船舶管子零件设计规范
船舶管子零件设计规范插图
目 次
前言 Ⅱ
1范围 1
2术语和定义 1
3设计依据 1
4设计准则 2
5设计内容 3
6设计程序 6
7设计方法 7
8设计验证要求 7
附录A（规范性附录）弯模尺寸、弯管尺寸标准 8
附录B（资料性附录）管件加工代码的说明 9
B.1加工代码的作用 10
B.2管件加工代码的组成 10
图1标准直角弯管管件尺寸 4
图2典型管件 5
图B.1中径成组加工单元布置原理图 11
表1标准直角弯管件尺寸 4
表2首段、尾段长度表 5
表3管件族分类 7
表A.1弯模半径 8
表A.2弯管尺寸标准 8
表B.1材料和口径 9
表B.2工艺流程代码表 10
表B.3管种 11
表B.4试验要求 11
表B.5表面处理和涂装 12
前 言
本规范是根据本公司造船管理模式的规划要求、针对新建管子加工车间引进美国JESSE工程公司管子生产线及弯管机的主要技术参数，为应用成组技术制造原理即管件族制造法，并结合本公司生产设计的实际情况而编制的。
本规范编写的前期，管子生产线课题组曾对部份内容作过多次研讨，提出初步建议。本规范是在前期研讨的基础上，经整理、补充后修订的。
本规范的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。
本规范由上海外高桥造船有限公司提出。
本规范由设计部归口。
本规范起草部门：生产运行部。
本规范主要起草（编制）：章祖歧
标检：徐玉珍
审核：杜剑锋
本规范由总工程师 南大庆批准。
1范围
本规范规定了船舶管子零件的设计依据、设计准则、设计内容、设计程序、设计方法和设计验证项目要求。
本规范适用于公司应用成组技术制造原理加工的船舶管子零件。对于不应用成组技术原理加工的管子零件，也可参照使用。
2术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。
2.1成组技术
按相似性原则分类归组后的每类事物，可以相同方法处理而得到良好的效果。这种分类和处理技术也可应用于船舶管子零件的加工，即以相同的工艺方法加工同一类管子零件，达到高效生产的目的。
2.2管子零件族
应用成组技术分类原则划分全船所有的管子零件，即可划分为10种类型的管件。每种类型的管件被统称为一个管子零件族，或简称为一个管件族。
2.3管件族制造法
应用成组技术分类原则划分管件族，对每一族分别采用相同的加工工艺，按分道生产的原则实施系统的生产管理，这种加工管理方法被称为管件族制造法。
2.4分道生产任务
按各个管件族加工特征而设定的相应加工流程，形成一定的生产节奏，在特定的生产周期内所承担的全部加工任务，被称为分道生产任务。
2.5先焊后弯工艺
指先装焊法兰后弯管子的管件加工工艺方法。
3设计依据
3.1管子零件设计依据是：管件生产线及弯管机等相关加工设备的功能、特征和主要技术参数，最大限度地使管件设计适应引进的加工设备的相关要求。具体是：
3.1.1管件加工长度及其定长切割的规定。
3.1.2管件弯曲的弯模半径规定。
3.1.3弯管机的抓模及压模长度规定。
3.1.4弯角的首段和尾段长度，立体弯管的首段长度规定。
3.2管子零件设计，应根据管子材料、通径大小、工艺特征及加工要求等来确定其加工流程，以制定相应的加工单元生产任务和各个工艺流程分道生产任务。
3.3管子零件设计信息的提供，应根据管件加工管理系统需求及相关要素的规定，它们是：
3.3.1管件族的划分原则及各管件族的结构特征和工艺特征。
3.3.2分道生产流程的管理原则。
3.3.3大、中、小管线划分及其工艺方法。
3.3.4先焊后弯工艺的施工要领。
4设计准则
4.1管段划分及管件设计，应完全满足管件加工和安装所规定的工艺要求、管系设计的技术条件。单元组装的管子，还应详细考虑组装和吊运的相关要求。
4.2管子零件设计，要符合管件形状和结构简单的原则，长度适宜，加工方便，为实现高效生产创造条件。
4.3管件的设计长度，一般为0.15米～9米之间，具体应取决于管系的特征、管件的类型及安装区域的实际情况。一般规定如下：
4.3.1机舱区域的管件，其长度可取2米～4米之间，且注意分段划分的界面，以不超出分段端边为宜。
4.3.2主甲板和双层底管弄区域的管件，其长度可适当增加，尤其直线敷设的管件，小管（DN≤65）最长为9米，中管（DN80～DN200）最长为9米，大管（DN≥250）最长为12米。
4.3.3安装困难或场地位置狭小的管件，其长度相应适当减短，一般可取1.5米～2米。
4.3.4最长的弯曲管件，其展开长度应控制在6米之内。形状复杂的管件，其长度一般不宜超过2米。
4.3.5分段（总段）间的合拢管（嵌补管），其长度一般不宜超过1.5米。最短长度应分别控制如下：
a） a） 两端装焊法兰的管件≥1.2米；
b） b） 一端装焊法兰的管件≥0.7米:
c） c） 大管(≥DN250)最短≥1.5米。
4.4管件设计应尽可能多用直管,少用弯管。
4.5弯曲管件的弯头，其个数最好为1个，一般不应超过3个。
4.6弯曲管件的弯头，应尽可能多用弯管机弯制，少用定型弯头等附件拼接。
4.7弯管的弯模半径均应符合3倍管子外径的要求，详见附录A中表A.1的规定。
4.8所有弯管，在弯头的首、尾两端（含两弯头间），应有足够的首、尾段长度及相关两弯头间的直线段长度，有关长度尺寸详见附录A中表A.2的规定。
4.9采用先焊后弯工艺的管件，其弯头数量一般应控制在2个以内。
4.10定型弯头的弯曲半径一般为1.5和1倍管子外径两种。
4.11弯管的弯角度应以整数为宜，优先选取的角度为30°、45°、60°、和90°等特殊角，其次才选15°、75°。如无法满足上述要求时，一般可以5°为单位来增减，个别情况除外。
4.12采用定型弯头拼接管件，其弯角也应选用特殊角，少数特殊情况除外。
4.13弯曲的弯头或定型弯头，与法兰连接处应保持一定量的直管段，不允许法兰嵌入弯头内。一般的要求应符合附录A中表A.2的相关规定。
4.14弯管的两弯头之间转角，一般应优先选用90°或者180°，即优先选用平面或成垂直的转角为宜，其它的转角尽量避免。
4.15法兰螺孔的定位以“双眼”为准，按综合布置的要求予以正确确定。
4.16管子零件不允许采用异径法兰，一般应以标准的异径连接接头代之。
4.17支管必须设置在焊缝剖口容易清洁之处。同一个垂直于管中心的径向平面上不允许设置2个或多个支管。
4.18管件长度和形状的确定，应具体研究安装位置精度的控制和管理，在不增加调整管的前提下，考虑从前后、左右、上下三个方向长度补偿的可能性。
5设计内容
5.1标准直管的设计
5.1.1范围：除主、副机排气管之外的所有管路系统。
5.1.2规格：DN25至DN500的全部无缝钢管。
5.1.3长度：1.5米、2米、3米、4米、6米、9米、12米共7种长度。
5.2标准弯管的设计
5.2.1范围：同标准直管。
5.2.2规格：DN40至DN200全部无缝钢管。
5.2.3尺寸：标准弯管，即为纵边（A）与横边（B）不等长的直角弯管件（如图1所示），共8种规格尺寸，具体尺寸见表1所示。
图1标准直角弯管件
表1标准直角弯管件尺寸
单位为米
B A
1 2 3 4 6
1.5
5.3典型管件的选择
典型管件是常用的具有典型形状的管子零件，它们均由一个或两个90°弯头（含定型弯头）同一定长的直线段构成。具体结构形状见图2所示的4种，弯曲管件设计时可优先选择采用。
1 2 3 4
图2典型管件
5.4先焊（法兰）后弯（管子）管件的设计。
5.4.1有足够的弯头首、尾段长度和相关两弯头之间的直线段长度的管子零件，系采用先焊后弯工艺加工。管子零件图上注明的下料长度，必须是扣除延伸后的实际长度。
5.4.2先焊后弯管件，应尽量避免有非特殊角的立体弯曲。
5.4.3先焊后弯管件，必须在零件图上注明首、尾端两法兰的相对转角。
5.4.4先焊后弯管件，其弯头的首、尾两端长度必须分别大于弯管机上抓模长度和压模长度，具体规定详见表2。
表2首段、尾段长度表
单位为毫米
通 径 首段长度 尾段长度 备 注
15～40 L1＋35 L2＋35 L1、L2分别为弯管机前后的抓模和压模长度。
50～100 L1＋40 L2＋40
125～200 L1＋60 L2＋60
5.5管子零件图的内容
5.5.1管理信息
a） a） 管件加工代码，参见附录B的有关规定。包括加工单元、工艺流程、管种、试验要求、表面处理及涂装要求等五项内容；
b） b） 船舶工程代码（根据工厂代码标准填写）；
c） c） 托盘编号代码：包括安装阶段、分段或区域、单元或托盘序号等内容；
d） d） 管件名称代码：包括管系名称和零件编号等内容。
5.5.2材料表达部分
a） a） 标明管子材质（牌号和等级）、外径和壁厚；
b） b） 表示管材下料长度和所需材料数量统计；
c） c） 标明所需连接件的规格尺寸等内容、数量和管件总重量；
d） d） 管子加工所需其它附件，也应表达规格尺寸等内容及其数量统计。
5.5.3管子尺寸形状表达部分
a） a） 管子形状最好用不间断的实线，以正视图加俯视图来表示，简单图形允许用俯视图来表示；
b） b） 加工尺寸：包括弯曲形式及度数、起弯点尺寸、直线管段长度、法兰定位方向及相对转角、弯头转角数据、高度差值、点高值等内容、以符号和数字并用来表示；
c） c） 主管与支管之间的夹角；
d） d） 支管的形状及其装配座标尺寸。
5.5.4加工工艺部分
a） a） 弯模半径；
b） b） 弯管顺序及其技术要求；
c） c） 强度试验压力数值（MPa）；
d） d） 管子表面处理技术要求；
e） e） 检验形式及其要求。
5.5.5工时定额表达部分
对各道工序所需的定额工时分类表达，包括下料（切割、打磨）、焊接、弯管、校管、校管后焊接、打磨修正、强度试验、提交等。
5.6管理图表的内容
a） a） 单元任务单；
b） b） 分道流程任务单；
c） c） 管件表面处理清单；
d） d） 现校管清单；
e） e） 现场取样管清单；
f） f） 材料统计清单；
g） g） 附件统计清单。
6设计程序
6.1分段或区域的管系综合布置
6.2综合协调和优化
6.3管段划分
6.4管子零件确定
6.5电算指令填写
6.6零件图绘制
6.7管理图表生成
7设计方法
7.1根据设计依据和设计准则来具体确定管子零件的形状和长度。
7.2根据管件的结构特征和工艺特征来划分管件族。管子零件“族”性的确定方法详见表3的分类规定说明。
表3管件族分类
编码 代 号 特 征
1 SS 光直管（150≤L≤9000）
2 SG 带法兰或套管短直管（700≤L≤1200）
3 SC 端部无法兰或套管的直管、中部有附件或支管
4 BB 冷弯光管
5 BA 先弯管后装附件或支管
6 SB 先焊法兰或套管后弯管
7 FA 先焊后弯、中部有附件或支管
8 SF 带法兰或套管长直管（＞1200）
9 SA 端部有法兰或套管的直管、中部有附件或支管
0 HB 热弯管
7.3根据管子材料、通径来确定加工单元；根据管子零件的“族”性来确定分道生产流程，并分别生成任务单。
7.4根据管件加工的要求，提供管件加工管理信息和工艺信息。
7.5管件设计的优先顺序是：标准直管、直管、标准直角弯管、典型弯管、先焊后弯管、一般装焊弯曲管、平面弯管、立体弯管。
8设计验证要求
8.1管件设计直管比例不少于30%（含1、2、3、8、9共五个管件族）。
8.2管件在生产线上加工的比例即上线率不低于60%（含1、2、3、6、7、8、9共七个管件族）。
8.3采用先焊后弯工艺加工管件的比例不少于40%（含6、7、8、9共四个管件族）。
附录A
（规范性附录）
弯模尺寸、弯管尺寸标准
表A.1弯模半径
单位为毫米
通径 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200
弯曲半径 — — — — 144 180 228 267 342 420 477 504 657
表A.2弯管尺寸标准
通 径 管子外径 抓模长 压模长 首段长≥ 尾段长≥ 两弯间最小长≥ 立体管首段长≤
40 48 120 590 155 625 443 1250
50 60 150 730 190 770 550
65 76 190 990 230 1030 686
80 89 223 1185 268 1225 797
100 114 286 1510 326 1550 1010
125 140 350 1050 410 1110 1250 1550
150 159 398 1190 458 1250 1412
168 420 1260 480 1320 1488
200 219 548 1650 608 1710 1922
附录B
（资料性附录）
管件加工代码的说明
管件加工代码
管件制作时，需要根据管子的口径大小、工艺流程、试压要求和表面处理等情况进行分理，将相似的管件集中在一起生产。
B.1加工代码的作用
加工代码用来描述管件族制造过程中的相似性，以便按预定的方式进行管件加工。加工代码含下列信息：
a） a） 材料和口径；
b） b） 加工流程；
c） c） 管种；
d） d） 试验要求；
e） e） 内外表面处理和涂装。
加工代码只在管件完工（包括涂装）前使用，不作为管件的永久标识。
B.2管件加工代码的组成
管件加工代码由6位字符组成，并具有如下形式。
N1 N2 N3 L1 L2 L3
其中：N—数字
L—英文字母
B.2.1第一位字符N1（材料和口径）见表B.1
表B.1材料和口径
编 码 材 料 口 径（㎜） 备 注
1 钢 φ＜80 #1成组单元
280≤φ≤200 #2成组单元
3φ＞200 #3成组单元
4 非钢 #4成组单元
5 不锈钢 #5成组单元
… — — —
注:需要时可增加编码。
B.2.2第二位字符N2（加工流程）
本厂管子车间在一期建设中仅中口径单元管件生产成线，其他单元是生产区。根据车间平面布置图，中径成组单元内的设备布置原理图B.1所示，管件族的分类特征及其工艺流程见表B.2。表中各管件族的代码排序与供货合同的“管子标签打印和法兰打印要求”
的管件族流向表相一致。
表B.2工艺流程代码表
编码 代号 特 征 加工方式 流 程
1 SS 光直管（150≤L≤9000） 自动 P0—P4
2 SG 带法兰或套管短直管（700≤L≤1200） 手工
3 SC 端部无法兰或套管的直管、中部有附件或支管P0、3—P4
4 BB 冷弯光管P0—P2
5 BA 先弯管后装附件或支管
6 SB 先焊法兰或套管后数控弯管 自动 P0、1、5—P6
7 FA 先焊后弯中部有附件或支管 自动、手工
8 SF 带法兰或套管长直管（＞1200） 自动 P0、1—P5
9 SA 端部有法兰或套管的直管中部有附件或支管 自动、手工 P0、1、3—P4
0 HB 热弯管 手工 P0—弯管机
注1:流程代码要用来控制自动加工路线,这一想法应告知分包商。
注2:Pn是单元布置原理图中的工作站编号，P0是料架。
注3:Pl—Pj是成组单元内的工艺流程。
注4:热弯机布置在#1—#3成组单元外。
图B.1中径成组加工单元布置原理图
B.2.3第三位字符N3（管种）见表B.3。
表B.3管种
编码 管 种 Tribon名称
0 完工管（预制管/合扰管） PRE/PTE
1 现校管 TEM
2 取样管 —
注:需要时可增加编码。
B.2.4第四位字符L1（试验要求）见表B.4。
表B.4试验要求
编码 英 文 来 源 说 明
A owner Approval 船东认可
P normal water Pressure test 常规水压试验（自检）
N No requirements 不要求
… — —
X X－ray inspection X光拍片
Y X＋A X光拍片，船东认可
注:需要时可增加编码。
B.2.5第五、六位字符L2（内表面处理和涂装）、L3（外表面处理和涂装）见表B.5。
表B.5表面处理和涂装
编码 英 文 来 源 说 明
N No treatment 无处理
G Galvanizing 镀锌
V passi Vation 钝化处理
P Phosphate treatment 磷化处理
B Blast cleaning or grinding 冲砂或打磨
C A＋Coating 酸洗后涂漆（其他漆类）
A Acid pickling 仅酸洗
F A＋oil Flushing 酸洗后串油（仅内表面）
D A＋reD lead or reD iron paint 酸洗后涂红丹或铁红漆
L A＋aluminum paint 酸洗后涂银粉漆
O A＋Oil spraying 酸洗后喷油（仅外表面）
S Special coating 特殊涂装
E pure Epoxy 涂纯环氧（涂塑）
T Tar epoxy 涂焦油环氧
… — —
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