TEKLA軟件在LNG項目模塊栓接結構編號中的應用

劉春磊，王 浩，孫耀濤，吳 軍，吳 捷

中國石油集團海洋工程有限公司，山東青島 266555

俄羅斯亞馬爾LNG 項目FWP5 包共有39 個棧橋管廊模塊，其結構形式是栓接，即構件之間是通過螺栓進行連接的，構件自身是由零件通過焊接而形成的[1]。該工程包結構專業以構件作為產品進行散件交貨。

零件編號和構件編號是所有構件預制和交貨過程的施工管理基礎，也是材料追蹤的依據，因此，它是加工設計圖紙中非常重要的信息組成部分[2]。通常，不同的施工企業都有各自的編號方式，即使在同一企業，針對不同類型的工程項目，編號方式也不盡相同。對于FWP5 包的39 個棧橋管廊模塊，構件數量達16 000 多個，零件數量達112 000 多個，在鋼材切割下料、零件組對焊接和構件成品檢驗等過程中各工序相互交叉作業的情況下，為有序管理零件和構件，并盡量減少標記作業工作量，必須對零件和構件賦予簡單有效的編號。同時，結構專業的加工設計是以Tekla Structures 軟件（簡稱TEKLA）為基礎開展的，因此需要探究如何利用該軟件進行自動編號，從而減少手動編號的工作量和錯誤率。

1 栓接結構特點分析

在常規海洋平臺上部組塊結構中，梁柱連接以及主梁和次梁連接位置的連接板和加強筋板等的安裝主要在結構整體組裝時進行，因此，除了由鋼板焊接組成的PG 梁（焊接H 型鋼）和由鋼板卷制焊接而成的管立柱外，其他梁、柱和斜撐在結構整體組裝前并沒有進行焊接作業，只進行相應的切割下料，不需要進行NDT 檢驗，如圖1所示。雖然這類梁、柱和斜撐在加工設計圖紙中可以與焊接的PG 梁和鋼管一樣作為構件進行處理，但當尺寸和材質相同時，在施工中可以相互換用，因此，不需要采用不相同的唯一構件編號進行區分，這與TEKLA 軟件中默認的構件編號自動處理方式相符，如圖2所示。

圖1 未焊接連接板和加強筋板的梁、柱和斜撐

圖2 TEKLA 軟件中默認的構件編號方式

在FWP5 包棧橋管廊模塊的栓接結構中，梁、柱和斜撐都焊有連接板或加強筋板，如圖3所示，都需要進行焊接NDT 檢驗。因此，即使當尺寸和材質相同時，每個桿件也應采用不相同的唯一構件編號[1-3]；對于連接板和加強筋板，當尺寸和材質相同時，應采用相同的零件編號，以便減少施工中零件找尋的工作量。

圖3 焊有連接板和加強筋板的梁、柱和斜撐

2 零件和構件編號探究

在TEKLA 軟件中，單個栓接構件中有兩類零件：一是主零件，一個構件只有一個主零件，其他零件都焊接到主零件上；二是次零件，一個構件可以有多個次零件焊接到主零件上。在FWP5 包建模中，首先搭建的是不含節點連接的結構框架模型，即只包含H 型鋼、圓管、槽鋼、角鋼等細長零件，不包含節點連接板和加強筋板，如圖4所示。因此，選擇這些細長零件為主零件，連接板和加強筋板為次零件。

圖4 主零件結構框架模型

綜合考慮FWP5 包模塊數量多、零件和構件總量多、主次零件類型和構件NDT 檢驗要求等因素，擬采用以下零件和構件編號方式。

2.1 次零件編號

一個模塊所包含的連接板和加強筋板數量非常多，為避免因零件號太多而導致零件管理和取用復雜，規定相同尺寸和材質的零件采用相同編號，同時還應特別標明某些零件在下料時需要預留焊接坡口，以避免遺漏坡口導致安裝返工。

（1）模塊編號-前綴P 接順序號。P 表示Piece，代表不需要開焊接坡口的次零件，例如SPP306-P1。

（2）模塊編號-前綴PB 接順序號。PB 表示Piece Beveled，代表需要預留焊接坡口的次零件，以便在零件切割下料過程中，引起工人重視，避免焊接坡口漏開，例如SPP306-PB1。

2.2 主零件編號

主零件是與構件一一對應的，為了減少施工過程中的標記工作量，同時避免因構件編號和主零件編號在主零件上雙重標記而產生混淆，因此直接采用構件編號作為主零件編號，省去額外的主零件編號。

2.3 構件編號

構件編號應具有唯一性，同時為在施工中方便識別主零件規格，將構件編號規定為：模塊編號-主零件截面規格-順序號，例如SPP306-45B2-1，以此明確構件所在模塊并顯示主零件規格。

3 TEKLA中創建自動編號

零件和構件編號原則設定后，需要對每個零件和構件進行編號，該過程可以選擇在加工設計圖紙中手動編號、在TEKLA 軟件中手動編號或自動編號。考慮到FWP5 包中零件和構件數量非常多，為有效減少編號操作工作量，采用TEKLA 軟件進行自動編號非常必要[4]。在TEKLA 軟件中，為實現自動的零件和構件編號，需要對與編號相關的幾項功能進行以下具體設置。

3.1 次零件編號

次零件編號主要利用TEKLA 軟件基本的常規設置來自動生成，包含以下兩個步驟：

（1）在高級選項中，將“XS _ UNIQUE _NUMBERS”設置成“FALSE”，代表零件編號不是唯一性的（如圖5所示），從而使相同尺寸和材質的零件自動生成一個零件編號。

圖5 零件編號不唯一性設置

（2）在零件屬性對話框中，將零件前綴位置設成“P”，構件前綴位置清空，從而實現次零件編號由P1 開始，而其構件編號則由主零件的構件編號確定，如圖6所示。為便于零件下料管理，在次零件編號過程中，為盡量使相同板厚和材質的次零件編號順序號連續，減少零件編號中的順序號在不同板厚和材質的鋼板套料中多次穿插，從而避免混亂，應基于板厚和材質來分批分步修改編號設置，當一個批次完成編號設置并運行自動編號后，再進行下一個批次[5]。

3.2 主零件和構件編號

在高級選項的編號設置中，將“XS_UNIQUE_ASSEMBLY_NUMBERS”項設為“TRUE”，如圖7所示，以便實現構件編號的唯一性；而在主零件的對話框中，如果按照常規的操作對零件和構件進行編號前綴設置（如圖8所示）當運行自動編號后，則會出現主零件編號和構件編號不一致的情況，同時主零件編號也不具有唯一性，如圖9所示。

圖6 次零件屬性對話框中編號前綴設置

圖7 構件編號唯一性設置

圖8 主零件屬性對話框中編號前綴設置

圖9 主零件編號和構件編號出現不一致

為了實現主零件和構件自動編號的一致性，以避免不一致性導致加工設計圖紙和施工管理中出現混亂，在高級菜單的編號中，采取在“XS_USE_ASSEMBLY_NUMBER_FOR”項中輸入“MAIN_PART”，代表用構件編號來替代主零件編號，如圖10所示[6]。同時在主零件對話框中，將零件編號前綴清空，只設置構件編號前綴（如圖11所示）這樣在運行自動編號后，實現主零件編號和構件編號的一致，如圖12所示。

圖10 構件編號替代主零件編號設置

圖11 主零件編號前綴清空設置

圖12 主零件編號和構件編號實現一致性

除上述設置外，在構件編號過程中，為使編號按照一定的坐標方向依次連續進行，需要在編號設計選項中，選擇設置構件編號在X、Y 和Z 三個坐標方向的編號次序（如圖13所示）從而實現構件編號在空間位置中的連續性，以便于加工設計和施工管理。

4 結束語

本文通過對LNG 模塊栓接結構的特點進行分析，形成了適用的零件和構件編號原則，并運用TEKLA 軟件的各項編號功能進行合理設置，實現了零件和構件的準確自動編號，大幅減少了手動編號工作量，在一定程度上滿足了加工設計工作成本和周期的控制要求。該編號方法在亞馬爾LNG 項目FWP5 包中得到了成功的應用，同時該編號方法也可為今后類似的栓接結構項目提供借鑒。

圖13 構件編號坐標方向次序設置