如何用CAD對馬鞍口進行精確下料

周偉光

摘 要：對于馬鞍口的制作，一直以來，施工現場基本上采用將支管放置在主管上，采用定位、畫線、切割、打磨，達到要求后焊接成型的方式制作。該方法的缺點：（1）效率低，多次重復定位、畫線、切割、打磨作業；（2）手工展開放樣時精度不高，且較為繁瑣；（3）支管馬鞍口開口邊緣不規則；（4）施工人員勞動強度大。文章介紹了通過AutoCAD實現馬鞍口展開放樣尺寸設計的一個方式，該方法充分利用了當今先進的計算機輔助設計（CAD）的優勢。

關鍵詞：CAD；馬鞍口；精確下料

石油化工建設中，有一種特殊的配件接口——馬鞍口，其形狀猶如馬鞍，故此得名。歡二聯安全隱患改造項目中管道的碰頭點也隨之增多，尤其是站內新建管道與已建管道的連接，往往這些新舊管道的連接均采取馬鞍口連接，有時因生產需要，建設單位給的施工時間比較短，這要求我們的施工要迅速，而施工迅速的關鍵是要能確保馬鞍口下料的一次成型。對于馬鞍口的制作，一直以來，施工現場基本上采用將支管放置在主管上，采用定位、畫線、切割、打磨，達到要求后焊接成型的方式制作。該方法的缺點：（1）效率低，多次重復定位、畫線、切割、打磨作業；（2）手工展開放樣時精度不高，且較為繁瑣；（3）支管馬鞍口開口邊緣不規則；（4）施工人員勞動強度大。本文介紹了通過AutoCAD實現馬鞍口展開放樣尺寸設計的一個方式，該方法充分利用了當今先進的計算機輔助設計（CAD）的優勢。

1 前期準備

制作馬鞍口的前期準備工作——首先要了解主管和支管的管徑與其壁厚，這是因為通常情況下，站內新舊管道連接時主管的開孔大小是根據支管下好料后來確定的，支管與主管的焊接方式不是承插焊，而是騎馬焊，這也造成了理想圖與實際圖有一定的差別；其次確定支管與主管的連接角度，一般情況均為90°，即主管與支管垂直；第三，取一寬500mm的硬紙作為模板，厚度可以隨意，就地取材便可，實際制模時我們可取其長度為管道外周長的1.1倍，這里只闡述一個理論數據，模板的長度暫取管道外周長的1.0倍，為方便制作模板，所有繪制的圖中主管和支管長度均取500mm長。文章以一簡單例子（主管φ273×7，支管φ273×7）來進行闡述，其他情況可以舉一反三。

2 模板制作

2.1 建立模型實體

我們利用C AD軟件來建模，模型的建立有利于我們有直觀的感官認識，同時也為下一步的放樣提供采集數據的樣板。

建立模型前，首先要確定支管與主管接觸面的中心點與主管的中心線的距離，支管與主管的接觸處是支管的內側面與主管的外側面。確定這個距離可以借助于CAD軟件，建立主管和支管的面模型，主管面直徑為273mm，支管為273-14=259mm。

由以上結論，我們能用CAD直接測出支管與主管接觸面的中心點與主管的中心線的距離為43.15mm，由此數據，繪制出實體圖，如圖1：

2.2 分解模型實體

由實體圖，可以抽出面，為采集數據做準備，如圖2、圖3：

2.3 抽取數據

因為支管與主管接觸面是支管的內側面和主管的外側面，根據施工的實際情況，抽取數據時需按內側面，但是抽取前須將內側面的A面向外偏移7mm，也就是偏移一個壁厚的長度。

步驟一：將內側面轉換成線，將A面向外偏移7mm，再分成若干等分，分的越多，制作模板時越精確，一般施工過程中取16等分即可；

步驟二：使用CAD軟件測出每等分的弧長和對應的1～16標號的長度，具體數據見表1。

2.4 繪制放板

取一寬500mm的硬紙作為模板，厚度可以隨意，就地取材便可，模板的長度暫取管道外周長的1.0倍，根據模板坐標系圖在硬紙上畫出圓滑線，按此圓滑線將硬紙切割成下料的模板，至此模板制作完成。

3 馬鞍口下料成型

將制作好的放樣模板直接定位在支管上，對支管進行畫線、切割、打磨，這一切工作準備就緒后，以支管為基礎，將支管定位在主管上，對主管進行畫線、切割、打磨，這樣馬鞍口成型，最后進行焊接。

4 結語

所有采集的數據均是通過CAD軟件直接測出，省去了復雜而繁瑣的計算，保證了馬鞍口下料的一次成型。即使支管與主管不是垂直關系，任何角度，都可以利用此方法進行馬鞍口的下料工作。

不足的是，主管和支管只要有管徑上的變化或壁厚上的變化，均需重新建立模型實體、分解模型實體、抽取數據并繪制放樣模板圖。endprint