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      關(guān)于PDMS建模在管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技巧

      2021-04-11 20:06:48
      當(dāng)代化工研究 2021年6期
      關(guān)鍵詞:校核儀表建模

      (中機(jī)工程(西安)啟源咨詢設(shè)計(jì)有限公司 陜西 710018)

      1.概述

      PDMS(Plant Design Management System)是由英國AVEVA公司開發(fā)的三維工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng),它有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),更為直觀智能為工程設(shè)計(jì)提供更方便的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)工具。在管道設(shè)計(jì)的應(yīng)用中,將以前二維設(shè)計(jì),手工統(tǒng)計(jì)材料,畫施工圖紙,全部實(shí)現(xiàn)到計(jì)算機(jī)集成化、自動(dòng)化處理。它以管道專業(yè)為主要建模專業(yè),將工藝、材料、應(yīng)力、土建、結(jié)構(gòu)、電氣、建筑、儀表、暖通等專業(yè)聯(lián)系起來實(shí)現(xiàn)在3D模型中,使得專業(yè)間的聯(lián)系更緊密。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段建模過程中,各專業(yè)能及時(shí)有效的溝通設(shè)計(jì)中碰到的各種問題。在出施工圖的最后階段,能更快的出管道綜合材料、管道一覽表、管道支架一覽表、管道單線圖、管道平面布置圖等主要設(shè)計(jì)成品文件。大大的節(jié)省人力,提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確率。值得我們在工作中探討和學(xué)習(xí)PDMS設(shè)計(jì)軟件的建模技巧和模型搭建完成后校審技巧。

      2.管道設(shè)計(jì)建模的過程

      在石化、醫(yī)藥等項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)中,管道專業(yè)是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)從圖紙到工廠,從模型到設(shè)備管道,串聯(lián)整個(gè)項(xiàng)目所有專業(yè)的紐帶和主要專業(yè)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,管道工程師在拿到設(shè)計(jì)文件,與各專業(yè)討論好設(shè)備布置圖以后,就開始準(zhǔn)備建模工作。搭建軸網(wǎng)、廠房模型、設(shè)備模型、結(jié)構(gòu)模型、管道模型、電氣儀表橋架、暖通風(fēng)機(jī)等,模型搭建過程中,完成各專業(yè)條件的提出,提取大宗材料供采購,提取應(yīng)力管道單管圖供應(yīng)力計(jì)算,最后所有專業(yè)完成模型校審工作,出管道專業(yè)設(shè)計(jì)成品供現(xiàn)場施工。根據(jù)隨時(shí)可能出現(xiàn)的業(yè)主修改意見、會(huì)議紀(jì)要、來往信函等變更要求,其他相關(guān)專業(yè)的修改變更要求,以及施工中遇到的任何問題,都需要隨時(shí)查驗(yàn)修改模型,核對問題及時(shí)糾正變更。要保證項(xiàng)目進(jìn)度不受影響的同時(shí),盡可能減少設(shè)計(jì)變更產(chǎn)生的費(fèi)用,保證質(zhì)量的同時(shí)降低工程成本,優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。

      (1)軸網(wǎng)和建筑建模。根據(jù)設(shè)備布置圖和廠區(qū)項(xiàng)目總圖建立軸網(wǎng),命名并定位,確定項(xiàng)目參考點(diǎn)。根據(jù)建筑專業(yè)提供的建筑圖紙,搭建廠房墻體,門窗,地面。準(zhǔn)確定位門窗位置和標(biāo)高。屋面的標(biāo)高,坡度。

      (2)設(shè)備建模。根據(jù)設(shè)備專業(yè)提供的設(shè)備圖紙,開始搭建設(shè)備模型,并按照設(shè)備布置圖定位設(shè)備。對于非標(biāo)設(shè)備可準(zhǔn)確搭建設(shè)備管口,其他部位大概示意空間大小,可不詳細(xì)搭建每個(gè)零部件,但與管線連接管口需要準(zhǔn)確定位。對于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備需準(zhǔn)確根據(jù)設(shè)備圖紙?jiān)敿?xì)搭建,提出設(shè)備管口方位圖,預(yù)焊接圖,設(shè)備梯子平臺圖等條件。

      (3)結(jié)構(gòu)建模。根據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)提供的結(jié)構(gòu)條件,需搭建每個(gè)梁柱的模型,搭建梯子平臺模型。若與管道設(shè)備有碰撞沖突,要及時(shí)與結(jié)構(gòu)專業(yè)溝通調(diào)整。結(jié)構(gòu)專業(yè)在收到管道專業(yè)提的管道荷載條件后,計(jì)算出梁柱大小,管道專業(yè)根據(jù)實(shí)際大小規(guī)格,修改梁柱模型??梢栽谕瓿晒艿来┢脚_和建筑后在模型中建好開孔,然后直接用平面切圖,切平臺開孔條件并提出平臺開孔條件給結(jié)構(gòu)專業(yè),切建筑墻面開孔給建筑專業(yè)。

      (4)平臺樓梯建模。根據(jù)設(shè)備平面(立面)布置圖及結(jié)構(gòu)專業(yè)的平臺梯子圖,及建筑專業(yè)提供的建筑圖紙,需在結(jié)構(gòu)模式下搭建,樓層梯子平臺,設(shè)備的梯子平臺。在完成結(jié)構(gòu)和平臺樓梯模型搭建后切出設(shè)備布置立面圖,特別對于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,數(shù)量較多,結(jié)構(gòu)層數(shù)多的裝置,直接用三維模型切出的立面圖,省時(shí)省力,也更為準(zhǔn)確。如果更新設(shè)備或結(jié)構(gòu),重新更新模型再切一版新的立面方便修改。塔平臺梯子模型搭建需要結(jié)合塔的管口方位、塔內(nèi)件圖紙(板式塔需考慮塔板位置),吊桿位置,塔焊縫位置,保溫圈位置等。大的儲罐平臺和旋轉(zhuǎn)樓梯的布置,還需考慮液位計(jì)等儀表的安裝位置。

      (5)電氣儀表橋架敷設(shè)。根據(jù)電氣儀表提供的橋架平面布置條件,敷設(shè)橋架和電氣儀表配電柜等柜體,并檢查與結(jié)構(gòu)和管道等模型是否有碰撞,柜體的位置是否合理,是否占用通道,如果有碰撞等不合理的地方及時(shí)與電氣和儀表專業(yè)溝通糾正。

      (6)暖通建模。暖通專業(yè)的風(fēng)機(jī)、風(fēng)管和暖氣片等因?yàn)橛信c廠房內(nèi)的設(shè)備管道會(huì)發(fā)生碰撞的可能,所以在三維建模中,盡量搭建完整的暖通模型,并讓暖通專業(yè)人員確認(rèn)檢查,有碰撞發(fā)生與建模的人及時(shí)溝通修改。避免后期現(xiàn)場碰撞,造成返工誤工。

      (7)管道模型。根據(jù)工藝專業(yè)提供的工藝流程圖,等材料專業(yè)建庫(材料等級數(shù)據(jù)庫)完成后,管道專業(yè)可進(jìn)行配管設(shè)計(jì),完成所有管道、儀表的模型搭建。并進(jìn)行30%,60%模型審查,提交材料表給采購專業(yè)。最后完成90%模型審查,根據(jù)儀表專業(yè)提供的條件完成調(diào)節(jié)閥等儀表的模型修改。待模型條件都核對完畢,校審?fù)戤叄错?xiàng)目要求進(jìn)度出設(shè)計(jì)成品文件。

      (8)其他輔助模型。①地面管道支架管墩一般用設(shè)備塊搭建,管溝地溝等可以用設(shè)備負(fù)實(shí)體塊搭建,建模完成后可以查看與地下管道、管溝等地面其他碰撞。并直接切出管墩條件標(biāo)注出地墩的位置、大小、荷載提給土建專業(yè)。②可以在完成管道穿平臺和建筑后,在模型中建好開孔和墻面預(yù)焊件貼板,然后直接用平面切圖,切平臺開孔條件并提出平臺開孔條件給結(jié)構(gòu)專業(yè),切建筑墻面開孔和貼板給建筑專業(yè)。

      3.管道建模校核工作要點(diǎn)

      (1)關(guān)于材料校核。管道材料是一個(gè)比較重要的條件,關(guān)系到采購成本,是否滿足工藝要求,采購周期長短還會(huì)影響到施工進(jìn)度。如果材料表能夠正確及時(shí),會(huì)提高項(xiàng)目進(jìn)度,節(jié)約成本。60%模型審查后,管道專業(yè)需提供一個(gè)綜合材料表給采購專業(yè)。在校核材料時(shí),除了跟工藝的流程表核對外,模型中我們通常要進(jìn)行材料等級校核。抽取一個(gè)等級一致性檢查報(bào)告看是否有等級錯(cuò)誤,主管和支線等級不符,等級分界錯(cuò)誤等常見的錯(cuò)誤。特別的較大閥門管件,是否有出入。設(shè)備管口配對法蘭螺栓墊片,是廠家自帶還是設(shè)計(jì)采購,都需核對仔細(xì)資料。還有保溫管線的保溫設(shè)置,是否有出入。如果漏掉這個(gè)程序,那么材料就有可能出現(xiàn)漏統(tǒng)計(jì)或者過渡采購的情況,造成難以挽回的損失。倘若施工未發(fā)現(xiàn),還有可能造成安全事故。

      (2)關(guān)于連接信息檢核。模型中管道頭尾信息,設(shè)備管口的連接信息,儀表位號等??沙鲆粋€(gè)Quick Report,關(guān)于所有管線中TEE(三通),OLET(管接頭),設(shè)備中NOZZ(管口)的連接信息。在一個(gè)TXT文件中就能一起核對。還能檢查出多余的未刪掉的隱藏的三通或者管接頭管件(因?yàn)樵诮_^程中多次修改很難發(fā)現(xiàn)大管中未刪除的管件)。不用抽出單線圖后,每個(gè)單線圖去查看管線的頭尾連接信息。節(jié)約了大量的校核時(shí)間,提高了工作效率。

      (3)關(guān)于儀表校核。儀表的到貨周期一般比較長,從項(xiàng)目開始初期到施工圖完成,特別是一些特殊的調(diào)節(jié)閥等。不但會(huì)影響跟前管子的法蘭墊片螺栓還有大小頭,還有可能因?yàn)殚L短尺寸改變管子走向。所以在模型搭建初期,對于調(diào)節(jié)閥的搭建建議預(yù)留足夠的前后直管段,在替換正式儀表?xiàng)l件的尺寸時(shí),注意前后法蘭等材料,之前可不設(shè)置法蘭或關(guān)閉MTOC材料。還要一些有特殊安裝要求的流量計(jì)等,前后留足夠的直管段。在模型完成后,抽取一個(gè)INST的Quick Report,報(bào)告,與儀表二次條件核對,檢查儀表的命名,數(shù)量,規(guī)格,所屬管道信息,安裝要求。

      (4)關(guān)于系統(tǒng)圖校核。在完成管道模型后,用Filter命令篩選出UID(公用工程系統(tǒng)圖)和PID中單獨(dú)一個(gè)介質(zhì)的系統(tǒng)管道模型,可以整體查看管線走向,以及高點(diǎn)低點(diǎn),是否需要增加高點(diǎn)放空和低點(diǎn)排凝。對于UID可以核對每個(gè)介質(zhì)的每條支線的順序,對于安裝也是有很大的幫助。

      (5)關(guān)于碰撞檢查。在PDMS模型中有碰撞檢查功能,分為軟碰撞和硬碰撞。有管道與管道,管道與保溫,管道與建筑,管道與設(shè)備等。建模完成后的碰撞檢查對于建模來說,是不可省略的一步。在設(shè)置了接觸間隙值、重疊值和誤差值之后,忽略掉一些設(shè)置內(nèi)的接觸碰撞。我們可以及時(shí)糾正人為的一些碰撞。避免到施工工程才發(fā)現(xiàn),造成返工。除了在模型中碰撞檢查,還可以借助Navisworks等軟件,檢查修改碰撞。

      (6)關(guān)于軸測圖的校核。管線軸測圖是管道設(shè)計(jì)的主要成品文件之一,軸測圖用于管道施工的預(yù)制和安裝。在沒有出現(xiàn)三維設(shè)計(jì)軟件之前,甚至目前仍有一些小型設(shè)計(jì)院的小型項(xiàng)目,采用CAD二維手繪管道軸測圖,其工作量大,繁瑣而且容易出錯(cuò)。PDMS軟件可以直接在Isodraft模塊下自動(dòng)抽圖。在mess文件中,查找Fail和will not be detailed,從而篩選出,找出有錯(cuò)誤和未出圖的管線號,再回到模型修,直到所有的管線PIPE成功出圖為止。特別是在抽材料之前,做這個(gè)mess文件篩選能防止Fail的管線材料漏出,有效的減輕校核的工作量。

      4.結(jié)論

      綜觀全文,在石化工程設(shè)計(jì)中,壓力管道設(shè)計(jì)是詳細(xì)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)專業(yè),起承上啟下的作用。隨著設(shè)計(jì)工作的深入和不斷的修改和補(bǔ)充,它的工作不但關(guān)系到自身的設(shè)計(jì)安全、質(zhì)量、項(xiàng)目進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益,也會(huì)對其他專業(yè)乃至整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要的影響。沒有現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持,很多項(xiàng)目很難保質(zhì)保量的按時(shí)完工,所以壓力管道設(shè)計(jì)人員要不斷的了解、學(xué)習(xí)和掌握PDMS等三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用技巧,并熟練與管道設(shè)計(jì)相結(jié)合,使其能更好的在配管設(shè)計(jì)中發(fā)揮其作用,有效的減少設(shè)計(jì)工作的難度和繁瑣度,并與其他專業(yè)緊密的聯(lián)系起來,同時(shí)也幫助結(jié)構(gòu)、建筑、暖通、電儀等專業(yè)用三維檢查碰撞、空間位置和結(jié)構(gòu)型號等。我國的石化、醫(yī)藥、環(huán)保等工程技術(shù)還在發(fā)展中,因此要積極學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù),為我國的工程設(shè)計(jì)行業(yè)助力。

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