管道连接器在船舶可行性分析

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1、北京吉瑞普齿环抗拉脱型管道连接器在船舶、海洋工程上应用的可行性分析北京吉瑞普管道技术有限公司2013.11.1一、不同于传统连接概念随着造船行业科技的发展，管道系统的应用更广，连接要求更严格。尤其是船舶建造进入全 面摸块化建造，上面的管路密集，要求持续密封，特别是防“三漏”：即漏油、漏水、漏气，控 制重量和尺寸，实现减振降噪，便于安装维修等。传统的管道连接方式如螺纹、承插、焊接、沟 槽、法兰连接等方式，虽有各自特点，但也存在不少弊病。螺纹式连接：由于带在管端套丝，施工准备时间长，要求安装精度高，而使用中螺纹连接密 封性较差，容易锈蚀漏泄，应用不广泛，一般用于小管径的生活用水管路上。承插式连接：

2、对管端需预先铸造加工成型，一般适用铸铁管、工作条件要求较低的市政排污 管道.。焊接式连接：对管材的可焊性有要求，焊接过程易产生残余应力焊后形成刚性连接对温差补 偿性低，现场施焊及检测都受到工作空间限制，一般用于密封要求高，温度、压力也高的管路。沟槽式连接：由于要在管端压制沟槽，施工设备笨重、施工准备时间也长，而且只能在厚壁 管上使用，加上实际防火性差，如持续振动也会产生泄漏，所以造船行业极少使用。法兰式连接：需要在管端预制法兰盘，对接装配精度要求高，法兰盘自身及装配要预留板手 工作时所占有的较大空间，不得不加大管路间距及管系所占体积，因属刚性连接，在船舶的持续 振动工作环境中不易保持密封，可能

3、导致“三漏”，尽管这种方式目前应用很普遍，但对存在上 述问题也很伤脑筋。为此许多工程技术人都在探索新的技术。在二十世纪末北京名航技术研究所和武汉海军工程大学开始潜心研究，在2006年成功推出 了一种概念全新的管道接头-吉瑞普管道连接器，它突破了传统连接观念，采用不锈钢和橡胶制 造成元件组合装置来达到密封承压功能，结构十分紧凑。施工时无需对管端做任何处理，只要将 接头套在要连接的俩管端，拧紧侧旁螺栓，就使卡齿紧咬管端表面达到限位固定，而双密封衬套 又贴紧在管道上达到密封牢固连接的锁定状态，吉瑞普管道连接器新创造的设计理念和特有防火 功能，形成了专利技术产品。吉瑞普不锈钢管道连接器已有多种系列产品

4、，能适用于从20毫米 到2.032米管径的管路连接，且都已成为可靠产品，应用在不同行业的各种工程上。二、超越传统的优良特性1. 密封性好。吉瑞普不锈钢管道连接器可耐压16巴、耐温100C，特殊要求可耐压几十巴，适 合船舶上80%以上的管系。密封衬圈所受压力大大低于其弹性极限，预紧力仅为2千克/平方厘 米，远低于法兰垫片，其预紧力达70千克/平方厘米，而且均压孔保证了密封作用与管路压力成 正比，因此可达到长期耐用、持续可靠密封的要求，不易产生“三漏”现象，其寿命在规定的使 用范围内可达2025年。另采用的橡胶衬圈可承受107108剂量的y射线使其可在核动力回路第2页共8页北京吉瑞普管道技术有限公

5、司 上应用；而管内海水等流体在连接处主要通过管路本身和橡胶衬圈，与接头金属外壳难以产生电化腐蚀，都是确保可靠密封的措施。2. 减振、抗冲、降噪。这种接头一改传统的刚性连接为挠性连接，使管系处于抗冲振、消噪声 的状态，接头本身可耐0.02秒内350g的加速度冲击；与法兰方式相比，噪声强度可降低80%； 有利于整个管系包括泵、阀、仪表等安全正常使用，延长寿命。3. 减轻管系重量。与法兰方式相比可减重约75%。4. 节省管路空间。装拆无需法兰式的全周向施工，只从一侧锁拧螺栓，因而可节省管路布置与 施工空间达50%，对空间有限的舰船合理配置管系意义很大。挠性连接允许各个方向角偏转最大达4度，管端间距可

6、达1035mm等，宽松的公差范围避免 了高精度装配要求，有利于造船工业推广总段建造和“浮筏”隔振降噪等先进工艺结构措施。无 论在造船安装偏差或舰船航行引起偏移对管道连接器都无不良影响。5. 兼容适应性好。该接头广泛适用于各种金属管和复合材料管，既可用于同材质，也可用于异 材质管路之间的连接，对其被连接的管子的壁厚及连接端面等均无过高的加工要求。6. 方便快装。现场施工时接头本身无需组装，被连接的管路也无繁琐调整加工要求；安装时只 需一把扭力扳手按规定的扭矩从一侧拧紧12个螺栓，操作特别简便。7. 维修方便。在修复管路时，即使管内有油水状态，因无须焊接也不需加热，而无火灾、爆炸 的危险。应用环状

7、夹钳式维修接头，可从各种破损管路外面，采用包扎方式进行抢修。8. 费效比高。该接头施工费用比法兰节约，单个成本虽比一般法兰价格略高，但其使用寿命长， 费效比高。而在铜竦合金和不锈钢管路上，单个成本已低于或接近中管径铜竦合金法兰和不锈钢 法兰，费效比更高。9. 便于计算机辅助设计。由于不必考虑法兰盘的孔圆周等，用计算机辅助设计更为简捷，可以 方便地推广模块化设计，简化管路流程图等，降低设计施工费用。由于其性能优良，吉瑞普管道连接器已通过中国船级社的认可。三、主要用于以下管系上：海水冷却系统、淡水冷却系统、生活用水系统、空调用水系统、热淡水系统、压载水系统、燃油输送管线、 润滑油管线、通风管线、压

8、缩空气管线、惰性气体管线、真空管线、排水排污管线、 电缆保护管线， 消防管线等等。北京吉瑞普不锈钢管道连接器从2006年问世之今已在中国海军171驱逐舰、军用辅船等改 装上得到运用，同时民用船舶的滚装船、集装箱、散货船、海洋工程工作船在建造时也批量使用 在上述相关管系上。四、技术经济分析北京吉瑞普不锈钢管道连接器之所以能在舰船上广泛使用，这与其经济、实用性有密切的关 系。下面我们就此与现在常用的法兰连接方式在几个主要方面相比作一下简要的探讨：一）体积小、重量轻。与法兰连接相比，北京吉瑞普不锈钢管道连接器重量显著减轻，幅度高 达75% （见表一）；所占空间可减少50% （见表二及附图）。在当前船

9、舶行业不断推广模块化建 造的趋势下，如何有效利用船体的载重量及空间一直是困挠船舶建造业各层人士的一大难题，北 京吉瑞普不锈钢管道连接器的问世给上述问题提供了一种非常实用、有效的解决方案。附图：法兰盘及北京吉瑞普不锈钢管道连接器结构示意图表一北京吉瑞普不锈钢管道连接器与法兰的重量比较单位：kg序号平焊法兰（一对）16kg/cm2吉瑞普GRIP-G型 管道连接器（只）PN 1.6Mpa1DN（mm）法兰重量（kg）连接器重量（kg）管外径AD（mm）2202.260.2526.93252.880.2733.74323.880.4238.05404.680.5144.56505.900.5657.0

10、7657.581.1676.18808.781.3088.9910010.961.45108.01012514.302.80133.01115017.523.27159.01220022.725.88219.1注：法兰重量参照JB/T81-94.表二北京吉瑞普不锈钢管道连接器与法兰的尺寸比较序号平焊法兰 16kg/cm2吉瑞普GRIP-G型 管道连接器PN 1.6MpaDN（mm）D（mm）GRIP-G型管道连接器AD（mm）DV（mm）KV（mm）120105436526.9225115497033.7332135579038.0440145629644.55501607510557.066

11、518010513076.178019512014088.98100215140160108.09125245165190133.010150280190215159.011200335260290219.112250405305335273.0注：1.法兰盘尺寸参照JB/T81-94；2.法兰未考虑螺栓的扳手空间。二）安装时间显著减少。从下表可以看出（表三），采用北京吉瑞普不锈钢管道连接器连接大大地降低了安装时间，而且由于不需烧焊和繁琐地调整加工要求，劳动强度和工作环境也得到了明 显改善，因此既缩短了工期又提高了工人的劳动积极性。表三吉瑞普GRIP-G型管道连接器与平焊法兰连接时间对照序号D

12、N（mm）管与法兰焊接耗时（min/ 片）每对法兰连接（min）接头安装时间（min/只）焊接安装总共12523.547.07.554.5244027.555.010.065.02.555028.056.010.066.0366529.058.010.068.0478037.074.021.095.04810044.589.021.0110.05912555.0110.021.0131.061015067.5135.026.0161.071120077.0154.026.0180.0912250109.5219.038.5257.51013300139258.039.0297.012注：上述时

13、间为手工电弧焊耗时；未考虑日后的维护时间。三）兼容适应性强。北京吉瑞普管道连接器型式多样，适合各种不同的需要，一般说来可参照 以下方案来选型：以碳钢、不锈钢和铜竦合金等为材质的海水、淡水、生活用水、燃油和润滑油 等输送管线，口径在DN200以下、压力在16巴以内，选用GL型接头；对于大口径、以碳钢（镀锌）和玻璃钢等为材质的压载管线，主要选用F型挠性接头，对于管线中要求补偿和振动 较大的部位可选用挠性接头；另外可根据船上常用规格尺寸选用部分维修用接头作应急抢修使 用。根据以上方案选型，既可满足管系技术要求，又能降低成本、节省开支。四）费效比高。北京吉瑞普管道连接器单个成本虽比一般钢法兰综合价持平

14、，但其施工费用节 约，无须焊接不仅节省设备、缩短工期，同时避免了烧焊对管材材质的破坏给今后带来的隐患， 免维护、使用寿命长，综合考虑比较经济，用在铜竦合金管、不锈钢管、玻璃钢管、大口径焊接 钢管路上，费效比更高。（见表四）表四吉瑞普GRIP-G型管道连接器与不同材质法兰的价格对照单位：元/套序号平焊法兰（16kg/cm2）铜竦松套钢法兰吉瑞普管道连接器DN（mm）18-8不锈钢碳钢铜竦合金GRIP-G 型AD ( mm )12098.832.0129.026.9225139.142.0154.033.7332195.058.0275.038.0440228.873.0343.044.55503

15、25.094.0486.057.0665403.0117.0659.076.1780442.0133.0848.088.98100548.0172.01029.0108.09125754.0230.01102.0133.010150780.0305.01555.0159.0112001742.0365.01944.0219.1针对我国造船厂建造滚装船，（装配5000只北京吉瑞普接头为例），将装北京吉瑞普接头和 法兰从各主要指标上作一比较：（见表五）表五、2000米车道滚装船使用北京吉瑞普管道连接器和法兰的对比指标:序号指标2000米车道滚装船（选择1.6Mpa以下压力管道，口径碳钢法兰连接（含

16、螺栓、垫片）吉瑞普GRIP-G型 管道连接器1估算数量5000对法兰5000只接头2空间北京吉瑞普管道连接器比法兰节省50%以上空间3优点使用管道连接器能提高有效空间，便于设备、管道排列。4重量约40吨约10吨5优点使用管道连接器能减轻船体重量，为船东提高有效载重6安装要求安装要求高、耗工时安装简便、省工时7预计工时12500个工时420个工时8优点使用管道连接器可缩短建造周期、减少人工，材料投入，为船厂节约成本。9建造投入约395万约400万10结果交船慢（影响船厂收益）可提前交船11后续维护经常维护免维护12检修状态检修时法兰、配件不可重复使用进入检修接头可以重复使用13抗冲振性抗振动性差

17、、可能会泄漏挠性密封连接、抗冲、抗振性好14优点使用管道连接器提高船舶可靠性，减少船东在运行过程中额外检修费用。现以船舶使用时间为20-25年计，船上管线每隔3至5年要更换一次，更换后现有的管 道连接件可再利用的价值极低，以每5年更换一次计，也就是说管线需要投资4-5次，而使用 北京吉瑞普管道连接器，因为其按照船舶全寿命设计，加之可以重复使用，因此投资一次即可。 这样从表五可以清楚看出，使用北京吉瑞普管道连接器节省了大量的费用，其经济性一目了然。 同时，在船舶管系更换时，由于不用气割及其自身的可重复使用性，既安全又节省了工时，使船 舶能较快地进入运行状态。五、结论从以上的分析我们可以看出，选用北京吉瑞普不锈钢管道连接器虽然一次性投资也许会增 加一些，但其优良的密封性能是其它方式所无法比拟地；同时抗冲振、消噪声、长寿命使用、免 维护、抢修方便等不仅有利于船舶安全运行，而且还省去了日后繁琐的维护工作和承受管线突然 损坏带来的危险，因此北京吉瑞普不锈钢管道连接器在船舶上是大有作为的，它的大批量使用也 是可行的。其全新的管道连接思想及卓越的品质得到了越来越多的用户欢迎和接受，同时北京吉 瑞普管不锈钢接头具有自主知识产权，不会受国外侵食，相信随着造船业的进一步复兴发展，我 们相信北京吉瑞普技术会得到更广泛和充分地应用。北京吉瑞普管道技术有限公司2013.11.1