管道連接器在船舶可行性分析

1、北京吉瑞普齒環(huán)抗拉脫型管道連接器在船舶、海洋工程上應(yīng)用的可行性分析北京吉瑞普管道技術(shù)有限公司2013.11.1一、不同于傳統(tǒng)連接概念隨著造船行業(yè)科技的發(fā)展，管道系統(tǒng)的應(yīng)用更廣，連接要求更嚴(yán)格。尤其是船舶建造進(jìn)入全 面摸塊化建造，上面的管路密集，要求持續(xù)密封，特別是防“三漏”：即漏油、漏水、漏氣，控 制重量和尺寸，實現(xiàn)減振降噪，便于安裝維修等。傳統(tǒng)的管道連接方式如螺紋、承插、焊接、溝 槽、法蘭連接等方式，雖有各自特點，但也存在不少弊病。螺紋式連接：由于帶在管端套絲，施工準(zhǔn)備時間長，要求安裝精度高，而使用中螺紋連接密 封性較差，容易銹蝕漏泄，應(yīng)用不廣泛，一般用于小管徑的生活用水管路上。承插式連接：

2、對管端需預(yù)先鑄造加工成型，一般適用鑄鐵管、工作條件要求較低的市政排污 管道.。焊接式連接：對管材的可焊性有要求，焊接過程易產(chǎn)生殘余應(yīng)力焊后形成剛性連接對溫差補(bǔ) 償性低，現(xiàn)場施焊及檢測都受到工作空間限制，一般用于密封要求高，溫度、壓力也高的管路。溝槽式連接：由于要在管端壓制溝槽，施工設(shè)備笨重、施工準(zhǔn)備時間也長，而且只能在厚壁 管上使用，加上實際防火性差，如持續(xù)振動也會產(chǎn)生泄漏，所以造船行業(yè)極少使用。法蘭式連接：需要在管端預(yù)制法蘭盤，對接裝配精度要求高，法蘭盤自身及裝配要預(yù)留板手 工作時所占有的較大空間，不得不加大管路間距及管系所占體積，因?qū)賱傂赃B接，在船舶的持續(xù) 振動工作環(huán)境中不易保持密封，可能

3、導(dǎo)致“三漏”，盡管這種方式目前應(yīng)用很普遍，但對存在上 述問題也很傷腦筋。為此許多工程技術(shù)人都在探索新的技術(shù)。在二十世紀(jì)末北京名航技術(shù)研究所和武漢海軍工程大學(xué)開始潛心研究，在2006年成功推出 了一種概念全新的管道接頭-吉瑞普管道連接器，它突破了傳統(tǒng)連接觀念，采用不銹鋼和橡膠制 造成元件組合裝置來達(dá)到密封承壓功能，結(jié)構(gòu)十分緊湊。施工時無需對管端做任何處理，只要將 接頭套在要連接的倆管端，擰緊側(cè)旁螺栓，就使卡齒緊咬管端表面達(dá)到限位固定，而雙密封襯套 又貼緊在管道上達(dá)到密封牢固連接的鎖定狀態(tài)，吉瑞普管道連接器新創(chuàng)造的設(shè)計理念和特有防火 功能，形成了專利技術(shù)產(chǎn)品。吉瑞普不銹鋼管道連接器已有多種系列產(chǎn)品

4、，能適用于從20毫米 到2.032米管徑的管路連接，且都已成為可靠產(chǎn)品，應(yīng)用在不同行業(yè)的各種工程上。二、超越傳統(tǒng)的優(yōu)良特性密封性好。吉瑞普不銹鋼管道連接器可耐壓16巴、耐溫100C，特殊要求可耐壓幾十巴，適 合船舶上80%以上的管系。密封襯圈所受壓力大大低于其彈性極限，預(yù)緊力僅為2千克/平方厘 米，遠(yuǎn)低于法蘭墊片，其預(yù)緊力達(dá)70千克/平方厘米，而且均壓孔保證了密封作用與管路壓力成 正比，因此可達(dá)到長期耐用、持續(xù)可靠密封的要求，不易產(chǎn)生“三漏”現(xiàn)象，其壽命在規(guī)定的使 用范圍內(nèi)可達(dá)2025年。另采用的橡膠襯圈可承受107108劑量的y射線使其可在核動力回路第2頁共8頁北京吉瑞普管道技術(shù)有限公司 上

5、應(yīng)用；而管內(nèi)海水等流體在連接處主要通過管路本身和橡膠襯圈，與接頭金屬外殼難以產(chǎn)生電化腐蝕，都是確?？煽棵芊獾拇胧?。減振、抗沖、降噪。這種接頭一改傳統(tǒng)的剛性連接為撓性連接，使管系處于抗沖振、消噪聲 的狀態(tài)，接頭本身可耐0.02秒內(nèi)350g的加速度沖擊；與法蘭方式相比，噪聲強(qiáng)度可降低80%； 有利于整個管系包括泵、閥、儀表等安全正常使用，延長壽命。減輕管系重量。與法蘭方式相比可減重約75%。節(jié)省管路空間。裝拆無需法蘭式的全周向施工，只從一側(cè)鎖擰螺栓，因而可節(jié)省管路布置與 施工空間達(dá)50%，對空間有限的艦船合理配置管系意義很大。撓性連接允許各個方向角偏轉(zhuǎn)最大達(dá)4度，管端間距可達(dá)1035mm等，寬松的

6、公差范圍避免 了高精度裝配要求，有利于造船工業(yè)推廣總段建造和“浮筏”隔振降噪等先進(jìn)工藝結(jié)構(gòu)措施。無 論在造船安裝偏差或艦船航行引起偏移對管道連接器都無不良影響。兼容適應(yīng)性好。該接頭廣泛適用于各種金屬管和復(fù)合材料管，既可用于同材質(zhì)，也可用于異 材質(zhì)管路之間的連接，對其被連接的管子的壁厚及連接端面等均無過高的加工要求。方便快裝?，F(xiàn)場施工時接頭本身無需組裝，被連接的管路也無繁瑣調(diào)整加工要求；安裝時只 需一把扭力扳手按規(guī)定的扭矩從一側(cè)擰緊12個螺栓，操作特別簡便。維修方便。在修復(fù)管路時，即使管內(nèi)有油水狀態(tài)，因無須焊接也不需加熱，而無火災(zāi)、爆炸 的危險。應(yīng)用環(huán)狀夾鉗式維修接頭，可從各種破損管路外面，采用

7、包扎方式進(jìn)行搶修。費效比高。該接頭施工費用比法蘭節(jié)約，單個成本雖比一般法蘭價格略高，但其使用壽命長， 費效比高。而在銅竦合金和不銹鋼管路上，單個成本已低于或接近中管徑銅竦合金法蘭和不銹鋼 法蘭，費效比更高。便于計算機(jī)輔助設(shè)計。由于不必考慮法蘭盤的孔圓周等，用計算機(jī)輔助設(shè)計更為簡捷，可以 方便地推廣模塊化設(shè)計，簡化管路流程圖等，降低設(shè)計施工費用。由于其性能優(yōu)良，吉瑞普管道連接器已通過中國船級社的認(rèn)可。三、主要用于以下管系上：海水冷卻系統(tǒng)、淡水冷卻系統(tǒng)、生活用水系統(tǒng)、空調(diào)用水系統(tǒng)、熱淡水系統(tǒng)、壓載水系統(tǒng)、燃油輸送管線、 潤滑油管線、通風(fēng)管線、壓縮空氣管線、惰性氣體管線、真空管線、排水排污管線、 電

8、纜保護(hù)管線， 消防管線等等。北京吉瑞普不銹鋼管道連接器從2006年問世之今已在中國海軍171驅(qū)逐艦、軍用輔船等改 裝上得到運(yùn)用，同時民用船舶的滾裝船、集裝箱、散貨船、海洋工程工作船在建造時也批量使用 在上述相關(guān)管系上。四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析北京吉瑞普不銹鋼管道連接器之所以能在艦船上廣泛使用，這與其經(jīng)濟(jì)、實用性有密切的關(guān) 系。下面我們就此與現(xiàn)在常用的法蘭連接方式在幾個主要方面相比作一下簡要的探討：一）體積小、重量輕。與法蘭連接相比，北京吉瑞普不銹鋼管道連接器重量顯著減輕，幅度高 達(dá)75% （見表一）；所占空間可減少50% （見表二及附圖）。在當(dāng)前船舶行業(yè)不斷推廣模塊化建 造的趨勢下，如何有效利用船體的

9、載重量及空間一直是困撓船舶建造業(yè)各層人士的一大難題，北 京吉瑞普不銹鋼管道連接器的問世給上述問題提供了一種非常實用、有效的解決方案。附圖：法蘭盤及北京吉瑞普不銹鋼管道連接器結(jié)構(gòu)示意圖表一北京吉瑞普不銹鋼管道連接器與法蘭的重量比較單位：kg序號平焊法蘭（一對）16kg/cm2吉瑞普GRIP-G型 管道連接器（只）PN 1.6Mpa1DN（mm）法蘭重量（kg）連接器重量（kg）管外徑AD（mm）2202.260.2526.93252.880.2733.74323.880.4238.05404.680.5144.56505.900.5657.07657.581.1676.18808.781.308

10、8.9910010.961.45108.01012514.302.80133.01115017.523.27159.01220022.725.88219.1注：法蘭重量參照J(rèn)B/T81-94.表二北京吉瑞普不銹鋼管道連接器與法蘭的尺寸比較序號平焊法蘭 16kg/cm2吉瑞普GRIP-G型 管道連接器PN 1.6MpaDN（mm）D（mm）GRIP-G型管道連接器AD（mm）DV（mm）KV（mm）120105436526.9225115497033.7332135579038.0440145629644.55501607510557.066518010513076.17801951201408

11、8.98100215140160108.09125245165190133.010150280190215159.011200335260290219.112250405305335273.0注：1.法蘭盤尺寸參照J(rèn)B/T81-94；2.法蘭未考慮螺栓的扳手空間。二）安裝時間顯著減少。從下表可以看出（表三），采用北京吉瑞普不銹鋼管道連接器連接大大地降低了安裝時間，而且由于不需燒焊和繁瑣地調(diào)整加工要求，勞動強(qiáng)度和工作環(huán)境也得到了明 顯改善，因此既縮短了工期又提高了工人的勞動積極性。表三吉瑞普GRIP-G型管道連接器與平焊法蘭連接時間對照序號DN（mm）管與法蘭焊接耗時（min/ 片）每對法蘭連接

12、（min）接頭安裝時間（min/只）焊接安裝總共12523.547.07.554.5244027.555.010.065.02.555028.056.010.066.0366529.058.010.068.0478037.074.021.095.04810044.589.021.0110.05912555.0110.021.0131.061015067.5135.026.0161.071120077.0154.026.0180.0912250109.5219.038.5257.51013300139258.039.0297.012注：上述時間為手工電弧焊耗時；未考慮日后的維護(hù)時間。三）兼容適應(yīng)

13、性強(qiáng)。北京吉瑞普管道連接器型式多樣，適合各種不同的需要，一般說來可參照 以下方案來選型：以碳鋼、不銹鋼和銅竦合金等為材質(zhì)的海水、淡水、生活用水、燃油和潤滑油 等輸送管線，口徑在DN200以下、壓力在16巴以內(nèi)，選用GL型接頭；對于大口徑、以碳鋼（鍍鋅）和玻璃鋼等為材質(zhì)的壓載管線，主要選用F型撓性接頭，對于管線中要求補(bǔ)償和振動 較大的部位可選用撓性接頭；另外可根據(jù)船上常用規(guī)格尺寸選用部分維修用接頭作應(yīng)急搶修使 用。根據(jù)以上方案選型，既可滿足管系技術(shù)要求，又能降低成本、節(jié)省開支。四）費效比高。北京吉瑞普管道連接器單個成本雖比一般鋼法蘭綜合價持平，但其施工費用節(jié) 約，無須焊接不僅節(jié)省設(shè)備、縮短工期，

14、同時避免了燒焊對管材材質(zhì)的破壞給今后帶來的隱患， 免維護(hù)、使用壽命長，綜合考慮比較經(jīng)濟(jì)，用在銅竦合金管、不銹鋼管、玻璃鋼管、大口徑焊接 鋼管路上，費效比更高。（見表四）表四吉瑞普GRIP-G型管道連接器與不同材質(zhì)法蘭的價格對照單位：元/套序號平焊法蘭（16kg/cm2）銅竦松套鋼法蘭吉瑞普管道連接器DN（mm）18-8不銹鋼碳鋼銅竦合金GRIP-G 型AD ( mm )12098.832.0129.026.9225139.142.0154.033.7332195.058.0275.038.0440228.873.0343.044.5550325.094.0486.057.0665403.011

15、7.0659.076.1780442.0133.0848.088.98100548.0172.01029.0108.09125754.0230.01102.0133.010150780.0305.01555.0159.0112001742.0365.01944.0219.1針對我國造船廠建造滾裝船，（裝配5000只北京吉瑞普接頭為例），將裝北京吉瑞普接頭和 法蘭從各主要指標(biāo)上作一比較：（見表五）表五、2000米車道滾裝船使用北京吉瑞普管道連接器和法蘭的對比指標(biāo):序號指標(biāo)2000米車道滾裝船（選擇1.6Mpa以下壓力管道，口徑碳鋼法蘭連接（含螺栓、墊片）吉瑞普GRIP-G型 管道連接器1估算數(shù)量

16、5000對法蘭5000只接頭2空間北京吉瑞普管道連接器比法蘭節(jié)省50%以上空間3優(yōu)點使用管道連接器能提高有效空間，便于設(shè)備、管道排列。4重量約40噸約10噸5優(yōu)點使用管道連接器能減輕船體重量，為船東提高有效載重6安裝要求安裝要求高、耗工時安裝簡便、省工時7預(yù)計工時12500個工時420個工時8優(yōu)點使用管道連接器可縮短建造周期、減少人工，材料投入，為船廠節(jié)約成本。9建造投入約395萬約400萬10結(jié)果交船慢（影響船廠收益）可提前交船11后續(xù)維護(hù)經(jīng)常維護(hù)免維護(hù)12檢修狀態(tài)檢修時法蘭、配件不可重復(fù)使用進(jìn)入檢修接頭可以重復(fù)使用13抗沖振性抗振動性差、可能會泄漏撓性密封連接、抗沖、抗振性好14優(yōu)點使用管道連接器提高船舶可靠性，減少船東在運(yùn)行過程中額外檢修費用?，F(xiàn)以船舶使用時間為20-25年計，船上管線每隔3至5年要更換一次，更換后現(xiàn)有的管 道連接件可再利用的價值極低，以每5年更換一次計，也就是說管線需要投資4-5次，而使用 北京吉瑞普管道連接器，因為其按照船舶全壽命設(shè)計，加之可以重復(fù)使用，因此投資一次即可。 這樣從表五可以清楚看出，使用北京吉瑞普管道連接器節(jié)省了大量的費用，其經(jīng)濟(jì)性一目了然。 同時，在船舶管系更換時，由于不用氣割及其自身的可重復(fù)使用性，既安全又節(jié)省了工時，使船 舶能較快地進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。五、結(jié)論從以上的分析我們可以看出，選用北京吉瑞普不銹鋼管道連接器雖然一次性