测量、注入、透气及溢流系统的设计经验浅谈

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇测量、注入、透气及溢流系统的设计经验浅谈范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：船舶的测量、注入、透气及溢流系统，我们简称测注透系统，它是船上的一个重要系统。说它重要，是因为它在船上的位置分布广，牵涉区域大，还有就是它是建造中较早开始施工的管路系统，系统的大部分管子在分段就要开始预装，设计周期较紧。本文主要从设计及工艺的角度来分析船舶的测注透系统，简要介绍实践中的一些设计经验。

关键词：测量 注入 透气 溢流

1.测量系统

测量的方法主要有手工测量、液位计和液位遥测系统等，最保险、经济、原始的方式是手工测量。即在液舱中垂直安装一个专门用来测量的钢管，将其伸至舱底。通过这根测量管，把测深的工具放下去，以浸湿的高度读取液舱液体的高度。进而推之液体的体积。

需要安装测量管的地方包括所有舱柜、隔离空舱、管隧以及不易经常接近的污水沟或污水井等。如果某个液舱安装有液位计，那么这个液舱也可以不设测量管。

测量管一般应引至舱壁甲板以上随时可以接近的地方。但要注意油舱的测量口不能设在着火危险区域或起居舱室，这样会很危险，规范也不允许。燃油舱的测量口若终止于机器处所，规范也有特殊的要求。机舱内的短测量管注意要延伸至花地板上800～1000mm，若是油舱的短测量管还要注意尽量远离设备及着火危险区域，必要时需设有防护措施。至于测量管的尾端，一般应设在液舱的最低处，并且应尽可能地靠近抽吸口。

测量头主要有平甲板型、高出甲板型和自闭式三种类型，平甲板型安装时注意在有木作或甲板敷料的区域，测量头的安装高度要比木作或敷料低约 5～10mm。高出甲板型主要用于淡水舱，这是为了在测量时防止淡水受到污染，安装时要高出甲板400mm以上。自闭式测量头主要用于机器处所内的双层底液舱，这种测量头还带有一个小的自闭式放泄旋塞，用于在测量前检查管内是否有液体溢出。

关于测量管的大小，各船级社的要求不同，一般选用DN40即可满足要求，这也是大部分船舶选用DN40的原因。

关于测量管的壁厚，军船可用3～4mm，民船一般至少要SCH.80。

下面谈谈测量管的设计，我们说，测量管要尽量垂直，否则测深锤或测深尺就放不下去。若一定要弯曲时，弯曲部位须用大圆弧过渡，一般来说弯曲半径不能小于1m，弯曲角要小于30°。此外，就是在管子的下端需设置一段300～500mm的可拆管段，这主要是考虑到管子放样与实船会有一些偏差，可拆管段便于调整高度，另外测量管尾段一般会受到更多的撞击和腐蚀，容易损坏。由于液舱内的测量管不存在泄漏的问题，此处的测量管法兰连接处可不放密封垫片。

测量管尾端的设计型式有二种，一种是防撞板焊在舱底板上，防撞板的直径可取Φ65～Φ120，注意防撞板要对正测量管，防撞板的厚度可取10～12mm，防撞板距测量管的间隙为25mm。

另一种是防撞板焊在测量管尾端上，防撞板的直径可取D+12mm（D为测量管外径），防撞板的厚度可取12～14mm，防撞板距舱底板的间隙为3～5mm，并在管端上开2～4个80×5R的长槽（水舱2个，油舱4个）。

所有测量管在距液舱顶部50～100mm的地方（尽量靠近顶部）还需钻2～3个Φ10的透气孔（水舱2个，油舱3个），用于测量管内部的透气。

至于测量工具，油舱的测深尺或测深锤要用铜质，这是为了避免金属碰撞在油舱内产生火花。水舱的测深尺用钢质或不锈钢。若是用液位计，需注意油舱不能用玻璃管式液位计（但高速船可有条件地使用），平板玻璃液位计可以采用，但须带上下自闭阀。选用磁性浮子液位计的，可在液位计与舱壁之间设截止阀，这样有利于液位计的维修与更换。

还有两种液舱需要设置液位计，一是SOLAS规定“燃油舱的测量管若终止于机器处所，还要安装液位计”，另一个是MARPOL要求生活污水舱柜也要安装液位计。也就是说，这些舱柜不但要有测量管，还需有液位计。当然，液位计可以是就地观察的，也可以是遥测的。

此外，随着船舶大型化、自动化以及船东个性化需求的不断发展，现在很多船舶也选用了遥测液位装置。由于遥测液位装置的类型有很多，原理也不尽相同，且这些资料都可以从设备商处获得，这里不展开讲述。

2.注入系统

注入管的型式主要有独立式和共用式两种，一般液舱数量较少的采用独立式，即一条注入管直接通到需注入的舱室；而液舱数量较多的采用共用式，它用一条共用的注入管，通过集管或阀箱的调配将液体输送至所需的舱室。这种型式通常与该类液舱的排出系统合用，船上设有相应的输送泵，比如货油泵、货淡水泵、燃油调拨泵等，有时还配有流量计、滤器等附件，液体通过共用管向船内输入时即是注入，反之向船外输出时就是排出。

注入口的型式主要有注入头（与测深头类似）、注入阀及注入专用接头等（包括快速接头），注入阀及接头平时用盲板封住，在使用时才打开。饮用水舱或淡水舱的注入口有些船东会要求加锁，以防别人投毒。油舱的注入/排出口有些船也要求加锁，以防别人偷油。这类注入口需特别设计或外购。下图是某加锁注入头：

注入管需引至舱柜的底部（军规要求伸至液舱的底部）或侧面，并应在舱柜的底部或侧面设置复板，复板的厚度可取10mm，复板的面积应略大于注入管面积。有些舱室的注入头与测深头共用，有些舱室的注入管与透气管共用，但要注意若舱柜仅设一根透气管时，则该透气管不应兼作注入管。

注入管的大小如何确定？独立式的注入管根据液舱的容积确定，淡水舱、饮用水舱小于100m3的，按DN40～65选取，大于100m3的可以采用DN100；燃油、滑油舱视舱的大小，一般按DN40～125选取。

共用式注入管的大小可按泵的大小选取，注入管的直径通常不小于泵的出口直径；若是燃油舱的共用式注入管还要注意在管路上设安全阀，以防系统超压，安全阀的起跳压力不大于泵压力的1.1倍，安全阀的泄放管须引至溢流舱。

至于注入管的厚度，因为不是什么腐蚀液体，SCH.40就够了。但穿舱管除外，而且要遵循规范，此时穿过液舱的管子壁厚须不小于下表的数值：

3.透气系统

几乎所有的封闭舱室都需要透气管，包括海底门、管隧及隔离空舱等，这在各大船级社规范里均有详细的规定。

还有两种情况应装两根透气管：一种是具有阴极保护的舱柜，应在其前、后端设置透气管；另一种是延伸至两舷的每一个双层底分舱应自两舷引出透气管。

透气管的型式也有独立式和共用式两种，大部分舱室采用独立式，即一个舱室单独设一根或者两根透气管。共用式透气管主要用于某些燃油舱较多的船舶，这些燃油舱均引一根溢流管（兼作透气管）至一根或两根（分左、右舷布置时）共用的透气/溢流总管内，这根总管排至溢流舱，总管上还设有溢流报警器，而溢流舱再设两根（分左、右舷）大的透气总管引至开敞甲板，通常在每根透气/溢流总管上还会设一根小的辅助透气管。

下面讲讲透气管的布置，主要需注意以下几点：

①透气管口应从舱柜的高处引出（最好在顶部），且要尽量远离注入口、抽吸口，这是为了防止液体在注入或抽出时堵塞透气口。

②透气管一般尽量沿船舷或舱壁布置，走管趋势向上（日本船厂规定水平管的倾斜角度不小于30°），不允许有可能产生积水的地方，否则会发生水封现象而起不到透气管的作用，需要特别注意！包括艉管滑油、艉轴密封滑油系统的透气管，厂家都会特别强调这一点。

③双层底的透气管若要穿过舷边的另一舱室，需注意不能走在假定破损范围内，这主要是考虑到分舱累进进水不会扩展到那些假定进水的舱室以外的其他舱室，ABS对这一假定破损范围的定义为距舷边760mm。

④两台或多台发动机的曲轴箱透气管之间或者泄油管之间不应互相连接，须独立透气。

再说说透气管的终止，也就是说透气头应放在什么地方？主要需考虑以下一些原则：

关于透气管开口端的设计，型式主要有帽形空气管头和鹅颈式空气管两种。油舱、水舱通常用帽形空气管头，这种空气管头应装有令人满意的固定式设施，用以自动关闭透气管开口，并且油舱的要带防火网，水舱的要带防虫蚊网。防火网的净流通面积不能小于透气管的所需面积，单层防火网的网眼至少为30目，若是双层防火网可为20目，且两层之间的间隙不小于13mm和不大于38mm。

鹅颈式空气管适用于海底门和装载非油类不可燃流体的独立箱柜，例如淡水膨胀水箱等，这种透气管可不装透气头，采用管子自弯成鹅颈状即可。

这些透气头装设高度，规范也有要求。从甲板至可能进水的最低点的高度，在干舷甲板上至少应为760mm，在上层建筑甲板上至少应为450mm。若是高速船，上述高度可分别减少至300mm和150mm。独立箱柜的高度虽然规范没有要求，但我们推荐一般不小于260mm。甲板上的透气管可做成可拆式，便于在碰坏后容易更换。

透气管的大小要求主要有：①军规规定：“通常，通气管应保证以最大速率向液舱灌注液体时，通气管内的空气流速不大于7.6m/s，且通气管的直径应不小于50mm。冰区航行的舰船，通气管横截面积应适当增大” 。这样军船的透气管大小就可按下式计算：

D≥（46.58Q）1/2（mm）

式中：D―透气管的内径，mm；

Q―舱柜注入泵的排量，m3/h。

但要注意按上式算出的直径若是小于50mm，也要按不小于50mm选取。②民船要求，若是用泵以压力注入而没有溢流管的舱室，则液舱内的透气管总面积至少应为注入管有效面积的1.25倍。在任何情况下，上述舱柜的透气管内径不应小于50mm。③当舱柜装有溢流管时，则透气管面积至少应为注入管面积的20%。当装有溢流管的几个舱柜共用一根透气管时，则透气管面积至少应为独立舱柜中两根最大注入管面积之和的20%。

至于透气管的厚度，一般取SCH.80，如果透气管延伸至干舷或上层建筑甲板以上，则露天甲板上的管子壁厚须不小于下表的数值：

4.溢流系统

溢流管的设计需遵循以下几条原则：①一般有动力泵注入的燃油舱柜均需设置溢流管，其它舱柜的溢流管可根据需要设置。②溢流管口须设在舱柜的高处，因为它是避免舱柜内液体过满的最后一道防线，所以应比自动停泵及高位报警的设置液面都要高。③燃油舱柜的溢流管须溢至溢流舱，为此需要设置燃油溢流舱，此溢流舱的大小应可以维持10分钟的溢流量。其它舱柜的溢流管须溢至开敞处所或相应的溢流舱柜。④溢流管的布置与透气管相反，趋势向下，也不能产生气囊或液囊。同时还要考虑在船舶倾斜时仍具有自泄能力。⑤溢流管上应装有具有良好照明的观察器或溢流报警器，观察器应设在便于观察的地方并尽可能地靠近停泵位置。⑥溢流管上不允许装设截止阀或旋塞。⑦溢流管的截面积至少应为注入管截面积的1.25倍，且其内径应不小于50mm。⑧溢流管的厚度，一般可取SCH.40。

最后再说说测量、注入、透气及溢流系统的材料问题，军规要求：“注入管、溢流管、通气管和测量管应以钢质材料制成”。CCS也规定：“空气管、溢流管和测量管应以钢或其它认可材料制造”。所以管材我们可用20#无缝钢管，民船若选用其它的非钢管材，比如说热塑管等，须经船级社认可。至于防撞板、复板等，可选用与船壳板相同的材料。

参考文献：

[1]CCS《钢质海船入级规范》（2012）.

[2]中国海事局.船舶与海上设施法定检验规则（2011）.

[3]船舶设计实用手册.中国船舶工业总公司编.国防工业出版社：1999.