1、第 卷 第 期 年 月 船 海 工 程 .:./.大型集装箱船货舱通风管路选型分析陆军吴正华张征(上海外高桥造船有限公司上海)摘 要:针对某大型冷藏集装箱船货舱通风管路系统常用的钢质圆形风管和螺旋风管从布置、选材、标准、成本、制作安装维修以及腐蚀量等方面进行或比较分析螺旋风管在集装箱船货舱通风应用的优缺点和前景结果表明满足使用要求时选用螺旋风管在各方面都有更好的效果局部特殊区域仍需选用钢质圆风管关键词:货舱通风螺旋风管钢质圆风管中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:修回日期:第一作者:陆军()女硕士高级工程师研究方向:船舶空调冷藏通风设计 大型集装箱船甲板上装满货柜后显得庞大无比其甲
2、板下的空间也就是货舱也是主要装载货柜的区域 货舱不属于密闭空间因为货舱是有足够的机械通风的 货舱的机械通风管路一般布置在货舱的横舱壁内货舱的环境和上建机舱等舱内环境还是有所差别的不是严格意义上的风雨密处所也不算露天区域 因为集装箱船货舱的舱口盖多为吊装式舱口盖左右两侧的舱盖通过吊装方式压装在舱口围上 左舱盖和右舱盖之间留有分离缝防止左右两舱盖在盖装时存在刚性摩擦损坏舱盖 但是雨水也会通过分离缝流入货舱内对货舱内部造成侵蚀 因此货舱内部环境较上建和机舱差很多货舱的通风管路设计在材料等的选择上需要特别重视 货舱通风管路的常规布置一般集装箱船的布置非常紧凑通常对货舱内的冷藏集装箱采用机械送风和自然出
3、风 按船级社规范要求每个 冷藏集装箱的送风量是 /送风管一般布置在货仓的横舱壁里这边有走道和平台方便操作和维修 每路风管都会设置多个出风口对准冷藏集装箱的冷凝器定点送风 风机一般设置在舱内易于安装、吊出和维修的处所并且不能离进风口太远 典型的货舱通风布置见图 从图 中可以看出风管无论在管径还是在图 典型货舱通风布置数量上都是比较大的 以某集装箱船为例货舱风管的用量是上层建筑风管的 倍 因此风管的选型在货舱通风中是非常重要的一个环节传统常用的的风管材料是厚壁钢质圆形风管因为普通的螺旋风管口径小管壁薄容易变形且防腐蚀能力比较弱 但是随着时代的进步工艺技术的推进货舱通风管也越来越多地使用螺旋风管 风
4、管的选材和制作及安装.钢质圆风管货舱区域的钢质圆风管的壁厚按管径大小进行选取实船建造时按表 进行取值表 钢质圆风管管径与壁厚取值通径 壁厚 材质.普通钢板 从表 不难发现货舱区通风采用的钢质圆风管壁厚都在 以上比较厚 厚壁钢质圆风管的制作基本流程见图 钢质圆风管的加工是以钢板为原材料通过卷圆机将平板卷制成规定口径的圆管 卷圆机将 年第 期陆军等:大型集装箱船货舱通风管路选型分析船海工程第 卷图 厚壁钢质圆风管制作流程风管加工成型后需要通过人工将风管从辊筒的外侧抽出下料操作步骤负责繁琐工作效率较低而且辊筒热量较难散发容易引起设备故障圆风管卷圆现场见图 图 厚壁钢质圆风管卷圆加工现场薄一点的钢质圆
5、风管可以采用咬口连接 但是在货舱区使用的这种.厚壁圆风管由于机械难加工即使加工出来咬口质量也较差无法进行咬口连接常采用焊接连接按管径的大小选择单面焊接或是双面焊接.大口径螺旋风管所述货舱区的环境较上建和机舱区域恶劣偶有雨水侵袭因此选用的大口径螺旋风管在壁厚和镀锌层方面要做到最优 大口径螺旋风管规格参数见表 表 大口径螺旋风管规格参数通径 壁厚 材质.镀锌钢板 表中 即双面镀锌重量 /大口径螺旋风管的制作采用镀锌钢带一定宽度的钢带一般为 (按螺旋风管机的型号选取)经过成型轮咬好口自动拼接、合缝根据设定好的直径最后成型 直径大小通过参数调整最后根据设定好的长短自动进行切割 螺旋风管制作现场见图 圆
6、形无焊接不漏气不漏水 全机制直管无需手工敲打 成型后的螺旋风管见图.运输及安装、维修在重量上显而易见同种通径相同长度的风图 螺旋风管制作现场图 成型后的螺旋风管管螺旋风管的重量仅为钢质圆风管的/厚壁钢质圆型风管在制作、运输、安装、维修时都需要配备机械设备用以吊装特别是在船上安装时吊装难度大安全系数低 因此厚壁钢质圆型风管安装阶段尽量往前最好在车间或者分段阶段就完成装配 一旦要在船坞码头阶段安装的话操作难度及工作量非常大螺旋风管运输时要加强保护以免碰坏 螺旋风管运输前的端面保护现场见图 可以用塑料薄膜或者三防布把端面包住对内壁起到防尘防污染得作用 螺旋风管重量轻一般情况下可仅靠人力安装无须借助吊
7、装设备 维修更换时也容易操作 实船安装现场见图 上方与船体板或者结构风道相连的是钢质风管焊接连接坚固可靠 下方与钢质风管相对接的是螺旋风管钢质厚壁风管在安装过程中由于走道宽度限制和横舱壁强度限制需要用穿舱件穿平台 这部分工作需要焊接打磨和涂装 而使用大口径螺旋风管则是采用光孔的形式穿平台板是不需要焊接的减少了涂装补漆等工序 年第 期陆军等:大型集装箱船货舱通风管路选型分析船海工程第 卷图 螺旋风管端面保护图 螺旋风管实船安装钢质风管维护只需定期涂装保护一般不做更换 螺旋风管无需油漆即使油漆也只是起到装饰作用如果镀锌层破坏或者遭撞击变形破损可以更换管段 对比分析.舾装件减重在重量上显而易见同种通
8、径相同长度的风管螺旋风管的重量仅为钢质圆风管的/以某冷藏集装箱为例使用厚壁钢质圆风管的货舱区域全船重量总和约 而使用螺旋风管总重不超过 在舾装件减重效果显著.采购成本对比采购成本方面不能单从重量上来算因为钢质圆风管是按成型后的重量为单价计算的目前市场价约为每公斤 元 而大口径螺旋风管是以不同规格及附件的种类报价 可以从微观到宏观从单件到全船来进行比对 以普通钢板密度./来计算螺旋风管对应规格的钢质风管及附件的重量对比见图 从图 可以得出仅对比直管螺旋风管 的市场价约 元/.厚壁风管重.价格为 元/螺旋风管价格仅为钢质风管的/对比风管附件例如 法兰螺旋风管法兰每对 元钢质法兰每对重约 价格在 元
9、左右 因此螺旋风管附件价格略低于钢质风管附件 全船总价对比使用螺旋风管能够节约 的采购成本 以某箱船为例每船实际可节约 余万元图 螺旋风管与钢质风管成本对比.制作安装等比较钢质圆风管是将平板用卷圆机卷制的受卷圆机长度限制一般只能卷制长度.的风管 一台卷圆机卷制厚壁的钢板以及卷好后焊接法兰等工序 一天也只能制作大约.长度的风管 根左右 螺旋风管机自动化程度较高每台螺旋风管机加工速度在 /左右 非常高效 显而易见 螺旋风管的制作周期要短很多 对于现代化的船舶总装厂来说造船节奏非常快产品的制作周期在整个造船进程中非常重要安装方面钢质风管不仅重量重仅人力无法完成施工难度大安全系数低 而且需要大量的焊接
10、打磨涂装的工作 从实船经验获知同类型区域螺旋风管的安装工作量仅为钢质风管的/.使用寿命.的厚壁钢质圆风管的使用寿命与其周围的结构是相似的在外表油漆涂装的保护下接近于船舶的使用寿命 年 目前螺旋风管在货舱区的使用寿命并没有可靠实验进行验证 但是货舱区使用的大口径螺旋风管不是普通的比如在上建用的那种螺旋风管而是.厚度表面锌层 在厚度和锌层上的选择是最优的正常空气介质下普通镀锌钢板和高锌层板 腐蚀量的对比见表 可以看出对于高锌层板海上船舶舱内试验 年锌层是没有完全消耗当然货舱的区域环境更为恶劣点适当的保护和维修能加长螺旋风管的使用寿命.通风性能风管沿程摩擦阻力损失和空气流经管路附件产生的局部阻力损失
11、等螺旋风管和钢制圆形风管的通风性能并无较大差异 年第 期陆军等:大型集装箱船货舱通风管路选型分析船海工程第 卷表 普通镀锌板和 高锌层板锌板消耗量对比描述条件普通镀锌板 高锌层板锌板户外暴露试验 年离海岸地区 涂层 年 年 年 年 年 年 年 年.舱内试验 年海上船舶涂层 年 年 年 年 年 年 年 年.实船应用总结及推广建议大口径螺旋风管通过在冷藏集装箱货舱上的应用对比钢质圆风管从制作生产、安装以及使用寿命方面的研究可以得出大口径螺旋风管实船应用的优缺点.优点)机械化程度高供货周期短且外形美观)造价低相比钢质风管每船可节约 以上)重量轻 易于搬运和安装安装工艺简单 安全性高)自重轻能大幅降低
12、船体结构的承重载荷并有效减轻舾装件重量.缺点)大口径螺旋风管成型后管身容易发生局部变形、管径尺寸不稳定 运输保护要求较高)采购镀锌板本身带防锈油兼润滑防氧化作用因此镀锌板表面附着力不好做油漆容易起剥不能长期泡水泡水后咬口生锈风险大一定程度上影响使用寿命)特定区域比如难以维修更换的区域以及结构风管焊接的区域等螺旋风管都不能替代钢质风管由此可见螺旋风管在制作、安装、成本、重量等方面有突出优势但是特定区域还是要选择使用钢质风管 因此货舱通风可以在大范围选用优质大口径螺旋风管的基础上少量使用钢质圆形风管以达到在设计、使用、成本、减重等方面取得最完美的效果参考文献 李鑫.浅谈冷藏集装箱船货舱通风设计.船舶设计通讯():.中国质检总局和国家标准化管理委员会.通风与空调工程施工质量验收规范:.北京:中国质检出版社.中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册:轮机分册.北京:国防工业出版社.张志贤.通风管道制作与安装技术.北京:中国建筑工业出版社.刘明.机舱风管形式选择.船海工程():.李九岭.热镀锌实用数据手册.北京:冶金工业出版社.(.):.:
