全夾套式夾套管在PDS系統中的建模設計要點

李楊(華陸工程科技有限責任公司 陜西省西安市710065)

全夾套式夾套管主要應用于對保持管內物料溫度要求較高的情況，其內管完全包裹于夾套外管內部，管線上的閥門采用全夾套式閥門，管線上的導淋及放空均采用全夾套式閥門。

PDS三維工廠設計系統主要用于工廠管道走向設計、碰撞檢查、材料統計以及繪制管道空視圖(軸測施工圖)等，對于全夾套式夾套管的設計建模并未進行開發獨立的模塊。本文就應用PDS系統進行全夾套式夾套管設計、建模、材料統計、管道空視圖抽取進行了討論和總結。

一、模型及區域的劃分

對于PDS系統，同一物理坐標處不允許出現兩條管線的segment中心線，但夾套管內管、外管屬于中心線重合的情況，如果在同一模型中的同一物理坐標處對內管外管同時建模，將被系統視為錯誤和碰撞，將影響管道空視圖的生成。未避免上述錯誤，采取下列方法：

1.在Project Environment Manager命令下的Create De?sign Area命令中分別建立夾套外管區域和夾套內管區域：

2.在Project Environment Manager命令下的Create Model命令中，分別在夾套內管、外管區域內建立管道模型：

(1)在0001區域下建立夾套內管模型

(2)在0001J區域下建立相應的夾套外管模型

采用上述方法進行夾套內管和外管的分區，并按照對應關系將管道建立進正確的模型空間分區，即可正常抽取空視圖和管道材料清單。

二、夾套內管模型與外管模型設計建模要點

夾套管在設計和建模時，除滿足工藝配管要求之外，還需考慮全夾套外管的安裝空間和操作使用要求。一般來說在完成二維平面管道走向研究之后，建模過程中仍存在許多影響夾套管設計的因素，下文將就各種夾套管使用到的內管外管管件在建模中需要注意的情況進行分類討論。

1.全夾套式閥門建模

以蒸汽為夾套加熱介質為例，全夾套式閥門的內管及外管建模如上圖所示。其中：

(1)內管模型中搭建夾套內管、夾套式法蘭、夾套式閥門。

(2)外管模型中搭建夾套外管，至內管的夾套式法蘭外側停止(應根據選用的夾套式法蘭形式確定外管停止位置)；搭建伴熱介質聯通管及兩套夾套閥門拆卸用法蘭。應根據夾套式閥門伴熱介質進出口的位置，適當增加聯通管上彎頭的個數，以滿足安裝材料數量需求。

上述建模方式可滿足夾套內管與夾套外管分別生成獨立的管道空視圖，避免出現模型斷點。

單片法蘭的建模方式可參考本條。

2.常規管件的建模

(1)同心異徑管建模

如上圖所示，外管異徑管大端應位于圖示的內管異徑管大端的右側，避免出現碰撞。

(2)偏心異徑管建模

夾套管設計中很少出現偏心異徑管的情況，該情況主要出現在泵的入口處的配管，由于內管偏心異徑管與外管偏心異徑管的偏心距離不同，導致夾套管內外管安裝偏心異徑管之后，內外管中心線出現偏離，影響施工安裝與保溫效果，如下圖所示：

為避免這種情況，應將外管偏心異徑管單獨進行旋轉，至兩邊中心線重合或幾乎重合處，之后與兩邊支管段相連，并在外管偏心異徑管屬性(Attributes)中的remarks下進行標注，以便施工人員進行坡口施工。

(3)彎頭與支管的建模

應根據內管選用的彎頭半徑選取同樣曲率半徑的外管彎頭。例：內管彎頭采用1.5倍D彎頭時，外管彎頭需采用1倍D短半徑彎頭進行建模。建模時應注意內外管中心線物理重合。

當內管支管采用支管連接件而非三通或開孔焊接時，應注意外管三通是否與支管連接件出現碰撞，如發生碰撞，則需采取擴大外管支管尺寸三通加同心異徑管形式進行建模。如下圖：

3.夾套管專用管件建模

區別于普通管道，夾套管在設計安裝時需要加裝專用管件：定距板(導向板)、擋板、防沖板等。

(1)定距板(導向板)用來支撐內管和外管，采用均布焊接在內管管壁上。根據其施工位置和施工順序，定距板應在夾套內管模型內進行建模，可采取邏輯管架方式進行建模，也可采取在管道模型中建模的方式。下面將詳細論述在管道模型中建模的方法及優點：

在夾套管內管模型中，需要設立定距板的位置處，建立DN15的支管連接件Rweld，之后連接特殊件(位號處填寫定距板)，屬性欄中remarks處填寫其外形尺寸信息，對于特殊件及其描述出現在管道空視圖材料列表中的系統，也可在特殊件位號處填寫專門的編號，之后將其詳細信息通過特殊件描述后臺文件自動寫入管道空視圖中。其優點在于定距板安裝位置和相關信息將出現在夾套管內管管道空視圖中，方便施工人員讀圖施工。減少了后期管道空視圖手工處理的工作量，提高了工作效率。如下圖：DJB表示定距板。

(2)擋板主要用于復雜的管路和不同的壓力降等原因造成的加熱不均勻的情況。根據其施工位置和施工順序，端板應在夾套管外管模型內進行建模，采用對焊式特殊件，按其厚度輸入厚度尺寸，之后在屬性欄中remarks處填寫其外形尺寸信息。如下圖：DB表示擋板。

(3)防沖板主要應用于伴熱介質采用0.7MPa以上蒸汽時，防止蒸汽對夾套內管管壁的沖刷造成內管損壞的情況。根據其施工位置和施工順序，防沖板應在夾套內管模型內進行建模。

在需要設置防沖板處建立DN15的支管連接件Rweld，之后連接特殊件(位號處填寫防沖板)，屬性欄中填寫外形尺寸信息。防沖板做法與定距板類似，不再附圖。

4.普通元件上需要特殊注明的信息

(1)在夾套管外管模型中，剖切三通、剖切短管、剖切異徑管信息均需標注在屬性欄的remarks中進行標注，該信息將出現在管道空視圖中指導施工人員施工。

(2)剖切短管也是夾套管設計中常用的施工元件，建模時也需將該信息反應在模型中。在Place界面下點擊Place Pipe后，將Variable Length Pipe命令條點擊變為Fixed Length Pipe，之后輸入長度或選取端點放置管道，之后在該段短管屬性Remarks中注明該段短管為剖切管。如下圖：PQG表示剖切管。

結束語

本文詳細論述了如何在PDS三維工廠設計系統下實現全夾套管建模的方法，解決了PDS三維工廠設計系統設計夾套管的問題，按本文方法進行全夾套式夾套管的設計建模，生成的施工圖可以清楚表示設計人的意圖，指導施工人員順利按圖施工。其優勢還在于無需進行大量的后臺設置以及無需對PDS進行系統開發，對于開發能力較弱的設計單位有一定現實意義。

[1]顧英,張彥天,鄭明峰.夾套管設計規定.中國石化集團蘭州設計院標準SLDI333C06-2001.

[2]艾頂立.夾套管配管設計和施工的要點[J].安裝，1999，(03).

[3]琚保國.夾套管安裝淺釋[J].安裝，1994，(5).