關于PDMS建模在管道設計中的應用技巧

（中機工程（西安）啟源咨詢設計有限公司 陜西 710018）

1.概述

PDMS（Plant Design Management System）是由英國AVEVA公司開發的三維工廠設計系統，它有自己獨立的數據庫結構，更為直觀智能為工程設計提供更方便的統計設計工具。在管道設計的應用中，將以前二維設計，手工統計材料，畫施工圖紙，全部實現到計算機集成化、自動化處理。它以管道專業為主要建模專業，將工藝、材料、應力、土建、結構、電氣、建筑、儀表、暖通等專業聯系起來實現在3D模型中，使得專業間的聯系更緊密。在基礎設計和詳細設計階段建模過程中，各專業能及時有效的溝通設計中碰到的各種問題。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計成品文件。大大的節省人力，提高設計效率和準確率。值得我們在工作中探討和學習PDMS設計軟件的建模技巧和模型搭建完成后校審技巧。

2.管道設計建模的過程

在石化、醫藥等項目的工程設計中，管道專業是負責實現從圖紙到工廠，從模型到設備管道，串聯整個項目所有專業的紐帶和主要專業。在詳細設計階段，管道工程師在拿到設計文件，與各專業討論好設備布置圖以后，就開始準備建模工作。搭建軸網、廠房模型、設備模型、結構模型、管道模型、電氣儀表橋架、暖通風機等，模型搭建過程中，完成各專業條件的提出，提取大宗材料供采購，提取應力管道單管圖供應力計算，最后所有專業完成模型校審工作，出管道專業設計成品供現場施工。根據隨時可能出現的業主修改意見、會議紀要、來往信函等變更要求，其他相關專業的修改變更要求，以及施工中遇到的任何問題，都需要隨時查驗修改模型，核對問題及時糾正變更。要保證項目進度不受影響的同時，盡可能減少設計變更產生的費用，保證質量的同時降低工程成本，優化設計成果。

（1）軸網和建筑建模。根據設備布置圖和廠區項目總圖建立軸網，命名并定位，確定項目參考點。根據建筑專業提供的建筑圖紙，搭建廠房墻體，門窗，地面。準確定位門窗位置和標高。屋面的標高，坡度。

（2）設備建模。根據設備專業提供的設備圖紙，開始搭建設備模型，并按照設備布置圖定位設備。對于非標設備可準確搭建設備管口，其他部位大概示意空間大小，可不詳細搭建每個零部件，但與管線連接管口需要準確定位。對于標準設備需準確根據設備圖紙詳細搭建，提出設備管口方位圖，預焊接圖，設備梯子平臺圖等條件。

（3）結構建模。根據結構專業提供的結構條件，需搭建每個梁柱的模型，搭建梯子平臺模型。若與管道設備有碰撞沖突，要及時與結構專業溝通調整。結構專業在收到管道專業提的管道荷載條件后，計算出梁柱大小，管道專業根據實際大小規格，修改梁柱模型。可以在完成管道穿平臺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構專業，切建筑墻面開孔給建筑專業。

（4）平臺樓梯建模。根據設備平面（立面）布置圖及結構專業的平臺梯子圖，及建筑專業提供的建筑圖紙，需在結構模式下搭建，樓層梯子平臺，設備的梯子平臺。在完成結構和平臺樓梯模型搭建后切出設備布置立面圖，特別對于設備結構復雜，數量較多，結構層數多的裝置，直接用三維模型切出的立面圖，省時省力，也更為準確。如果更新設備或結構，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合塔的管口方位、塔內件圖紙（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樓梯的布置，還需考慮液位計等儀表的安裝位置。

（5）電氣儀表橋架敷設。根據電氣儀表提供的橋架平面布置條件，敷設橋架和電氣儀表配電柜等柜體，并檢查與結構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與電氣和儀表專業溝通糾正。

（6）暖通建模。暖通專業的風機、風管和暖氣片等因為有與廠房內的設備管道會發生碰撞的可能，所以在三維建模中，盡量搭建完整的暖通模型，并讓暖通專業人員確認檢查，有碰撞發生與建模的人及時溝通修改。避免后期現場碰撞，造成返工誤工。

（7）管道模型。根據工藝專業提供的工藝流程圖，等材料專業建庫（材料等級數據庫）完成后，管道專業可進行配管設計，完成所有管道、儀表的模型搭建。并進行30%，60%模型審查，提交材料表給采購專業。最后完成90%模型審查，根據儀表專業提供的條件完成調節閥等儀表的模型修改。待模型條件都核對完畢，校審完畢，按項目要求進度出設計成品文件。

（8）其他輔助模型。①地面管道支架管墩一般用設備塊搭建，管溝地溝等可以用設備負實體塊搭建，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注出地墩的位置、大小、荷載提給土建專業。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構專業，切建筑墻面開孔和貼板給建筑專業。

3.管道建模校核工作要點

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

（2）關于連接信息檢核。模型中管道頭尾信息，設備管口的連接信息，儀表位號等。可出一個Quick Report，關于所有管線中TEE（三通），OLET（管接頭），設備中NOZZ（管口）的連接信息。在一個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（因為在建模過程中多次修改很難發現大管中未刪除的管件）。不用抽出單線圖后，每個單線圖去查看管線的頭尾連接信息。節約了大量的校核時間，提高了工作效率。

（3）關于儀表校核。儀表的到貨周期一般比較長，從項目開始初期到施工圖完成，特別是一些特殊的調節閥等。不但會影響跟前管子的法蘭墊片螺栓還有大小頭，還有可能因為長短尺寸改變管子走向。所以在模型搭建初期，對于調節閥的搭建建議預留足夠的前后直管段，在替換正式儀表條件的尺寸時，注意前后法蘭等材料，之前可不設置法蘭或關閉MTOC材料。還要一些有特殊安裝要求的流量計等，前后留足夠的直管段。在模型完成后，抽取一個INST的Quick Report，報告，與儀表二次條件核對，檢查儀表的命名，數量，規格，所屬管道信息，安裝要求。

（4）關于系統圖校核。在完成管道模型后，用Filter命令篩選出UID（公用工程系統圖）和PID中單獨一個介質的系統管道模型，可以整體查看管線走向，以及高點低點，是否需要增加高點放空和低點排凝。對于UID可以核對每個介質的每條支線的順序，對于安裝也是有很大的幫助。

（5）關于碰撞檢查。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。在設置了接觸間隙值、重疊值和誤差值之后，忽略掉一些設置內的接觸碰撞。我們可以及時糾正人為的一些碰撞。避免到施工工程才發現，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）關于軸測圖的校核。管線軸測圖是管道設計的主要成品文件之一，軸測圖用于管道施工的預制和安裝。在沒有出現三維設計軟件之前，甚至目前仍有一些小型設計院的小型項目，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。PDMS軟件可以直接在Isodraft模塊下自動抽圖。在mess文件中，查找Fail和will not be detailed，從而篩選出，找出有錯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.結論

綜觀全文，在石化工程設計中，壓力管道設計是詳細設計的主導專業，起承上啟下的作用。隨著設計工作的深入和不斷的修改和補充，它的工作不但關系到自身的設計安全、質量、項目進度、經濟效益，也會對其他專業乃至整個裝置的設計產生重要的影響。沒有現代化計算機技術的支持，很多項目很難保質保量的按時完工，所以壓力管道設計人員要不斷的了解、學習和掌握PDMS等三維設計軟件應用技巧，并熟練與管道設計相結合，使其能更好的在配管設計中發揮其作用，有效的減少設計工作的難度和繁瑣度，并與其他專業緊密的聯系起來，同時也幫助結構、建筑、暖通、電儀等專業用三維檢查碰撞、空間位置和結構型號等。我國的石化、醫藥、環保等工程技術還在發展中，因此要積極學習和引進國外的先進技術，為我國的工程設計行業助力。