生活楼管线选材及配管详细设计注意事项

寇建惠

(中海油能源发展油田建设工程设计研发中心 天津300452)

生活楼管线选材及配管详细设计注意事项

寇建惠

(中海油能源发展油田建设工程设计研发中心 天津300452)

生活楼均采用低压系统，工艺流程比较简单，但配管的选材与设计仍不可忽视。介绍了生活楼的工艺流程，不同系统的管线选材要求，以及设计阶段管线设计的注意事项，指出生活楼内管线应以节能减排为标准，并提出了工艺衔接、人员沟通等问题。

管线 选材 配管 注意事项

1 生活楼工艺流程简介

生活楼的工艺流程比较简单，主要包括：淡水系统(冷、热水系统)、海水系统、消防水系统、污水系统(黑水、灰水系统)、仪表气系统、开排系统。

1.1 冷热水系统

一般作为厨房、电茶炉和洗漱用水，也供空调机使用，但不作为主要的饮用水，平台饮用水主要是桶装淡水。淡水系统的水源一般由大平台提供一路冷水，注入生活楼淡水罐，经生活楼热水罐加热可变为热水，分配给各用户使用。

1.2 海水系统

主要用于空调机冷却和冲洗厕所，由大平台供给。

1.3 消防系统

供给消防箱、飞机甲板消防炮使用，消防管线可通过泡沫罐加注泡沫。

1.4 污水系统

分为黑水(大便下水)、灰水(小便、洗漱污水)，直接通往大平台污水处理系统，经污水处理罐排海。

1.5 仪表气系统

由大平台供给，主要供防火风闸、气动阀门等仪表用户使用。

1.6 开排系统

用于甲板面、冷库、空调机等的排水。

2 管线选材

生活楼内管线选材可以与大平台保持一致，也可以根据业主需求优化选择。因管线皆布在舾装板内，空间小，维修非常不方便，故传统设计比较偏爱选择价格较高的金属管。近两年，为了响应总公司推行的“节能减排”及油建公司推行的“节约每一分成本”的号召，有些项目选择了塑料管代替传统选材，以达到节约成本的目的。与金属管相比，塑料管的优缺点如下：

优点：①相对于金属管材，密度小、材质轻、运输安装方便、灵活、简捷、维修容易、价格低；②化学稳定性好，不受环境因素和管道内介质组分的影响，耐腐蚀性好；③导热系数小，热传导率低，绝热保温、节能效果好；④水力性能好，管道内壁光滑，阻力系数小，不易积垢，管内流通面积不随时间发生变化，管道阻塞机率小；⑤可自然弯曲或具有冷弯性能，部分可采用盘管供货方式，减少管接头数量。

缺点：①力学性能差、抗冲击性不佳、刚性差、平直性差，因而管卡及吊架设置密度高；②阻燃性差，大多数塑料制品可燃，且燃烧时热分解，会释放出气体和烟雾；③热膨胀系数大，伸缩补偿要求高。

现分系统将金属管与塑料管材质性能罗列如下：

2.1 冷热水系统选材

2.1.1 可选用的金属管

TP316不锈钢：最高使用温度为300～400,℃；抗拉强度为485,MPa；屈服强度为170,MPa；伸长率≥35%；国内替换材料为 GB/T 14976-200200 Cr17Ni14Mo2。

2.1.2 用于替换的塑料管

PE聚乙烯：使用的温度范围为-40～+60,℃，其许用应力与设计温度成反比，需要通过查表得出，厂家生产的管径在DN15～DN900之间，管件间连接采用电熔焊，可以代替不锈钢用于生活楼内冷水系统。

PB聚丁烯：-10～+110,℃，是一种惰性高分子聚合物，无味、无臭、无毒，可耐 110,℃以下的高温，低温柔韧弯曲性能优良，抗脆裂性能和抗冲击性能好，在－20,℃时管子不会冻裂。高品质的耐久性，在70,℃水温10,bar压力下可连续使用50年，非常适合船上居室的冷、热水管道系统。可以代替不锈钢用于生活楼内热水系统。使用时要特别注意在PB管与热水器之间应至少加装500,mm的金属管材。管件间连接采用电熔焊。

2.2 海水系统选材

2.2.1 可选用的金属管

管径≤3″的时候选择铜镍管；管径＞3″的时候选择碳钢涂塑管。

关于铜镍管要注意以下问题：

①目前海洋工程中所用的铜镍管、管件均为国外进口，价格比较昂贵，采办周期比较长，采办料单里的数量要力求准确，余量系数不要按照常规的10%选取。该部分材料多在设计进行到一定阶段后再出采办料单。

②关于材料供应的技术状态，一定要确保处于“0”ANEALED退火状态。

③目前市场上销售的 CU/NI管，公称直径系列有欧标、美标之分，对于欧标管，采用小外径，无法套丝(车螺纹)；美标选用大外径，可以套丝。所以对于有螺纹连接的阀门的 CU/NI管线，不要选用欧标的小外径管。

④CU/NI管的存储、堆放，要注意防止渗碳。

⑤CU/NI管、管件的焊接，虽然目前国内有相应的焊接材料(焊丝)，但普遍效果不好，目前一般选用德国公司的进口产品。

⑥目前CU/NI管、管件普遍选用90CU/10NI，即铜含量90%，镍含量10%。

碳钢涂塑管，就是在碳钢管内部涂了一层塑料，用于抵抗海水中 Cl＋离子对其的腐蚀。特别要注意的是管线及管件在预制与检验后才能涂塑，反之则会破坏涂塑层。

2.2.2 用于替换的塑料管

PE聚乙烯。

2.3 消防系统选材

管径≤3″的时候选择铜镍管；管径＞3″的时候选择碳钢涂塑管。

2.4 污水系统选材

管径≤3″的时候选择铜镍管；管径＞3″的时候选择钢骨架复合管。

钢骨架聚乙烯塑料复合管是一种新型防腐蚀、耐压塑料-钢丝网复合管道产品。其承压力较低，大管径一般为 16,kg，小管一般为 4～5,MPa，管内输送的介质温度在－20～30,℃；耐腐蚀性能较好，可抵御海水、强硝酸50年；最小管径是2″。

2.5 仪表气系统选材

碳钢镀锌，即在碳钢管内部涂了一层锌，阻止空气里的水合物对碳钢的腐蚀。应特别注意管线及管件在预制与检验后才能镀锌，反之则会破坏涂塑层。

2.6 开排系统选材

小尺寸的选用16,Mn无缝钢管：16,Mn的含锰量要比 20#高一倍；现在的称法为 Q345.16，所代表的为这种钢材中的碳含量在 0.16左右。将 Mn单独提出来，是因为五大元素(碳 C、硅 Si、锰 Mn、磷 P、硫S)中，锰的含量高，大约在 1.20～1.60左右。标准为JB 4726-2000；使用温度为－20～425,℃；抗拉强度为450～600,MPa；屈服强度≥275,MPa；伸长率≥20%。

大尺寸的选用20#无缝钢管：牌号为20钢；标准为GB/T 8163-1999。强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高，一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好，一般用于制造受力不大而韧性要求高的状况。使用温度为－20～425,℃；抗拉强度为 410～550,MPa；屈服强度≥245,MPa；伸长率≥20%。热处理规范及金相组织为正火，910,℃，空冷。金相组织为铁素体＋珠光体。

选材时特别需要注意的是：①因为北方冬季较冷，海上环境较为恶劣，塑料管容易产生脆性，故不建议将塑料管用于生活楼室外部分；②PB管材很软，膨胀系数较大，其管线支架间的距离一定要参考厂家提供的资料；③PVC本身耐温0～60,℃，很多厂家建议用其替代金属管线用于黑灰水系统，但个人建议尽量少使用该管线，因为该管线对施工温度要求很高，一般温度低于 5,℃的时候就会变脆，这时要求工人搬运的时候非常小心，如果有磕碰，管线自身就有可能产生裂纹，接口粘合处也容易开裂漏水。

UPVC管线为粘接，生活楼整体吊装产生的巨大形变会使接口处产生泄漏点，故不建议将 UPVC用于污水系统上。

3 管线设计注意事项

3.1 项目初期需要考虑的问题

项目初期就应该与大平台方协商接口问题，并形成正式文件，否则后期会造成管线大量修改。

核对管廊、独立卫生间检修空间与洗漱间配管空间：总体的 0版提交时间往往是在项目前期，而配管的0版基本上在项目的结尾，等到配管开始建模时才发现由于结构梁的影响导致管廊、检修间空间不足，或者大便器下水口连接不上，这时再找总体协商，总体就只能升1版了，自身原因造成的升1版意味着设计失误。故在项目开始就应该把结构图与总体图纸仔细对照，如有问题，提前告知总体专业人员。

厨房家具摆放一定要取得配餐公司相关人员的同意，总体专业项目前期往往是根据以往项目的习惯设计房间的设备位置，这就意味着配管专业要及时与总体专业沟通，以免后期设备调整，造成管线大面积修改。

出于环保原因，有的业主喜欢厨房单独引一路下水管线进撇油罐，而工艺专业往往会等到后期与业主交涉时，才会提及这个问题并最后确认，这就有可能造成配管专业大量的管线修改，不仅重复劳动，而且浪费时间。故项目初期，配管专业负责人应提醒项目经理与工艺负责人，及早与业主和平台设计方沟通此问题。

3.2 管线设计的注意事项

淡水管线一般为螺纹连接，设计时尽量避免产生局部低点，与用户连接时注意考虑要便于维修及拆卸，一般在每个出水口都设计一角阀，以便维修时不影响其他用户的使用(视业主需要情况而定)。

黑、灰水系统直接去大平台污水处理系统，经污水处理罐排海。要保证 1∶100的斜度，配管时尽量不要出现 U型弯，设计时注意由于坡度造成高度变化时不要出现相撞的情况。

支架要焊接在结构的工字钢、角钢等型钢上，不能直接焊接在甲板上。根据支架，将管线调整到顶平齐或底平齐。

材料表只是作为采办参考使用，具体数量并不作为采办的具体数据，因此管件的材料、阀门规格等一定要标注清楚。

切忌房顶有管线穿过；总的原则是管线不能走在电仪桥架的上方，如果局部无法调整，一定要知会相关专业，在相关部位做好防水措施。

根据平面布置图进行建模，建模时注意将结构、电仪托架、风道等一起建好，在建模后注意调整，防止碰撞，注意其他专业的图纸升版和协调工作。

3.3 人员沟通

出图问题：仪表气管线图到底是机械专业出图还是工艺专业出图，每个项目都不一样。

厂家方面：标前澄清时，大多数厂家的沟通都是很顺畅的。这个时期应把相关问题提出，标后再把送审资料仔细研究，及时提出相关问题并落实在纸面。根据经验，很多问题只凭口头沟通会很难落实。

业主、总包与加设方：沟通的时候要端正态度，有耐心，定下来的事情一定要走正式文件，避免今后出现问题。

［1］《海洋石油工程设计指南》编委会. 海洋石油工程设计指南第七册[M]. 北京：石油工业出版社，2007.

［2］董大勤. 化工设备机械基础[M]. 北京：化学工业出版社，2003.

［3］上海五金机械总公司. 实用五金手册[M]. 5版. 上海：科学技术出版社，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