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船舶空调风管系统结构安装工艺的发展

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年5月上作者：陈善斌

[导读] 船舶空调系统是船舶的重要辅助设备，能够有效改善人们生活环境，近年来国内外发生的许多船舶机损和船损事故大多是由人为失误和错误造成的，需要采取果断行动提高情景意识，建立船舶空调系统总模型。优化船舶空调风管系统的结构安装过程，改善工作环境，结合先进技术，加强空调风管系统的研究开发。

易筑（上海）股份有限公司陈善斌

摘要：船舶空调系统是船舶的重要辅助设备，能够有效改善人们生活环境，近年来国内外发生的许多船舶机损和船损事故大多是由人为失误和错误造成的，需要采取果断行动提高情景意识，建立船舶空调系统总模型。优化船舶空调风管系统的结构安装过程，改善工作环境，结合先进技术，加强空调风管系统的研究开发。
关键词：船舶；空调风管；系统结构；安装工艺
        船舶空调管道系统是船舶系统中的大型工程系统，船舶上层建筑的所有起居室和公共场所均配备了风道交叉口和空气分配装置中国建造第一条万吨级远洋货运转运站“东风”，从最初的低速运行起，空调设备得到了不断改进，其风道系统也得到了不断改进。空调系统到高速感应系统；原来的大型风管已发展为相应的小型风管。同时，风管结构的制造工艺也从原来的手敲矩形风管发展到由带螺旋风管的管卷轧制的镀锌钢卷。风管的连接通过法兰连接，风管的隔热从矩形风管发展到双层同心螺旋风管的空气层和隔热层。这一系列的改进不仅消除了繁重的体力劳动，缩短了制造和安装周期，而且风管的质量也不断提高到了新的水平。
        1船舶空调风管系统结构概述
        通常，对制冷系统的动态分布特性的研究主要是对系统中的冷凝器，膨胀阀和蒸发器回路的研究。系统的其他组件通常使用集中式参数进行处理，并建立了压缩制冷系统中蒸发器的动态分布参数模型。在建模过程中，将蒸发器管内制冷剂的两相流视为均相流，建立冷凝器和蒸发器的动态分布参数模型，并提出界面方程，使模型闭合并闭合。可解，为求解两相区域的闭合度开辟了一条新途径。
        当前船舶空调系统模拟器采用计算机仿真方法来显示真实船舶所使用的控制箱和仿真设备，并进行仿真。真正的船舶空调系统设备及其运行和控制功能，以及用于操作员培训和能力评估的设备。因为它是培训现代远洋船员的经济，安全和高效的设施之一，所以国际海事组织（IMO）已将其作为船员培训的必要条件之一，并提供了空中船舶的空调，详细说明了系统模拟器的一般性能标准和推荐标准 [1]。
        2.工程概况
        本工程为15万吨散货船全船通风设计。本船是我国设计建造的多用途大型散货船，可装载煤炭、矿石，这是迄今为止我国建造的最大的一艘船。无人驾驶室，服务区域无限制，具有单层连续甲板，双底结构，是“好望角”型船。船上装有世界上先进的“全球海上遇险安全系统(GMDSS)”。本船舶通风设计要求在规定时间内，完成船舶所有通风设备建模、风管放样、以及与管系、电气专业的平衡与协调，确保达到船东与船级社的评审要求，模型评审通过后，按要求出图入库，最后配合下面各车间的图纸施工、安装与调试。
        3.矩形风管系统与圆形风管系统的结构、安装工艺
        万吨远洋货轮安装空调设施，采用低速空调风管系统，风管截面为矩形，风管规格主管尺寸490x190毫米，支管尺寸210x120毫米。直风管制造筒要工艺，矩形风管用手工制造。首先是在镀锌钢板上划线，然后用手工敲制成形，接缝也以手工散制。弯头，三通等管系附件的制造简要工艺不同形状，不同规格的弛头。三通接头等附件，制造时工艺复杂，首先在黄纸柏上放样，然后划在镀锌钢板上，再进行敲制成形，最后手工接缝。风管安装简要工艺，一般矩形风管的连接型式，法兰套在风管上用铃钌与其固定;法兰与法兰间，则用螺栓连接，其间垫以厚为3毯米的橡皮垫片，以保证接头气密。风管绝热方法，在风管系统安装结束后，在风管外表用粘装剂敷贴聚氯酮泡沫塑料绝热。
        由于低速空调系统所采用的矩形风管完全申手工敲制成形，劳动强度高;制造、安装速度慢;风管尺寸大，消耗材料多；占据空间位置大，管系不易布置，所以在七十年代初，万吨货轮上安装了高速诱导的空调系统，从而风管尺寸相疫戛小很多，同时又采用了圆形风管，制造方便篓单。风管材料，无缝钢管或圆形镀铷管。风管规格主直径为130-150毫米;直风管制造筒要工艺，实际的风管用薄钢板制造，当直径大于100毫米时，用厚为2毫米左右的薄钢板，用三提弯板机卷成圆形，其接缝处用气焊焊接，成形后需镀销;当直径小于400毫米时，则仍用手工敲制成形，而后，再用气焊焊缝，桐头、三通等附件制造简要工艺，用模具将厚为土毫米左右的濂钢板，压成两半国形，再以气焊焊缝，最后镀销。管系简要安装工艺，一般圆形风管的连接方法，管系在安装时，用橡胶接头套在二风管的接管处，再以夹箍用螺栓固定。风管绝热方法在风管安装结束后，用粘接剂将定制的两半圆形的联苯乙烯泡沫塑料隔热管，包扎在风管外表面，再嵌填密封材料于接合处。风管系统的优缺点，由于风管尺寸较之矩形风管小得多，故在安装时和其它管系互不干扰，容易施工。管系制造基本上为半机械化，减轻了劳动强度。连接方便，安装速度较快，操作简单。系统有诱导器装置，调节灵活[2]。

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        4.塑料圆与钢质螺旋形圆风管的结构、安装工艺
        为了使圆形风管的制造工艺更简单、方便，我们采用了具有重量轻、耐腐蚀性能好、成形工艺简单的塑料硬管作为空调风管，在经过反复多次的物理、化学及机械性能的测试和毒性试验后，就在万吨级煤矿轮上进行了应用，塑料管的材料，塑料管为MBS改性聚氧乙烯硬管，由柘乙烽。丁二烯。甲基丙烯酸甲酬等共联而成。塑料管规格，支管直径476x6毫米，直风管制造方法化工部系列产品，直接由注塑挤压而成。风管附件制造方法，大部分的夷头、三通等附件都申化工厂经模具注塑而成，一小部分的附件，由于化工厂无相当规格，故需二次加工成形，即需塑料焊条以焊枪焊接成形。成形工艺简单。直管与直管之间的连接，仍用橡胶接头套接，并用夹笙连接。弯头、三通等接头与直管的连接方法。用粘胶剂将直管与弯头等附件直接进行粘接，用本体材料的塑料焊条以塑料焊枪进行焊接。弛管方法可直接放在塑料弛管机上弯制。采用定制的两半圆形的联苯乙烯隔热算迹行隔热。由于塑料管及其管系附件成形工艺简单，来源充沛，重量轻等优点，所以在整个制造、安装过程中显示出很大的优越性。
        塑料国风管具有很多优点，但也存在着一定的缺点，如膨胀系数大，耐热温度不够高，在使用不当时也会产生一定的故障。国际上使用的钢质螺旋形圆风管是一种比较先进的技术，我公司试制了一台螺旋形圆风管卷管机，并在万吨级货轮上使用了螺旋形圆风管，风管材料一般为08钢，宽为180毫米，厚为0.6毫米的钢带。风管的规格及形式单层风管，外径为100毫米。双层风管:内层直径x外层直径为史100x125，125x150，150x175毫米。直管成形工艺，首先对钢带进行回火、酸洗去锈、清洗、热干等处理，然后镀银。镀锌后的钢带被送至螺旋绕线机进行机械绕线，管系附件的制造弯头，三通等附件的制造，基本上是用模具压成两半圆形，然后在接缝处以气焊焊缝成形。管系安装简要工艺，单层风管的连接，是在两直管间，用橡胶接头连接，外以夹篇用螺栓连接。双层同心螺旋风管的连接，首先在内层风管连接时，用一定制的镀锌铁皮内衬园，接在两内层管之间的内壁，然而用6只半圆头自攻螺钉加以固定。而外层风管连接，则需要用一特制的双管卡篆。用粘接剂将三条乳胺海绵粘接在卡箐内壁的相应位置上，中间一条海绵，主要用于内层管接管处的密封，两旁的两条海绵则作密封外层风管用。直管与弯管的连接，以螺栓连接，放入橡胶间诉环，以使内外管处于同心位置。风管的隔热方法，单层风管系统，在管子外表面包扎厚为25毫米左右的半圆形的棣苯乙烯泡沫塑料，作为隔热层。双层同心螺旋风道系统使用双层风道之间的间隔为13.5 mm的空气层作为隔热层，因为静态空气层具有良好的隔热效果。系统的特点，直管成形实现了机械化制造，代替了手工操作，所以减轻了劳动强度，制造速度快。算子重量轻、刚度相对较好，能充分利用金属材料，节约大量的隔热材料与人工，便于实现标准化、系列化[3]。
        5.镀锌卷板螺旋风管的新工艺
        上述钢质螺旋风管(用08钢带卷制)，固然有很大的优越性，但钢带在卷制前的准备工作，即钢带处理的工艺却很繁琐，不仅处理时间长(仅回火一项工作就需在高温下进行10小时)，同时电镀铼质量不稳定。为此，在出口船船上政用了镀铷卷板卷制螺旋风管，同时在风管的连接方法上也采用了新工艺。经过实际卷制和安装，证实了镀锋卷板制成的螺旋风管，质量是优良的。风管材料，镀锋卷板的厚度为0.6毫米，宽为1-1.3米，为此制造一台剪切机，将镀锌卷板剪切成家为1380毫米的钢带。双层同心套管的内外层管径，直管成形工艺，由宽为130毫米的镀铼钢带直接经卷管机卷制成形。
三通等管系附件的成形工艺，由镀锋薄钢板经模具压制成两半圆形，其接缝处，由点焊机点照连接，同时，在点焊的焊缝处，涂以和管材颜色近似的油漆，内层风管连接，利用定制的内衬圈衬入，其两端的橡胶密封圈分别密封两内层管端头。内衬圈中间的凸肩，作两内层管定位用。外层管的连接，仅需胶带粘接即可，所以安装工艺非常简单，使用方便。利用双层风管中间的间距，空气层作为绝热层，隔热材料为硅酸铝，由硅酸铝厂制成各种弯头、三通等形状。各种规格的隔热接头都定制成两半圆形，然后用粘接剂将这种半圆形的隔热接头粘接在铁质的接头上。这种隔热接头。其外表较硬，可防碰撞，其内表较软，以利粘接，同时保温性好。镀锌卷板卷制的螺旋风管系统，包括风管材料，直管、管系附件的成形工艺，管系安装工艺及管系及其附件的隔热方法，都远比钢带制成的螺旋风管系统先进，其质量在某些方面基本上已达到国际先进水平。
        6.结束语
        目前国内双层风管内是用空气层隔热，在实际施工过程中，很难做到双层风管的良好气密性而往往影响隔热效果，所以双层风管内放置隔热材料是可取的方法，船舶空调系统能给船舶设施和船员提供干燥、干净和适宜的工作环境，是船员正常值班、船舶其它设备正常运行的可靠保障，是船舶的重要辅助设施，是保障船舶正常航行的前提。
参考文献：
[1]徐琪才.船舶空调风管系统结构安装工艺的发展[J].造船技术，1983(03):20-24.
[2]李精明.船舶空调仿真系统的设计与实现[D].大连海事大学，2008.
[3]王雪红.船舶空调系统节能设计研究[J].中国设备工程，2020(04):186-188.