    自上世纪末,船用蝶阀在船上开始普遍包括花钢板以下。因蝶阀开启的扳手轮有
直扳式和蜗轮式之分,在设计时如果不将花钢板界面用位置线隔开很容易将此处的蝶
阀设计为直扳式 A 型而忽视选用 C 型(见《船用中心型蝶阀》GB/T3036-94)。另一
方面,因设计者缺少了管系布置思维部分,使高于人体以上的阀门型号是否合理得不
到设计者自身的确认。我船各管系图在此上下区域多有失误导致诸多选错型号的直扳
式阀门要拆下更换。
  【9】 设计部门对配套厂的约束力倒退为零
    详细设计部门对配套厂产品除认证产品各项证书外,还要对技术文件质量和产品功
效性能审定和确认,满足三个“达标”即技术文件达标;生产工艺达标;出厂检验、
试验达标。在产品的使用功能上要替用户把关,不达标准的不能列入(取得 CCS 产
品证书仅仅是入围条件)备选订货厂家。对不负责任的同视为失职行为统计入设计不
合格权数应用合同责任条款加以约束。
    现市场经济机制条件下由于共同的利益需求,现设计部门对配套厂产品的技术认
证和产品认证职能退化为零。凡是具备 CCS 证书厂家不问因果,来者不拒统统认可
签字。如要改变这一现状就要从设计合同上加以约束。
  【10】 生产设计在结构分段的管系开孔图无汇总表
.    所有涉及在分段结构上做管路预施工开孔(含船体结构套料图中无数据的)的
通舱件、舷外短管的放样图均须汇集成台账式汇总表与图纸一起(或先于)发至施工
单位,便于在船体分段制作时同时进行管路通舱件的开孔、制装并与分段一并交验。
从船舶建造整体工序需要和重要性的角度,管系在各预制分段开孔图(空气、注
入、测深、溢流、输送等)需出具汇总表并列为独立编号图纸(如同详细设计的舷侧
开孔图)。对于不具备企业管理能力的建造方来说,如果让轮机主管或施工队从浩繁
的施工“小票”图纸中将此开孔图表筛出来是一件很气力或难以办到的事情。无此开
孔汇总图表,就保证不了与船体分段同期施工及交验,势必会延误总体工程进度和分
段整体的涂装质量。
二、详细设计专业性错误实例
  【11】 波纹膨胀节及压载管系遥控阀位置设计错误
.    压载舱内的压载总管应按 S 型膨胀节式布置免除波纹膨胀节(该标准产品不满
足内外都处于海水中);货舱横壁设有底墩舱的,压载总管至底、顶边舱管路由总管
经三通支总管向上引至底墩舱内分为底、顶舱两支管连接遥控阀;至底压载舱支管经
遥控阀后再返回底舱;至顶边舱支管在遥控阀后直接向底墩舱两侧沿槽型壁向上进入
顶边舱;至艏压载舱支管在遥控阀后向下或向侧面进入艏压载舱内。
    普通的波纹膨胀节不能设在压载舱内。设船底空舱(在内底板与外板间设方形空
舱用于安装遥控阀)的理念是按双层底内管隧结构的延伸(在无底墩舱工况下)属弄
拙成蠢,两者对比无论从使用效能、安全因素还是从建造成本都是得不偿失的。
  【12】压载泵带自吸装置其出口未设止回阀
    压载泵需配置先驱气动喷射真空泵的要在泵出口设置止回阀(如设置板式止回阀
需水平安装)。
    压载泵抽真空工况对于散货船来说平时不会有大都发生在空船入水工况,如设置
了该功能就要在出口设置止回阀如同舱底泵设计,否则是不能用的。
  【13 】舱底日用泵无独立的至污水井吸入管系
-3-
    舱底日用泵须有独立的至污水井吸入管路系统(含主机下部封闭凹坑),不能与机
舱舱底水总管连接,吸口前不需装止回阀(仅限于容积泵工作原理)。
我船原无上述管系,将日用舱底泵吸口与大舱底泵吸入总管相连,实在是没有搞
懂该系统的工作原理及需求。
  【14】 消防、舱底水泵吸入终端设排出型止回阀错误
    消防、舱底水泵(离心式为主)吸入端设截止止回一体阀(升降式阀盘)及末端
同类设截止止回阀或止回阀的,均要改为截止阀+直通旋启式止回阀,(日标型号为
JIS F7372 等,与国标 CB/T4019-2005 结构类同 通经有别),位置不满足的可用板式
止回阀代替(阀盘仅限垂直安装);各空舱吸口高于泵吸口且水平吸入管一直低于初
始端的免设止回阀;除连环空舱外,止回阀不能安装在水密舱柜内;各系统容积泵(齿
轮泵、螺杆泵、往复泵)吸入端也要改用此类阀;吸口适宜安装 CB/T3478-92 吸入止
回阀工况的末端不再设上述阀,但 CB/T3478-92 吸入阀不适宜安装在油腻、污泥水较
重的机舱、货舱污水井及锚链舱吸入口工况处。
  关于某船对此阀的修改,被设计部门喻为“行业内第一次提出”。此义在此不赘叙,
见前期已发帖《造船管路阀件设计与应用》一文。
  【15】 至舵杆箱冷去水管出口位置错误及应急吸口位置不合理
    海水冷却泵至舵杆箱冷却舵杆下承(空载时冷却舵杆下轴承衬套)管路应从泵组
出口总管单独引出,管路水平及出水口高度应与冷却总管排舷外出口高度相适应,否
则应提高排舷外口高度;该泵吸口需设应急吸口的应设在并联泵组吸口总管端部。
我船将该支管设计为从舷外阀后引出,使支管入口压力很低送不到高于该出口阀
近 7m 的水平管路上,至直至交船这一错误也没有纠正。使用者在每一次启动冷却泵
后,均要将出口舷外阀关小流量(近乎关闭状态)使之压力升高迫使支管水流上至水
平高度然后在打开舷外阀,支管水流则运用了虹吸原理自动将水吸入舵杆箱内。
  【16】 锚链舱吸入管路上用普通截止阀等于功效废置
    艏部喷射泵吸口至锚链舱底部高度要控制在 1-1.5m 之间(不可紧贴底部 吸口不
设止回阀);非垂直部分管段在平面上要呈直线型斜度状;喷射泵及阀门(进出管均
须用蝶阀)都要安装在垂直管路上,(便于泵停时含有污泥的泥浆水不能滞留在管路
中)。
    如不采用上述修改,锚链舱内的泥浆水不用抽几次就会将水平管路及截止阀腔内
注满污泥使之系统废置。
三、生产设计专业性错误实例
  【17】 采用“无研装余量”预制法,打乱了整体生产工序程序
     管系放样设计在至船体分段结构通舱件相连的(或含终端阀门)的管段,和所有
设备接口一样均视为末端研合管路属于现场研装施工范围,不能做放样预制设计。
因为分段制作的管路开孔及设备定位总要先于管路预装前完成(见第十条),加之
管路预制、预装中产生的的累计误差,一般情况下都要延伸至管路两终端进行消除(对
短线管路而言 长线在中间各处也应设研装管段),这就是终端管段需要现场研装的原
因。因此我船生产设计的管路无余量预制法的工艺是不现实的,这也使分段开孔施工
工序应由最先变为了最后,设备定位也由最先变为最后。因为要等到管路整体预装到
了分段及设备接口时再开孔焊装通舱件及设备底座。否则各末端已制作好的管段都要
重新切割研装(即便如此有些也仍免不了要重新研装)。这种本末倒置的工艺最后不
仅拖延了分段的整体密性试验工期及舱内的涂装质量没法保证,还会因为后期施工紧
迫原因导致后开孔舱柜的二次密性试验根本无法进行。
  【18】 阀门安装方向位置多处错误
    闸板阀、升降式截止阀(阀杆兼做阀盘小通径高压阀除外)均不能做侧卧式安装
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布置,闸板阀可平卧布置,截止阀可倒置布置;旋启式止回阀、板式止回阀均应立式
布置(阀盘)。特殊工况板式止回阀亦可平卧布置;连接终端阀门的消防栓法兰、压
缩空气软管阀法兰只能向上水平布置并选配直角阀门(垂直布置时应选用直通式阀门
为防止出错应统一设计为向上水平布置形式)。
    上述闸板阀、升降式截止阀设计为侧卧现象比比皆是,消防栓及压缩空气法兰呈
垂直布置也是比比皆是。设计者对阀门型号、结构及认知程度低到了吓人地步。
  【19】 其它生产设计错误略述:
  1.舱底水经底压载舱至艏部吸入总管被设在了右人孔通道中;
  2 压载总管在底压载舱增加了 S 膨胀节与波纹管并用成为冗余设计;
  3 将变顶空舱(主甲板下)的吸入管路提高到舱顶至主甲板下敷设顺下至机舱;
  4 内底板以上边舱的蒸汽管出口端都比舱内的底层盘管高出 300-500mm 不等,
使蒸汽停气后的冷凝水存留于管内无法排除;
  5 海水冷却泵至舵杆箱下承冷却支管路敷设水平高度高出该泵舷外出口5.5m(实测为9.7m
主甲板为15.2m),也是造成正常工况下至舵杆箱冷却水无法输送的重要原因。
  6 机舱内管路法兰、弯头多处距外板直线距离不足 50mm。
    以上所述,商品船设计思维模式引导的是船舶行业整体产品品质的下降,这一点
不得不引起业内人士的注意。
    查阅文件
【1】本文引用规范版本为《钢质海船入级规范》2009
【2】本文引用标准为 CSSC《船舶标准全文系统》2004
                                                                                             2013.10.24

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发表于 2018-12-24 09:25 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏无锡
楼主为啥  不做成 PDF呢  有些东西是值得 保存的
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 楼主| 发表于 2018-12-26 06:33 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国山东威海
    PDF文件自然有(可以保持文件的完整性和文中照片),但如按此文档发帖就要下载并且要消耗金币,这样多数游客就无法看到。我在前贴已说明。
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发表于 2018-12-26 08:45 | 显示全部楼层 来自: 中国山东威海
对啊,可以把完整性的包括图片的发上来,想下载的下载,不想下载的就看描述就行了,辛苦了!
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发表于 2019-1-3 08:57 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
前辈总结的好
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