生活樓管線選材及配管詳細設計注意事項

寇建惠

(中海油能源發展油田建設工程設計研發中心 天津300452)

生活樓管線選材及配管詳細設計注意事項

寇建惠

(中海油能源發展油田建設工程設計研發中心 天津300452)

生活樓均采用低壓系統，工藝流程比較簡單，但配管的選材與設計仍不可忽視。介紹了生活樓的工藝流程，不同系統的管線選材要求，以及設計階段管線設計的注意事項，指出生活樓內管線應以節能減排為標準，并提出了工藝銜接、人員溝通等問題。

管線 選材 配管 注意事項

1 生活樓工藝流程簡介

生活樓的工藝流程比較簡單，主要包括：淡水系統(冷、熱水系統)、海水系統、消防水系統、污水系統(黑水、灰水系統)、儀表氣系統、開排系統。

1.1 冷熱水系統

一般作為廚房、電茶爐和洗漱用水，也供空調機使用，但不作為主要的飲用水，平臺飲用水主要是桶裝淡水。淡水系統的水源一般由大平臺提供一路冷水，注入生活樓淡水罐，經生活樓熱水罐加熱可變為熱水，分配給各用戶使用。

1.2 海水系統

主要用于空調機冷卻和沖洗廁所，由大平臺供給。

1.3 消防系統

供給消防箱、飛機甲板消防炮使用，消防管線可通過泡沫罐加注泡沫。

1.4 污水系統

分為黑水(大便下水)、灰水(小便、洗漱污水)，直接通往大平臺污水處理系統，經污水處理罐排海。

1.5 儀表氣系統

由大平臺供給，主要供防火風閘、氣動閥門等儀表用戶使用。

1.6 開排系統

用于甲板面、冷庫、空調機等的排水。

2 管線選材

生活樓內管線選材可以與大平臺保持一致，也可以根據業主需求優化選擇。因管線皆布在舾裝板內，空間小，維修非常不方便，故傳統設計比較偏愛選擇價格較高的金屬管。近兩年，為了響應總公司推行的“節能減排”及油建公司推行的“節約每一分成本”的號召，有些項目選擇了塑料管代替傳統選材，以達到節約成本的目的。與金屬管相比，塑料管的優缺點如下：

優點：①相對于金屬管材，密度小、材質輕、運輸安裝方便、靈活、簡捷、維修容易、價格低；②化學穩定性好，不受環境因素和管道內介質組分的影響，耐腐蝕性好；③導熱系數小，熱傳導率低，絕熱保溫、節能效果好；④水力性能好，管道內壁光滑，阻力系數小，不易積垢，管內流通面積不隨時間發生變化，管道阻塞機率小；⑤可自然彎曲或具有冷彎性能，部分可采用盤管供貨方式，減少管接頭數量。

缺點：①力學性能差、抗沖擊性不佳、剛性差、平直性差，因而管卡及吊架設置密度高；②阻燃性差，大多數塑料制品可燃，且燃燒時熱分解，會釋放出氣體和煙霧；③熱膨脹系數大，伸縮補償要求高。

現分系統將金屬管與塑料管材質性能羅列如下：

2.1 冷熱水系統選材

2.1.1 可選用的金屬管

TP316不銹鋼：最高使用溫度為300～400,℃；抗拉強度為485,MPa；屈服強度為170,MPa；伸長率≥35%；國內替換材料為 GB/T 14976-200200 Cr17Ni14Mo2。

2.1.2 用于替換的塑料管

PE聚乙烯：使用的溫度范圍為-40～+60,℃，其許用應力與設計溫度成反比，需要通過查表得出，廠家生產的管徑在DN15～DN900之間，管件間連接采用電熔焊，可以代替不銹鋼用于生活樓內冷水系統。

PB聚丁烯：-10～+110,℃，是一種惰性高分子聚合物，無味、無臭、無毒，可耐 110,℃以下的高溫，低溫柔韌彎曲性能優良，抗脆裂性能和抗沖擊性能好，在－20,℃時管子不會凍裂。高品質的耐久性，在70,℃水溫10,bar壓力下可連續使用50年，非常適合船上居室的冷、熱水管道系統。可以代替不銹鋼用于生活樓內熱水系統。使用時要特別注意在PB管與熱水器之間應至少加裝500,mm的金屬管材。管件間連接采用電熔焊。

2.2 海水系統選材

2.2.1 可選用的金屬管

管徑≤3″的時候選擇銅鎳管；管徑＞3″的時候選擇碳鋼涂塑管。

關于銅鎳管要注意以下問題：

①目前海洋工程中所用的銅鎳管、管件均為國外進口，價格比較昂貴，采辦周期比較長，采辦料單里的數量要力求準確，余量系數不要按照常規的10%選取。該部分材料多在設計進行到一定階段后再出采辦料單。

②關于材料供應的技術狀態，一定要確保處于“0”ANEALED退火狀態。

③目前市場上銷售的 CU/NI管，公稱直徑系列有歐標、美標之分，對于歐標管，采用小外徑，無法套絲(車螺紋)；美標選用大外徑，可以套絲。所以對于有螺紋連接的閥門的 CU/NI管線，不要選用歐標的小外徑管。

④CU/NI管的存儲、堆放，要注意防止滲碳。

⑤CU/NI管、管件的焊接，雖然目前國內有相應的焊接材料(焊絲)，但普遍效果不好，目前一般選用德國公司的進口產品。

⑥目前CU/NI管、管件普遍選用90CU/10NI，即銅含量90%，鎳含量10%。

碳鋼涂塑管，就是在碳鋼管內部涂了一層塑料，用于抵抗海水中 Cl＋離子對其的腐蝕。特別要注意的是管線及管件在預制與檢驗后才能涂塑，反之則會破壞涂塑層。

2.2.2 用于替換的塑料管

PE聚乙烯。

2.3 消防系統選材

管徑≤3″的時候選擇銅鎳管；管徑＞3″的時候選擇碳鋼涂塑管。

2.4 污水系統選材

管徑≤3″的時候選擇銅鎳管；管徑＞3″的時候選擇鋼骨架復合管。

鋼骨架聚乙烯塑料復合管是一種新型防腐蝕、耐壓塑料-鋼絲網復合管道產品。其承壓力較低，大管徑一般為 16,kg，小管一般為 4～5,MPa，管內輸送的介質溫度在－20～30,℃；耐腐蝕性能較好，可抵御海水、強硝酸50年；最小管徑是2″。

2.5 儀表氣系統選材

碳鋼鍍鋅，即在碳鋼管內部涂了一層鋅，阻止空氣里的水合物對碳鋼的腐蝕。應特別注意管線及管件在預制與檢驗后才能鍍鋅，反之則會破壞涂塑層。

2.6 開排系統選材

小尺寸的選用16,Mn無縫鋼管：16,Mn的含錳量要比 20#高一倍；現在的稱法為 Q345.16，所代表的為這種鋼材中的碳含量在 0.16左右。將 Mn單獨提出來，是因為五大元素(碳 C、硅 Si、錳 Mn、磷 P、硫S)中，錳的含量高，大約在 1.20～1.60左右。標準為JB 4726-2000；使用溫度為－20～425,℃；抗拉強度為450～600,MPa；屈服強度≥275,MPa；伸長率≥20%。

大尺寸的選用20#無縫鋼管：牌號為20鋼；標準為GB/T 8163-1999。強度比15號鋼稍高，很少淬火，無回火脆性。冷變形塑性高，一般供彎曲、壓延、彎邊和錘拱等加工，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，氣焊時厚度小，外形要求嚴格或形狀復雜的制件上易發生裂紋。切削加工性冷拔或正火狀態較退火狀態好，一般用于制造受力不大而韌性要求高的狀況。使用溫度為－20～425,℃；抗拉強度為 410～550,MPa；屈服強度≥245,MPa；伸長率≥20%。熱處理規范及金相組織為正火，910,℃，空冷。金相組織為鐵素體＋珠光體。

選材時特別需要注意的是：①因為北方冬季較冷，海上環境較為惡劣，塑料管容易產生脆性，故不建議將塑料管用于生活樓室外部分；②PB管材很軟，膨脹系數較大，其管線支架間的距離一定要參考廠家提供的資料；③PVC本身耐溫0～60,℃，很多廠家建議用其替代金屬管線用于黑灰水系統，但個人建議盡量少使用該管線，因為該管線對施工溫度要求很高，一般溫度低于 5,℃的時候就會變脆，這時要求工人搬運的時候非常小心，如果有磕碰，管線自身就有可能產生裂紋，接口粘合處也容易開裂漏水。

UPVC管線為粘接，生活樓整體吊裝產生的巨大形變會使接口處產生泄漏點，故不建議將 UPVC用于污水系統上。

3 管線設計注意事項

3.1 項目初期需要考慮的問題

項目初期就應該與大平臺方協商接口問題，并形成正式文件，否則后期會造成管線大量修改。

核對管廊、獨立衛生間檢修空間與洗漱間配管空間：總體的 0版提交時間往往是在項目前期，而配管的0版基本上在項目的結尾，等到配管開始建模時才發現由于結構梁的影響導致管廊、檢修間空間不足，或者大便器下水口連接不上，這時再找總體協商，總體就只能升1版了，自身原因造成的升1版意味著設計失誤。故在項目開始就應該把結構圖與總體圖紙仔細對照，如有問題，提前告知總體專業人員。

廚房家具擺放一定要取得配餐公司相關人員的同意，總體專業項目前期往往是根據以往項目的習慣設計房間的設備位置，這就意味著配管專業要及時與總體專業溝通，以免后期設備調整，造成管線大面積修改。

出于環保原因，有的業主喜歡廚房單獨引一路下水管線進撇油罐，而工藝專業往往會等到后期與業主交涉時，才會提及這個問題并最后確認，這就有可能造成配管專業大量的管線修改，不僅重復勞動，而且浪費時間。故項目初期，配管專業負責人應提醒項目經理與工藝負責人，及早與業主和平臺設計方溝通此問題。

3.2 管線設計的注意事項

淡水管線一般為螺紋連接，設計時盡量避免產生局部低點，與用戶連接時注意考慮要便于維修及拆卸，一般在每個出水口都設計一角閥，以便維修時不影響其他用戶的使用(視業主需要情況而定)。

黑、灰水系統直接去大平臺污水處理系統，經污水處理罐排海。要保證 1∶100的斜度，配管時盡量不要出現 U型彎，設計時注意由于坡度造成高度變化時不要出現相撞的情況。

支架要焊接在結構的工字鋼、角鋼等型鋼上，不能直接焊接在甲板上。根據支架，將管線調整到頂平齊或底平齊。

材料表只是作為采辦參考使用，具體數量并不作為采辦的具體數據，因此管件的材料、閥門規格等一定要標注清楚。

切忌房頂有管線穿過；總的原則是管線不能走在電儀橋架的上方，如果局部無法調整，一定要知會相關專業，在相關部位做好防水措施。

根據平面布置圖進行建模，建模時注意將結構、電儀托架、風道等一起建好，在建模后注意調整，防止碰撞，注意其他專業的圖紙升版和協調工作。

3.3 人員溝通

出圖問題：儀表氣管線圖到底是機械專業出圖還是工藝專業出圖，每個項目都不一樣。

廠家方面：標前澄清時，大多數廠家的溝通都是很順暢的。這個時期應把相關問題提出，標后再把送審資料仔細研究，及時提出相關問題并落實在紙面。根據經驗，很多問題只憑口頭溝通會很難落實。

業主、總包與加設方：溝通的時候要端正態度，有耐心，定下來的事情一定要走正式文件，避免今后出現問題。

［1］《海洋石油工程設計指南》編委會. 海洋石油工程設計指南第七冊[M]. 北京：石油工業出版社，2007.

［2］董大勤. 化工設備機械基礎[M]. 北京：化學工業出版社，2003.

［3］上海五金機械總公司. 實用五金手冊[M]. 5版. 上海：科學技術出版社，1995.

Noteworthy Issues on Material Selection and Tubing for the Design of Living Building Pipelines

KOU Jianhui
(CNOOC Energy Technology & Services-Oilfield Construction Engineering CO., Tianjin 300452，China)

In the living building，low voltage systems are applied and technical processes are relative simpler. Still，the material selection and design for the pipelines should not be ignored. In the paper，the technical processes，requirements on tube material selection for different systems and noteworthy issues for the detailed design were described. The standard of energy-saving and emission reduction and problems in process connection and communications among different parties were proposed.

pipeline；material selection；tubing；noteworthy issues

TU990.3

A

1006-8945(2014)08-0041-03

2014-07-06