关于PDMS建模在管道设计中的应用技巧

（中机工程（西安）启源咨询设计有限公司 陕西 710018）

1.概述

PDMS（Plant Design Management System）是由英国AVEVA公司开发的三维工厂设计系统，它有自己独立的数据库结构，更为直观智能为工程设计提供更方便的统计设计工具。在管道设计的应用中，将以前二维设计，手工统计材料，画施工图纸，全部实现到计算机集成化、自动化处理。它以管道专业为主要建模专业，将工艺、材料、应力、土建、结构、电气、建筑、仪表、暖通等专业联系起来实现在3D模型中，使得专业间的联系更紧密。在基础设计和详细设计阶段建模过程中，各专业能及时有效的沟通设计中碰到的各种问题。在出施工图的最后阶段，能更快的出管道综合材料、管道一览表、管道支架一览表、管道单线图、管道平面布置图等主要设计成品文件。大大的节省人力，提高设计效率和准确率。值得我们在工作中探讨和学习PDMS设计软件的建模技巧和模型搭建完成后校审技巧。

2.管道设计建模的过程

在石化、医药等项目的工程设计中，管道专业是负责实现从图纸到工厂，从模型到设备管道，串联整个项目所有专业的纽带和主要专业。在详细设计阶段，管道工程师在拿到设计文件，与各专业讨论好设备布置图以后，就开始准备建模工作。搭建轴网、厂房模型、设备模型、结构模型、管道模型、电气仪表桥架、暖通风机等，模型搭建过程中，完成各专业条件的提出，提取大宗材料供采购，提取应力管道单管图供应力计算，最后所有专业完成模型校审工作，出管道专业设计成品供现场施工。根据随时可能出现的业主修改意见、会议纪要、来往信函等变更要求，其他相关专业的修改变更要求，以及施工中遇到的任何问题，都需要随时查验修改模型，核对问题及时纠正变更。要保证项目进度不受影响的同时，尽可能减少设计变更产生的费用，保证质量的同时降低工程成本，优化设计成果。

（1）轴网和建筑建模。根据设备布置图和厂区项目总图建立轴网，命名并定位，确定项目参考点。根据建筑专业提供的建筑图纸，搭建厂房墙体，门窗，地面。准确定位门窗位置和标高。屋面的标高，坡度。

（2）设备建模。根据设备专业提供的设备图纸，开始搭建设备模型，并按照设备布置图定位设备。对于非标设备可准确搭建设备管口，其他部位大概示意空间大小，可不详细搭建每个零部件，但与管线连接管口需要准确定位。对于标准设备需准确根据设备图纸详细搭建，提出设备管口方位图，预焊接图，设备梯子平台图等条件。

（3）结构建模。根据结构专业提供的结构条件，需搭建每个梁柱的模型，搭建梯子平台模型。若与管道设备有碰撞冲突，要及时与结构专业沟通调整。结构专业在收到管道专业提的管道荷载条件后，计算出梁柱大小，管道专业根据实际大小规格，修改梁柱模型。可以在完成管道穿平台和建筑后在模型中建好开孔，然后直接用平面切图，切平台开孔条件并提出平台开孔条件给结构专业，切建筑墙面开孔给建筑专业。

（4）平台楼梯建模。根据设备平面（立面）布置图及结构专业的平台梯子图，及建筑专业提供的建筑图纸，需在结构模式下搭建，楼层梯子平台，设备的梯子平台。在完成结构和平台楼梯模型搭建后切出设备布置立面图，特别对于设备结构复杂，数量较多，结构层数多的装置，直接用三维模型切出的立面图，省时省力，也更为准确。如果更新设备或结构，重新更新模型再切一版新的立面方便修改。塔平台梯子模型搭建需要结合塔的管口方位、塔内件图纸（板式塔需考虑塔板位置），吊杆位置，塔焊缝位置，保温圈位置等。大的储罐平台和旋转楼梯的布置，还需考虑液位计等仪表的安装位置。

（5）电气仪表桥架敷设。根据电气仪表提供的桥架平面布置条件，敷设桥架和电气仪表配电柜等柜体，并检查与结构和管道等模型是否有碰撞，柜体的位置是否合理，是否占用通道，如果有碰撞等不合理的地方及时与电气和仪表专业沟通纠正。

（6）暖通建模。暖通专业的风机、风管和暖气片等因为有与厂房内的设备管道会发生碰撞的可能，所以在三维建模中，尽量搭建完整的暖通模型，并让暖通专业人员确认检查，有碰撞发生与建模的人及时沟通修改。避免后期现场碰撞，造成返工误工。

（7）管道模型。根据工艺专业提供的工艺流程图，等材料专业建库（材料等级数据库）完成后，管道专业可进行配管设计，完成所有管道、仪表的模型搭建。并进行30%，60%模型审查，提交材料表给采购专业。最后完成90%模型审查，根据仪表专业提供的条件完成调节阀等仪表的模型修改。待模型条件都核对完毕，校审完毕，按项目要求进度出设计成品文件。

（8）其他辅助模型。①地面管道支架管墩一般用设备块搭建，管沟地沟等可以用设备负实体块搭建，建模完成后可以查看与地下管道、管沟等地面其他碰撞。并直接切出管墩条件标注出地墩的位置、大小、荷载提给土建专业。②可以在完成管道穿平台和建筑后，在模型中建好开孔和墙面预焊件贴板，然后直接用平面切图，切平台开孔条件并提出平台开孔条件给结构专业，切建筑墙面开孔和贴板给建筑专业。

3.管道建模校核工作要点

（1）关于材料校核。管道材料是一个比较重要的条件，关系到采购成本，是否满足工艺要求，采购周期长短还会影响到施工进度。如果材料表能够正确及时，会提高项目进度，节约成本。60%模型审查后，管道专业需提供一个综合材料表给采购专业。在校核材料时，除了跟工艺的流程表核对外，模型中我们通常要进行材料等级校核。抽取一个等级一致性检查报告看是否有等级错误，主管和支线等级不符，等级分界错误等常见的错误。特别的较大阀门管件，是否有出入。设备管口配对法兰螺栓垫片，是厂家自带还是设计采购，都需核对仔细资料。还有保温管线的保温设置，是否有出入。如果漏掉这个程序，那么材料就有可能出现漏统计或者过渡采购的情况，造成难以挽回的损失。倘若施工未发现，还有可能造成安全事故。

（2）关于连接信息检核。模型中管道头尾信息，设备管口的连接信息，仪表位号等。可出一个Quick Report，关于所有管线中TEE（三通），OLET（管接头），设备中NOZZ（管口）的连接信息。在一个TXT文件中就能一起核对。还能检查出多余的未删掉的隐藏的三通或者管接头管件（因为在建模过程中多次修改很难发现大管中未删除的管件）。不用抽出单线图后，每个单线图去查看管线的头尾连接信息。节约了大量的校核时间，提高了工作效率。

（3）关于仪表校核。仪表的到货周期一般比较长，从项目开始初期到施工图完成，特别是一些特殊的调节阀等。不但会影响跟前管子的法兰垫片螺栓还有大小头，还有可能因为长短尺寸改变管子走向。所以在模型搭建初期，对于调节阀的搭建建议预留足够的前后直管段，在替换正式仪表条件的尺寸时，注意前后法兰等材料，之前可不设置法兰或关闭MTOC材料。还要一些有特殊安装要求的流量计等，前后留足够的直管段。在模型完成后，抽取一个INST的Quick Report，报告，与仪表二次条件核对，检查仪表的命名，数量，规格，所属管道信息，安装要求。

（4）关于系统图校核。在完成管道模型后，用Filter命令筛选出UID（公用工程系统图）和PID中单独一个介质的系统管道模型，可以整体查看管线走向，以及高点低点，是否需要增加高点放空和低点排凝。对于UID可以核对每个介质的每条支线的顺序，对于安装也是有很大的帮助。

（5）关于碰撞检查。在PDMS模型中有碰撞检查功能，分为软碰撞和硬碰撞。有管道与管道，管道与保温，管道与建筑，管道与设备等。建模完成后的碰撞检查对于建模来说，是不可省略的一步。在设置了接触间隙值、重叠值和误差值之后，忽略掉一些设置内的接触碰撞。我们可以及时纠正人为的一些碰撞。避免到施工工程才发现，造成返工。除了在模型中碰撞检查，还可以借助Navisworks等软件，检查修改碰撞。

（6）关于轴测图的校核。管线轴测图是管道设计的主要成品文件之一，轴测图用于管道施工的预制和安装。在没有出现三维设计软件之前，甚至目前仍有一些小型设计院的小型项目，采用CAD二维手绘管道轴测图，其工作量大，繁琐而且容易出错。PDMS软件可以直接在Isodraft模块下自动抽图。在mess文件中，查找Fail和will not be detailed，从而筛选出，找出有错误和未出图的管线号，再回到模型修，直到所有的管线PIPE成功出图为止。特别是在抽材料之前，做这个mess文件筛选能防止Fail的管线材料漏出，有效的减轻校核的工作量。

4.结论

综观全文，在石化工程设计中，压力管道设计是详细设计的主导专业，起承上启下的作用。随着设计工作的深入和不断的修改和补充，它的工作不但关系到自身的设计安全、质量、项目进度、经济效益，也会对其他专业乃至整个装置的设计产生重要的影响。没有现代化计算机技术的支持，很多项目很难保质保量的按时完工，所以压力管道设计人员要不断的了解、学习和掌握PDMS等三维设计软件应用技巧，并熟练与管道设计相结合，使其能更好的在配管设计中发挥其作用，有效的减少设计工作的难度和繁琐度，并与其他专业紧密的联系起来，同时也帮助结构、建筑、暖通、电仪等专业用三维检查碰撞、空间位置和结构型号等。我国的石化、医药、环保等工程技术还在发展中，因此要积极学习和引进国外的先进技术，为我国的工程设计行业助力。