江苏新时代造船有限公司 江苏靖江 214500
摘要：在船舶管系安装的整个过程当中，一些不可控的外部因素会对其产生较大的影响，造成船舶管路的一些变化，其中最为经常出现的一种情况就是船舶管系的膨胀现象。船舶管系的膨胀在其安装的过程中，有时候也在所难免，所以出现这样的现象并不可怕，只要及时予以补偿解决，一般不会发生大的问题。本文就是在这样的一个条件之下，结合船舶管系安装的相关知识，阐述了相关知识点，比如管系膨胀是如何产生的，气囊是如何形成的，以及如何以最佳的措施予以解决等等，希望能够在这一方面为同业者提供一定的借鉴
关键词：船舶管系；膨胀补偿；气囊消除；方法
船舶管系安装其实是很复杂的一项工作。实际上船舶管路的安装并非是在理想的状态下进行的，有很多外在因素都有可能会对其产生影响。由此可见，管路极易受到外界条件的影响，一旦被影响了，就不再是原来的形状和功能，是非常容易发生形变的。所以要重视这样一个问题，加大针对这个问题的调查研究，提升造船的效率和质量，抬升企业的长期竞争力。
一、膨胀补偿
1.产生的原因
对于船舶管路来说，它是对温度是极其敏感的。因为船舶管路会因为温度的变化，最终产生热胀冷缩的现象。也就是说，在温度过高的环境之下，船舶管路会发生膨胀的现象。反之在温度过低的环境之下，船舶管路会发生收缩的现象。也就是说，防止这种破坏现象的措施就称之为膨胀补偿。另外，在船舶的运行过程中，船体构件的振动也会造成管路的变化。这种变化的偶然性其实更大，更加难以计算。
2.处理方法
按照问题产生的原因追寻，针对管路膨胀所采取的措施，就是这种补偿方法对于管路的挽救与弥补。所以面对管路膨胀的现时情况，其承受的应力就会非常大，所以要想法设法去降低增大的应力，将管理进行折弯处理是很不错的一个选择。所谓的折弯，不是随意进行的，需要用对方法。现将膨胀补偿的主要方法胪列如下：
第一个就是自动补偿方法，一旦膨胀发生了，面对整体变形的窘境，应当沉着冷静地予以对待，比如利用管路本身所具备的形变特质，将其富有弹性的形变充分运用起来，借以对膨胀现象进行有效的缓解。这种方法在运用的时候，并不是说弹性形变的幅度越大越好，因为管路本身的弹性特质就有一个阈值，在运用此法的时候不能让弹性形变超过这个数值。应力的消除应当以管路的弹性极限值为限度。自动补偿包括两种方法：一是垂直相交自动补偿。让两个管路垂直铺置，即便温度再怎么抬升，只需将管路的两端牢牢固定起来，让管路变形的量增加，每一段都能够承担起变形的应力，最终将会使整体的变形程度大大降低；第二种方法是充分应用最大弯曲应力，实现管路线路的弯曲变形。
第二个就是补偿器补偿法，这种方法也很重要，当然它的普适性有点低，不是适合所有船舶。这种方法拥有一定的局限性，在空间较为逼仄的船舶中可以使用，并且管路发生的折弯不能够太大，否则也不能运用其中。补偿器这样一种方法，是对自动补偿方法的一种补充，包含了波纹形膨胀接头补偿、补偿管补偿等等。波纹形膨胀适用于在590千帕压力运行的管路。例如与主机排气管路。另一种管路补偿是将管路整体或局部做成弯头。比如在高压蒸汽管路上可以采用管路补偿。这样既能节约成本，也能减小管路形变量。
最后，膨胀补偿还存在一些其它问题。比如虽然采用弯折管路方法能够有效解决膨胀问题。但是会造成另一个问题，即管路内会产生空气囊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样的问题其实不难去理解，细细说来的话，就是说在冬天温度较低的时候，如果管路的水“不再往低处流”，里面的液体就成为了“死水”，在过低温度的影响下可能出现结冰的现象，一旦管路里的液体结了冰，就会造成体积增大的现实情况，严重的时候就会撑破管路。所以针对此种情况，采取合适的方法将气囊问题化解，还是非常必要的。
二、气囊消除
1.气囊形成及其影响
总的来说，产生气囊的条件包括三个：①管道存在驼峰状的最高点。②在最高点的两侧能够形成水封。③管路内的液体流动速度小于气体的流动速度。为此，施工人员应当采取科学、合理的措施消除气囊。
气囊一旦在管路“生根发芽”，管路内液体的流动就会多少受到一些阻碍，如果气压持续增加，管理停滞就是最终的结果。另一方面，如果管路的气囊体积小，自然不会完全堵塞管路。那么管路内的液体还会继续流动。虽然能够保证管路的正常运行，却达不到之前的工作效率。从大体上来讲，气囊的出现给管路带来的影响是深远的、深刻的，会一点一滴地影响管路的运行，最终严重影响整个管系的正常工作。
2.处理方法
出现气囊，要想着怎么要合理地予以处理。针对管路，要经常进行全面的检查工作，一旦发生了堵塞的现象，就要更加仔细地检查是否有气囊的产生，若存有气囊的话，要及时弄清楚气囊产生的部位，从而结合专业实际去想好的办法去解决气囊问题。常见的气囊消除方法如下：
①如果管路中存在驼峰式的布置，并且管路直径和液面距离驼峰顶点距离较小时，液体在顶点的流动速度会小于空气的流动速度，无法有效排除驼峰前后管路内的空气，从而形成气囊，造成管路堵塞。对于这种情况，在处理时可以进行管路部分的拆除。如拆除驼峰前后位置的管路放出空气，并使液体顺畅通过。这样便能够消除气囊。
②根据气囊产生的条件可知，在进行管路设计时应当尽量减少驼峰状管路的出现，从而杜绝气囊的形成。当然，设计人员还可以根据其它两个条件，进行气囊原理分析，并选择合理的设计方法消除气囊。比如说如果管路的布置条件有效，无法避免驼峰状管路的形成，则可以适当增加液面与驼峰状顶点的距离，也就是增两水平线之间的液位差。这样即使无法避免气囊的产生，也不会造成管路的完全堵塞。
③在管路设计初期，设计人员就可以优化设计方案，预防气囊产生。设计人员在其中发挥出来的作用就比较大，比如要在管理最初设计制作的时候，考虑到气囊产生的可能。安装管路的时候也是一样，要考虑到可能会发生的气囊问题。随后可以在气囊的管端口新装上一个旋塞，这个旋塞的功能就是放气所用。在气囊产生的时候，为了消除这样的问题，可以拧开正确部位的旋塞。诸如连接法兰处前后安装旋塞，若这时候气囊产生，需松开法兰后的旋塞，（前后的判定根据液体源头，在连接法兰与液体源头之间的旋塞称之为前，反之则为后），前面那个旋塞是不需要松开的，一旦松开就会溢出液体，对解决气囊问题丝毫没有什么帮助。
三、总结
综合以上几个章节的分析不难发现，在船舶管路设计建造的过程当中，膨胀问题是有极大的可能会发生的，且气囊的产生有时候也是不可避免的，这些问题的产生都不足惧，关键是要找准问题产生的原因，然后根据问题的不同来寻求合适的解决策略，真正做到对症下药，这样就会将这些问题予以妥善的解决，从而为管系质量的提升多创造一份保障。
参考文献
[1]船舶管系膨胀补偿及气囊消除方法[J].赵纪锋.科技经济导刊.2016.
[2]船用气囊力学特性及极限承载力分析[J].余龙，李尧，夏利娟，丁金鸿，杨启.上海交通大学学报.2014（08）.
[3]船舶气囊下水气囊受力分析和布置优化研究[J].刘宏亮，夏利娟，余龙.造船技术.2012（06）.
论文作者:朱小辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期
论文发表时间:2019/10/29
标签：管路论文; 气囊论文; 船舶论文; 驼峰论文; 方法论文; 旋塞论文; 液体论文; 《建筑学研究前沿》2019年15期论文;