三维配管软件在工程设计项目中的应用

４０　高桥石化　２００２年２月　三维配管软件在工程设计项目中的应用　设计院乐敏　摘要　以２０ｋｔ／ａ艰加荆复合调配装置工程设计为倒．介绍一个垒新的ＰＤＳＯＦＴ三维配臂设计软件应用上的一些经验。项目的前　朝准备要做好＾员配备、数据准备、图形库准备、图纸表格准备等工作；建立三维模型过程要重视片区袖网图、铜架和构筑物、设备和基　础、管嘴、配管等工作　ＰＤＳＯＦＴ能生成可靠的ＩＳＯ图纸、平剖圈　丑精确的材料表、工艺臂线规格表　美麓词三维配管添加剂软件　设计院２０ｋｔ／ａ润滑油添加剂复合调配装置　项目施工图设计中，首次运用了三维设计。采用　由北京华源中科辅龙计算机技术有限责任公司和　插钢架和构筑物）；设备建模（插设备和基础、插设　备管嘴）；三维配管，建立子模型；合并模型．做碰　撞检查；插管架，检查并修改模型；出平剖图．并标　注；出单线图．并标注；出材料表；出管口方位图，　并标注；对所出施工图进行检查并修改；出其余各　种图表。　扬子石油化工设计院共同开发的拥有自主知识产　权的国内首套ＰＤＳＯＦＴ三维配管软件进行三维　设计，使设计水平上了一个台阶。该软件是基于　ＡＵＴＯＣＡＤ平台的辅助设计软件，１９９８年１０月　开发完成ＰＤＳＯＦＴ三维配管软件的Ｗｉｎｄｏｗｓ版。　通过建立三维配管模型，由计算机自动生成各种　工程图纸。目前全国已有近三十家设计研究院正　２项目的前期准备　２．１人员配备　在应用该软件，在许多设计项目中，取得较为满意　的效果。　添加刺项目分装置本体、罐区（原料罐区、产　品罐区）、外管三个区域．均采用ＰＤＳＯＦＴ三维配　管软件，各区域共有６个设计人员同时进行设计．　１项目概况及设计步骤　２０ｋｔ／ａ添加剂项目是由高桥分公司与润英　联控股有限公司共同投资新建的上海海润添加剂　有限公司的主项目。装置按照不同的配方，将原　并要求原料罐区、产品罐区的配管模型合并。计　算机站配备专门人员对软件的应用作全程跟踪服　务，对应用中出现的问题及时同软件开发商沟通．　并修改和更新软件。　２、２数据准备　料放人调台釜调台，生成各种质量等级不同的汽　油机油或柴油机油的添加剂复台剂。设计院以添　加剂项目为契机．组织人员进行针对性培训，开始　了三维配管软件的应用推广工作。　运用ＰＤＳＯＦＴ三维配管软件建立三维配管　模型后，由计算机自动生成各种工程图纸、表格。　此次项目生成的３３０多张ＩＳＯ图、１２张平剖图正　添加剂项目管道对应于不同工况，共分为７个　压力等级。按介质分别有风力输送、循环水、蒸汽、　氮气及各种不同的工艺物料．主要的设计标准为　ＡＮＳＩ配管器材标准、９７化工部美洲体系及国家标　准．设计中所涉及的管子管件有弯头、三通、异径　管、管箍、接管台、螺纹短节头、管塞、管帽、活接头、　快速接头、流量计、限流孔板、法兰、垫片和闸阀、截　止阀、球阀、止回阀、安全阀、Ｔ型过滤器、琉水器、　确可靠．而且修改的工作量很小；生成的２８张材　料表和３５张工艺管线规格表精确、快捷，生成所　需时问短，减少了人工统计、人工输人所带来的麻　烦和错误　从项目的进度上讲，该项目施工图设　调节阀、气动阀等。初步统计，所有等级中的数据　量为１１００多条记录，项目中所用的管线号为３００　计所用时间前后仅一个月，比原计划进度提前两　周完成。　收稿日期ｔ２００１一　一ｌ６　作者简介：乐敏，１９６５年１月生．男．高级工程师　１９８６年　从建模至出图的基本步骤为　定义新元件和　新设备；建立项目数据库；土建建模（建立轴网图、　毕业于华东化工学院石油炼击Ｉ专业．同年进高化公司，１９８８年１０　月进设计院　现在设计一室工作　外委评审　陈为群　维普资讯 http://www.cqvip.com

第ｌ７卷第ｌ期　乐　敏．三维配管软件在工程设计项目中的应用　４１　多条。表１为项目各等级中的数据量。　裹１项目应用的数据■　时，不要随使修改管子管件参数，如修改等级库中　管子的壁厚，会引起弯头、大小头、三通等管件的　壁厚修改或重新生成；修改等级库中阀门的型号。　会引起Ｐ参数的修改，使所有阀门需重新生成。　等级库应尽可能建全，如ＤＮ３２、ＤＮ６５、ＤＮ１２５的　弯头、三通、大小头均要生成，管嘴ＤＮ１５～　ＤＮ６００均要生成，这样可以减少库的重复替换．　减少失误率。等级库应列为院标，可根据项目逐　建立，逐步完善，最终达到唯一性和正确性。　图形库中包括所需的设备、基础、构件和管件　的图形，软件中已包括了７大类１４０种不同的设　备图形，８大类２５种不同的构件图形，以及常用　的各种管件图形。在添加剂项目中，共有设备３５　台、泵２５台，设备图形均可在原有的设备图形库　中找到，可直接插入。　在项目的设计过程中，应尽量避免新增管件。　如果非要增加不可，对新的管件宜采用软件中已　由于配管设计中所有的设计数据均来源于项　目的等级数据库，数据库中数据是否正确直接影　响到后续配管模型的建立和最终的施工图设计，　因此数据库的建立工作量很大，需要仔细和耐心。　在建立配管模型前必须把数据库初步生成完　毕。在该项目设计中的数据准备过程如下：管线　号参数库直接输入即可。各等级库的数据由软件　提供的“等级库生成器”从输入的标准数据库中生　成，根据项目和院设计规定对单个数据的格式、名　一２．３图形库准备　称和数据进行修改和调整，打印后由相应工艺设　计人员进行校对和审核，成为最终设计所使用的　有的其他图形相近的管件进行替代，并在数据库　中对这类管件的数据进行调整。如添加剂项目中　标准数据。在建立模型过程中要求追加的管件数　据，可以边设计边增加，但如果对已有数据进行修　改，必须对应用过该数据的管线删除后重新进行　单头螺纹短节及双头螺纹短节是用管箍的图形来　替代。为了保证设计图纸的正确性，必须对项目　中的所有管件和设备的图形进行检查。一般的管　件图形符台国家标准，对特殊管件的图形由项目　负责人提出，建立完成后由项目负责人确认。如　添加剂项目中气动球阀（属仪表开料）短时间内无　配管设计，所以在正式进行三维配管前，要求建立　的数据库尽量完善，避免在设计中对模型进行不　必要的修改。　添加剂项目数据库包括等级库（管子管件等　级库、螺栓螺母等级库）、管线号参数库、项目保温　库、等级分支表库。如果条件成熟，该项目７个等　级库需１０天时间，而３００根管线号的输入需３天　法在库中建立，经项目负责人确认用气动阀的图　形来替代，然后在工艺的料表上将其删除；有些则　通过改动软件，来达到目的。有新增设备尽可能　寻找相类似的图形插入。　２．４图纸表格准备　时间，建库共需１５天时间。一般情况下．一个等　级库（管子管件等级库及螺栓螺母等级库）从建立　测试要２天的时间，要根据项目的大小，给建库以　充分的时问　对遗漏和追加的数据可在设计过程　中进行添加和修改，直至项目结束方能说数据库　真正完成。　项目的建库工作，在初步设计结束还未审批　添加剂项目中平面图的图框完全用我院的图　框，没有变化。ＩＳＯ图的图框是用软件本身提供　的图框，名称换成“上海高桥石油化工设计院”。　软件提供的材料表的形式与我院的相似，利用软　件提供的材料表，结合我院的材料表进行了修改，　作为现在添加剂项目中使用的材料表。　软件中没有提供工艺管线规格表．利用建表　格的规则，根据院标建立了工艺管线规格表。　前．可根据项目负责人提供的书面数据，先着手建　库工作，为施工图作准备，这些数据包括工艺、仪　表专业等。在审批后如需修改，稍作调整就能完　成建库工作。项目数据库的建立．要建立三级棱　审制度，建议校对人员为项目负责人，审核人员为　项目审核人，以确保数据库的正确性。　３建立三维模型　３．１建立片区轴网图　在建项目管线号参数库时，应要预留管号，以　便在项目进行中可满足临时添加。在建等级库　片区轴网图的作用是为土建建模和设备建模　维普资讯 http://www.cqvip.com

４２　高挢石化　２００２年２月　提供参照系，所以轴网图本身的定位一定要准确。　添加剂项目片区轴网图是以总图为基础，删除多余　的部分而成的，原点的坐标取总图中相应的坐标　值，土建和设备的定位有统一的标准。对外管带区　子模型完成的同时开始插支吊架。该软件目　前尚不能统计支吊架，仅能标注出该处有一个支　架号。但是插支吊架的另一个目的是进一步检查　子模型．主要是用来检查模型中需要做支吊架处　管线的管底标高是否正确，并排的几根管线管底　标高是否一致等。对外管部分，管架上特殊的支　吊架可以插＾，一般的Ｔ１型管托只需在平面图　上注明就可。　域，需要建立的轴网很多，故没有建立轴网。　需要注意的是，片区轴网图和模型图是两个　不同的文件。在模型图中，采用外部引用的方式　来调用片区轴网图。在建立一个完整正确的片区　轴网图基础上，还应提供多个不同区域的局部片　区轴网图，这样对每个配管人员可减小模型文件　的字节，加快软件的处理速度。　３．２建立钢架和构筑物　子模型检查修改完成后，相接的管子要设置　断点，为合并模型做准备。添加剂罐区４个子模　型要从中选出一个做为主子模型，保留所有的设　备、管嘴、钢结构和片区图．以及所配的管线；另外　３个子模型则把所有的设备、管嘴、钢结构和轴网　全部删除，只保留所配的管线，然后设置断点。断　点设置在断管处。　模型合并成功后．总模型须进行碰撞检查。　项目中一般将钢结构框架如钢粱柱、楼梯、楼　板等建在片区轴网图中，而将与工艺专业有关的　设备平台扶梯等建在模型图中。也可视具体情况　而定，钢结构框架、设备平台扶梯等全部建在片区　轴网图或模型图中　添加剂项目的片区图是以总　图为基础，钢架和构筑物建在片区轴网图中。　３．３插入设备和基础　发生碰撞的可能性有三种，第一种是真实碰撞，又　称为硬碰撞，这种碰撞是由于错误的配管导致的，　一定要修改。第二种是软碰撞，由于在项目库中　考虑到将来要在设备上插管嘴，而管嘴是配　设定了碰撞允许的最小间距．相邻两个元件的间　距如果小于设定值但实际并未发生碰撞，则称为　管的起始点，所以设备和基础的定位要准确。设　备全部插完后就可以出设备布置图，可以作为给　软碰撞。软碰撞是否要修改得视具体情况而定。　第三种是伪碰撞，描述碰撞的体元只有三种，正六　面体、圆柱体和圆环．所以碰撞检查实体可能会比　真实实体要大一些，就可能发生伪碰撞。伪碰撞　一土建专业条件图使用。　３．４插管嘴　插管嘴有两种方案：一是把所有的管嘴全部　插好后再开始配管．二是边插管嘴边配管。添加　剂项目中罐区部分一只罐、一台泵为一套，如有数　般不需要修改。　在模型合并及合并后生成平剖图、材料表、工　艺管线规格表时，建议将计算机内存从６４Ｍ增至　１２８Ｍ，以保证设备自如运行。计算机内存增扩的　效果见表２。　表２计算机内存增扩的效果　项目　楼型大小，　６４Ｍ内存ｌｍｌｎ　１２８Ｍ内存／ｒｏｉｎ　套，就可以采用第一种方案；对于主装置单独的调　合釜就可以采用第二种方案　采用哪一种方式可　视具体设计情况而定，两者差别不大。　添加剂项目原罐顶采用斜顶．顶部的管嘴插　＾需人工计算出其坐标然后再插。罐顶改用椭圆　封头，管嘴就能精确定位；软件新增管嘴编辑命　令．侧向及侧向带角度管嘴的插＾就运用自如了。　在插＾管嘴时，其长度的确定要枧具体情况　决定。如果设备是以内径尺寸插＾的，那么管嘴　的实际输＾长度是设备装配图上的管口长度加上　设备的壁厚。　３．５三维配管　同时，根据添加剂项目的运行情况，建议为三　维配管设立一台专用项目服务器。项目做到一定　节点时．可将设计人员的模型汇总到专用项目服　务器。在相同的环境下，对所有模型进行全方位　插完管嘴，开始进行配管设计。可以根据流　程图中的管线要求逐条配管．对已经完成的管线　可以进行移动和拷贝．用软件提供的管线编辑功　能对管绂和管件进行修改编辑，如果要更改管线　上已有的管件，则必须删除原管件后，重新插＾。　的测试．内容包括生成ＩＳＯ图、平剖图、材料表、　工艺管线规格表和模型的碰撞检查、渲染、消隐．　模型合并等，获取各模型在各个阶段的情况，以强　化管理，保证项目的成功。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第ｌ７卷第１期　乐敏．三维配管软件在工程设计项目中的应用　４３　总模型的碰撞检查结束后，就可利用软件生　成各种工程图纸、表格。　３．６工程图表　在机器上进一步修改和标注，直至满意为止。　ＩＳＯ图是由软件自动生成的．人工编辑量很　小。编辑工作仅是作调整图面、添加图签参数和　该软件目前能够自动生成设备布置图、管道　布置图、ＩＳＯ图、材料表、工艺管线规格表和管口　序接图号等。一根管线生成一张ＩＳＯ图．但如果　管线比较长、复杂．此时需要设置新点．将管线分　成几张ＩｓＯ图。　在三维建模中有一个设置断点的功能，它是　为了合并模型用的，断点必须插在管线的端点处．　且必须给出断点标识；而在ＩＳＯＧＥＮ模块中插断　点的功能是为了将一根管线分成几张Ｉｓ０图．断　点必须插在节点处，无需输人标识符。两个功能　不能混淆。材料表、工艺管线规格表由软件自动　生成．不需要任何编辑。　管口方位图需要进行标注，管口号采用智能　方位图等工程图表。设备布置图在插完设备后就　可以生成．采用智能拾取的方式标注。　出图的顺序一般没有统一规定．建议先出平　剖图。因为平剖图反映出管线的总体布局和各管　线之问的相对位置正确与否。平剖图包括管道平　面布置图和管道立面布置图，采用智能拾取的方　式进行标注。在标注平面图时，一般使用软件所　提供的功能。有些特殊的符号以及软件中不能标　注的地方可以改用ＡＵＴＯＣＡＤ的编辑的命令进　行标注．但是可由软件生成的各种图元最好不要　用ＡＵＴＯＣＡＤ的命令编辑。　添加剂项目罐区模型合并后，生成一幅大的　平面图．共费时１ｂ左右，再根据区域划分成４幅　平面图。如果模型过大．生成一幅平面图的时间　过长，可以考虑使用“模型切割”功能缩短出图时　间。将要生成平面图的某区域切割出来，形成另　一拾取方式标注．其余部分要用ＡＣＡＤ功能标注。　还有一些工程图表该软件目前尚不能自动生　成，例如图纸目录、安全阀表、设备一览表、支吊架　表等，这些图表只能用ＣＡＤ或其它方法绘制。　４结束语　ＰＤＳＯＥＴ三维配管软件在添加荆项目中的　应用是成功的，能减少设计人员工作量，减少配管　个新的模型．这个由总模型中切割出来的小模　型与它的母体没有任何关系．是一个新的模型。但　用相对较小的模型生成所需平面图则可以大大提　高生成速度。该方法的使用要视电脑速度的快慢　和总模型图的大小来决定。　设计中的错误，提高图纸的图面质量，图面逼真、　立体感强。通过实践也发现了软件中可以进一步　改进的地方，积累了对项目在应用该软件时如何　组织协调的经验。三维配管设计辅助软件必将在　以后的应用中进一步发挥其先进性和优越性。　的用量．可降低系统的酸性腐蚀，对进一步稳定生　产很有意义。　平面图的标注可以用更新版本的方式进行。　即标注完一遍后打印出来进行检查和补充．然后　（上接第２１页）证明．用１：１摩尔比配制的辛醇与Ｂ　催化剂的混合物．取代Ｂ催化荆．在聚合反应中可降　低产品的凝胶含量。在相同Ａ１／Ｂ比条件下，两种催　化体系的聚合物凝胶含量对比如表３。　裹３加辛醇与不加辛醇凝胶含量的比较　加ＲＯＨ　稀Ｂ　０．３８　０．６２　０．３　０．４６　０．２４　０．５　Ｏ．２６　Ｏ．４５　５结论　％　Ｏ．３１　０　５　ａ．催化剂的配比及用量是控制凝胶的主要　手段，在适当的配比之下，尽量降低催化剂的用量　是降低顺丁橡胶凝胶含量的关键。　由表３可见催化体系中加人辛醇后，凝胶含　量可以有效地控制在０．３％左右。化工厂１９９９　年的实验验证了添加辛醇可降低产品凝胶含量的　结论。据此在顺丁橡胶装置上增加了添加辛醇的　装置．工业性的试验证明该工艺在生产上是可行　的。建议继续进行该项工业性试验，这不仅能进　一ｂ．降低聚合反应温度是降低顺丁橡胶凝胶　含量的必要条件。　ｃ．提高原材料质量．作好防止丁二烯端聚的　工作，稳定装置生产，是降低顺丁橡胶凝胶古量的　保证。　ｄ．改进催化体系。添加辛醇，可进一步降低　顺丁橡胶的凝胶含量。　步降低产品的凝胶含量．而且减少了Ｂ催化剂