【摘要】核電站工藝管道的設(shè)計具有工程規(guī)模大、接口高、精度高等優(yōu)點(diǎn)。PDMS三維設(shè)計軟件的應(yīng)用，有效地解決了管道施工中存在其他行業(yè)之間的碰撞問題，將極大地改善核電管道的設(shè)計的準(zhǔn)確性和有效性。

【關(guān)鍵詞】三維設(shè)計軟件；PDMS；管道設(shè)計

在之前的管道設(shè)計中，主要應(yīng)用二維技術(shù)來進(jìn)行管道設(shè)計，技術(shù)是不斷更新的，隨著技術(shù)的發(fā)展更新，三維技術(shù)出現(xiàn)在化工的管道設(shè)計應(yīng)用中，取代了二維技術(shù)的地位。PDMS技術(shù)軟件也成為了管道設(shè)計中的理想型技術(shù)選擇。PDMS，意思是指工廠采用三維的空間，進(jìn)行管道的設(shè)計管理系統(tǒng)，是一個把數(shù)據(jù)作為中心的設(shè)計型的軟件。

1、 PDMS比起二維的作圖軟件的優(yōu)勢

第一點(diǎn)，設(shè)計圖形的直觀性方面。PDMS比起CAD，在直觀性更具有優(yōu)勢。從設(shè)計作圖的環(huán)境上來說，傳統(tǒng)的二維CAD技術(shù)，進(jìn)行設(shè)計作圖時，主要是在一個二維的空間內(nèi)進(jìn)行設(shè)計作圖。而PDMS技術(shù)，在進(jìn)行設(shè)計時，是在一個三維空間。對于設(shè)計作圖者來說，三維的空間的模型，在位置等方面的準(zhǔn)確度要更高，并且在在作圖中，設(shè)計人員對所被設(shè)計的物體的一個空間位置，可以精確的掌握，可以有效的提高設(shè)計的準(zhǔn)確性。

第二點(diǎn)，在數(shù)據(jù)的共享方面。PDMS軟件的共享性比起二維設(shè)計軟件CAD要更好。共享是指信息數(shù)據(jù)的分享，通過使用PDMS軟件，設(shè)計人員在設(shè)計前可以吸取別人的經(jīng)驗(yàn)和方法。因?yàn)镻DMS系統(tǒng)，采用的是單一的數(shù)據(jù)庫，其中的數(shù)據(jù)包含了其他的設(shè)計人員的作品信息，設(shè)計人員可以根據(jù)自己的意愿，來決定是否讓別人觀看自己的作品，實(shí)現(xiàn)作品信息的共享。

第三點(diǎn)，在檢測性方面，PDMS更具有優(yōu)勢。對于化工管道的設(shè)計方面，檢測是對管道的品質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，是對管道的質(zhì)量保證。在化工管道設(shè)計中，會出現(xiàn)碰撞的情況，針對管道之間會碰撞的問題，通過采取對應(yīng)的設(shè)計，來降低出現(xiàn)碰撞情況的次數(shù)，這也考量了設(shè)計人員在設(shè)計水平方面的高低，PDMS技術(shù)比起CAD技術(shù)，在檢測性上面，因?yàn)镻DMS可以準(zhǔn)確的反應(yīng)出，在化工管道設(shè)計中，管道和管道之間，還有和管道與管道的保溫層之間的一個碰撞，所以可以精準(zhǔn)的表現(xiàn)出碰撞的問題。

2、 PDMS在管道現(xiàn)場設(shè)計中的基本應(yīng)用

三維設(shè)計中所有的建模活動是基于等級庫和元件庫之上進(jìn)行的，首先將核電建設(shè)中常用的各種標(biāo)準(zhǔn)件按照不同的等級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建模并放在元件庫里，其次再通過不同的等級建立等級庫，最后將兩庫通過等級或特性進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在建模過程中，按照標(biāo)準(zhǔn)和需要，全面綜合考慮元件在建模過程中的屬性應(yīng)用，設(shè)置好元件的屬性，如元件標(biāo)準(zhǔn)、等級及材料等。

2.1管道建模

管道建模是PDMS中最強(qiáng)大的功能之一，可以提高設(shè)計質(zhì)量，控制材料，并最大可能地避免設(shè)計錯誤的發(fā)生。設(shè)計部門有標(biāo)準(zhǔn)管道規(guī)范，PDMS系統(tǒng)內(nèi)也有一套自己的規(guī)范可以使用，在建立管道模型前的首要任務(wù)就是要確定使用哪個規(guī)范。選擇合適的規(guī)范后，接下來將其設(shè)為管線的屬性。以后所有該管線的分支管自動具有相同的規(guī)范。根據(jù)系統(tǒng)流程圖、所設(shè)計管線的介質(zhì)流向等，確定管道的起點(diǎn)（Head）和終點(diǎn)（Tail）；當(dāng)確定完管線的起點(diǎn)和終點(diǎn)后，系統(tǒng)自動在起點(diǎn)和終點(diǎn)位置連一條直管段。除非起點(diǎn)和終點(diǎn)在一條公共軸線上，否則系統(tǒng)在起點(diǎn)和終點(diǎn)將顯示虛線（虛線并不表示管線的實(shí)際布置）。如圖示：管道建模的第二個步驟是創(chuàng)建和定位實(shí)際管線布置所需的部件。就跟在繪圖板上一樣，我們需要確定為滿足流程要求要使用哪些機(jī)械部件。部件需先進(jìn)行定位這樣管線才能符合設(shè)計要求。注：各專業(yè)設(shè)計人員協(xié)同合作，除管道外相關(guān)專業(yè)的建立及模型固化，為管道布置設(shè)計提供了保障。在進(jìn)行管道布置設(shè)計時依次調(diào)出相關(guān)專業(yè)的固化模型，根據(jù)管道的布置原則實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場空間的合理定位。

2.2碰撞檢查

三維設(shè)計的另一大優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)現(xiàn)了安裝工程的可視化，即在計算機(jī)工程模型上模擬關(guān)鍵物項的預(yù)安裝，優(yōu)化施工方案，進(jìn)行設(shè)計實(shí)體的碰撞檢查，減少現(xiàn)場的設(shè)計修改，從而達(dá)到提高工程質(zhì)量及工程進(jìn)度的目的。雖然三維模型的建立過程中已完成了碰撞檢查，但由于某些原因仍存在有些地方“打架“的問題。這些問題不借助三維模型是很難發(fā)現(xiàn)的，借助三維模型我們可以隨意瀏覽，從任何一個角度，瀏覽任何一根將要安裝的管道，如發(fā)現(xiàn)圖中類似的情況，我們便可以打印出這些“打架“的地方并報告總承包商，及時和相關(guān)方面制定出協(xié)商解決的辦法。

2.2.1碰撞檢查原則

碰撞檢查基于兩個因素：障礙物級別；碰撞范圍值設(shè)置

2.2.2障礙物級別（Obstruction Levels）

所有設(shè)計模型和元件數(shù)據(jù)庫中的基本體

OBST=0不參與碰撞

OBST=1軟碰撞空間，如人行通道，操作空間等

OBST=2硬碰撞空間，如設(shè)備本體

查看碰撞空間Setting>Graphic>Represe

ntation

2.2.3碰撞范圍值設(shè)置

三種形式的碰撞

Gap=2Clearance=8Overlap=5

碰撞Clash=Overlap>5mm

接觸Touch=Overlap<5mm同時Gap<2mm

圖紙是項目設(shè)計成果的最終體現(xiàn)形式。目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在建立的模型中智能化抽取管道施工圖紙，包括平面布置圖、軸測圖、局部詳圖、節(jié)點(diǎn)剖面圖等，由于三維模型和數(shù)據(jù)庫緊密的聯(lián)系在一起，保證了數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，不僅能根據(jù)三維模型進(jìn)行合理的管道拆分，而且直接提取相關(guān)數(shù)據(jù)庫的信息，避免人為設(shè)計導(dǎo)致的疏忽錯誤。因此三維出圖改變了二維平面設(shè)計中的圖紙單一、工作效率低、準(zhǔn)確度差的現(xiàn)象，提高了設(shè)計成果的出圖效率，減少了繪圖設(shè)計中人工的重復(fù)性投入，減少了設(shè)計成本。

結(jié)語：

在核電廠管道設(shè)計中，通過引入PDMS三維設(shè)計軟件，可以有效的縮短工程設(shè)計的時間，然后優(yōu)化設(shè)計的流程，最大程度上可以減少現(xiàn)場的碰撞，可以在進(jìn)行管道設(shè)計中，為后期進(jìn)行數(shù)媒化的維護(hù)打好基礎(chǔ)準(zhǔn)備，這也是使用三維軟件的優(yōu)勢。完善軟件的數(shù)據(jù)庫，明確使用三維軟件設(shè)計的流程，這樣可以一定程度上降低人工進(jìn)行修改圖紙的工作量。把PDMS三維設(shè)計軟件引用到化工管道設(shè)計中，不僅可以提高化工管道設(shè)計方面的效率，還可以加強(qiáng)企業(yè)的效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王丹.PDMS在化工管道設(shè)計中的應(yīng)用[J].化工管理，2015（17）：37-37.

作者簡介：

范子坤，中國核電工程有限公司，福建福清；

梁磊，中國核電工程有限公司，福建福清。