SolidWorks Routing在管道工程中的应用

段彪王 贺旭明 崔少平

【摘  要】随着科学技术的发展和市场竞争的日趋激烈，用户对于产品设计及制造等各方面要求越来越严格，三维设计制造已逐渐成为装备制造业发展的新趋势。论文通过管线设计及管线预制两个方面，详细介绍了SolidWorks Routing在管道工程中的应用。

【Abstract】With the development of science and technology and the increasingly fierce market competition， users have increasingly strict requirements on product design and manufacturing， etc. 3D design and manufacturing has gradually become a new trend in the development of equipment manufacturing industry. This paper introduces the application of SolidWorks Routing in pipeline engineering in detail from two aspects of pipeline design and pipeline prefabrication.

【关键词】SolidWorks Routing;管道工程;管线设计;管线预制

【Keywords】SolidWorks Routing; pipeline engineering; pipeline design; pipeline prefabrication

【中圖分类号】TE978                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）08-0191-02

1 引言

化工管道系统是化工厂的主要组成部分，管道系统是由管道、管路零件（法兰、弯头、阀门等）、管道附件（管道支撑、管道保温层）等组成;用于管道内部介质的控制与输送，是化工单元设备之间介质传递的重要部件，被称为化工生产的神经网络。管道系统自身错综复杂，通常是由一条主干管道上生成多条分支管路，形成三维的网络状结构。

传统管道的二维平面设计方法是在固定的坐标基准中进行管道及管道零部件的空间布置，用固定的观察角度（一般为轴侧视图）来表达管道系统之间的空间关系。有时由于管道系统分支数量较多、规格差异较大，为表达清楚所有的管路分支，有时不得不采用一些特殊的制图方法，如分段视图、旋转视图等。如果给定的坐标或者观察角度发生了移动、旋转等变化，就必须重新在平面图上绘制管道线路图，所以传统的管道二维平面图是比较烦琐抽象的。

管道系统的三维设计方法变传统的平面设计为三维设计，使管道系统设计立体化和形象化。SolidWorks Routing是SolidWorks专门用来管道设计插件，可进行电气、软管、硬管设计。SolidWorks Routing为设计者提供了一个高效的管道设计平台，在此平台上借助SolidWorks Routing的功能用户可以方便地订制出符合自身需求的三维参数化管道设计环境，有效地提升管道设计和工程施工的准确性，加快管道设计进度。

2 在管线设计中的应用

化工管道被视为“化工企业的命脉”，化工管道设计在石油化工工程设计公司中逐渐占据主导地位。在详细工程设计阶段，管道设计工作量约占总工作量的30%～40%[2]。因此，成套设备之间的管道设计是成套设备设计中必不可少的一部分。在使用SolidWorks Routing进行成套设备之间的管道设计时，对需要连接的管口添加线路点和步路连接点，即可自动步路（在给定的两个连接点之间，按指定的步路模式进行步路）、拖放步路（从设计库中拖动所需的管道元件）进行管线设计。

SolidWorks Routing管道设计主要有以下几个优点：

①提高了设计效率。当设计者从设计库中拖拽所需的管路元件或者使用3D草图功能来进行管道的设计时，自适应的选择过滤器会根据步路点的属性自动地选取正确的配置管路元件，并可以将管道线路图单独输出，简化了管道设计的步骤。

②减少了管道设计的错误。传统的二维平面管道图，非常容易出现设备管道等的碰撞、遗漏、对某些管道的表达不清或多张图纸对同一管道表达不一致等问题。SolidWorks Routing建立的管道系统的三维模型，能直观、真实地反映各个管道及零部件在空间中与化工设备的关系。SolidWorks Routing建立的管道系统的具有“所见即所得”的直观表达方式[3]，可以有效解决传统管道设计时管道的“错、漏、碰、缺”等问题。

③便于管道系统设计的修改优化。SolidWorks Routing在管道设计时，管道元件之间的配合是全参数化，并且通过拖拽管道中心线就能完成管道位置和长度的修改，便于管线设计的后期更改，从而使得管道系统设计方案的优化变得十分容易。

3 在管线预制中的应用

为减少管道安装现场的施工量，提高管道的施工质量（尤其钛材、哈氏合金等稀有金属材料管道对焊接、安装环境及表面防污染要求高等情况下），提高管道安装效率，缩短化工厂的投产周期，通常情况下化工厂会对设计好的管道线路进行预制。

管线预制首先要把传统的管线设计图拆解成配管平面图，然后根据管线设计图、配管平面图、材料到货情况、运输安装限制等，将管线设计图进行区域划分。按照分区后的管线图进行分段下料、组对、焊接制作。管线的预制深度随着实际情况会进行变更，从而增大了管线预制的难度与不确定性。

当使用SolidWorks Routing进行管线图预制时主要有以下几个优点：

①避免了管线拆解图的绘制。传统的管线设计图在拆解时，通常情况下会把传统三维管线设计图拆解成二维的管线拆解平面图，并且需要在拆解平面图上详细罗列出该管线上的所有规格的管道、管道零件、管道附件，待业主确认过后才能进行管线的预制工作。SolidWorks Routing建立的管道系统的三维模型能够自动生成所需的管道明细表，并且可以在左侧的设计树中随时点击查看各管线所在位置、规格等，避免了大量的管线图拆解工作。

②便于对管线图进行分区。SolidWorks Routing三维管线图模型，可以非常直观地表达管线图中各单根管道的方位及长度等，便于技术人员根据管线预制深度的变化对管线分区图进行变更，并利于对现场安装管道进行最优选择和增加施工留量。

③减少预制错误。当按照拆解后的管线配管平面图进行分区制作时，在管线图的一些特殊画法区域，尤其如管线分段图的连接处、管台支路等，经常出现管道方位组对错误等现象。SolidWorks Routing三维管线图模型可以很大程度地降低此类错误，并减少了技术人员在组对时对各支路管线的方位坐标计算。

4 结语

技术人员可以根据国家标准及企业标准，通过SolidWorks系列零件設计表功能，建立适合本公司的管道零部件设计库;SolidWorks Routing也可以对管道的规格、长度、重量进行统计计算，减少了各相关人员的工作量;缩短管线设计周期和制造周期，有效地提高了公司在市场中的竞争力。总之，SolidWorks Routing是一款高效优良的管道设计软件，在管道工程中有着光明的前景。

【参考文献】

【1】安锐明.SolidWorks在管道设计中的应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2007（01）：52-54.

【2】田卉.谈PDS在化工管道设计中的应用[J].化学工程与装备，2008（01）：38-43.

【3】黄波，韦彬，李志勇，等.基于SolidWorks的选煤厂车间三维设计[J].煤炭工程，2014（03）：23-25.