鄒培軒，劉欣玉，臺(tái)寧寧

(中海油石化工程有限公司，山東 青島 266101)

在PDMS(Plant Design Management System)軟件中，螺栓長(zhǎng)度是在Isodraft(軸測(cè)圖)模塊自動(dòng)計(jì)算出來(lái)的，其計(jì)算過(guò)程復(fù)雜易錯(cuò)。在螺栓相關(guān)設(shè)置過(guò)程中，若有一步設(shè)置不當(dāng)，Isodraft材料單中將不能顯示螺栓長(zhǎng)度，或顯示長(zhǎng)度有誤。若螺栓長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，螺栓容易生銹，且影響拆裝。螺栓長(zhǎng)度過(guò)短，則起不到連接作用，導(dǎo)致材料浪費(fèi)。

對(duì)于具體項(xiàng)目，螺栓在整個(gè)管道材料中費(fèi)用占比大約為3%，而且螺栓會(huì)在管道預(yù)制后現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)密集使用，螺栓有問(wèn)題會(huì)影響到施工的進(jìn)度。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)該準(zhǔn)確理解螺栓計(jì)算過(guò)程，熟練掌握不同螺栓連接類(lèi)型下的設(shè)置方法。本文以法蘭-墊片-法蘭連接類(lèi)型為例，詳細(xì)介紹螺栓計(jì)算的正確設(shè)置方法。

1 螺栓計(jì)算過(guò)程

螺栓計(jì)算過(guò)程如圖1所示。

圖1 螺栓計(jì)算過(guò)程

首先明確PDMS軟件螺栓計(jì)算規(guī)則：在遇到連接形式以F(法蘭連接)或者L(松套連接)開(kāi)頭的元件，螺栓長(zhǎng)度開(kāi)始計(jì)算。如果下一個(gè)元件的連接類(lèi)型以G(墊片)或者W(對(duì)夾式元件)開(kāi)頭，得到P1到P2點(diǎn)的距離，繼續(xù)到下一個(gè)元件。在第二個(gè)元件的連接形式以F或者L開(kāi)頭的元件出結(jié)束。

對(duì)于法蘭-墊片-法蘭連接類(lèi)型，各元件連接類(lèi)型首字母依次為F-G-F。

在Isodraft模塊出軸測(cè)圖時(shí)，當(dāng)程序檢測(cè)到PipeSpec(管道等級(jí))下某條管線(xiàn)的Catref(元件關(guān)聯(lián))的連接類(lèi)型是以F開(kāi)頭，且PipeSpec的Bltmethod(螺栓計(jì)算方法)屬性設(shè)置為NEW時(shí)，螺栓計(jì)算自動(dòng)啟動(dòng)。首先會(huì)通過(guò)SPCO(等級(jí)元件)的Catref屬性找到SCOM(元件)，通過(guò)SCOM的Blrfarray(螺栓參考組)屬性找到第一個(gè)元件關(guān)聯(lián)的BTSE(螺栓集)，記錄為BTSE1，螺栓計(jì)算繼續(xù)執(zhí)行。第二個(gè)元件為墊片，連接類(lèi)型是以G開(kāi)頭，自動(dòng)獲取該元件的P1點(diǎn)和P2點(diǎn)間距，跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)元件。第三個(gè)元件為法蘭，連接類(lèi)型是以F開(kāi)頭，則按第一個(gè)元件方法找到其關(guān)聯(lián)的BTSE，記錄為BTSE2。

然后軟件自動(dòng)比對(duì)BTSE1和BTSE2的關(guān)鍵屬性值，如果兩者之間不一致，則程序自動(dòng)停止，螺栓長(zhǎng)度計(jì)算沒(méi)有結(jié)果。如果兩者關(guān)鍵屬性值一致，則程序記錄BTSE1和BTSE2的BTHK(螺栓厚度)值。

軟件通過(guò)BTSE的BDIA(螺栓公稱(chēng)直徑)和BTYP(螺栓類(lèi)型)屬性找到PipeSpec所關(guān)聯(lián)的BoltSpec，再通過(guò)BoltSpec的BLTREF(螺栓關(guān)聯(lián))找到SBOL(單個(gè)螺栓列表)的附加長(zhǎng)度。通常會(huì)被忽略的是，程序還會(huì)通過(guò)SBOL的Bitems(螺栓項(xiàng))名稱(chēng)返回到BoltSpec中查找對(duì)應(yīng)的Stype(子類(lèi)型)。如果在BoltSpec中找不到對(duì)應(yīng)的Bitems，則不僅螺栓計(jì)算程序停止，而且軸測(cè)圖不能正常繪制，顯示****not select。如果在BoltSpec中找到了對(duì)應(yīng)的Bitems，則獲取Bitems附加長(zhǎng)度值，計(jì)算出實(shí)際螺栓長(zhǎng)度。然后通過(guò)SBOL關(guān)聯(lián)的Nstdblength(標(biāo)準(zhǔn)螺栓長(zhǎng)度)屬性找到關(guān)聯(lián)的DTAB(直徑表)圓整到標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，螺栓計(jì)算程序結(jié)束，軸測(cè)圖材料區(qū)正常出螺栓長(zhǎng)度。

1.1 BTSE的設(shè)置

BTSE主要包括BDIA、NOFF(螺栓個(gè)數(shù))、BTYP和BTHK這四個(gè)關(guān)鍵屬性。BTYP默認(rèn)值為BOLT(螺栓)，在PDMS軟件中BOLT表示不指定的類(lèi)型，由BoltSpec中的缺省螺栓類(lèi)型確定。BTHK默認(rèn)值為RPRO FLTH，這是因?yàn)樵诮ǚㄌm元件時(shí)，預(yù)先對(duì)法蘭厚度建了數(shù)據(jù)集，DKEY屬性設(shè)為FLTH，Pproperty屬性指向法蘭厚度參數(shù)。其余BTSE屬性例如Purpose、Gtype、Function和Description為非關(guān)鍵屬性可以填寫(xiě)也可以不填。

螺栓類(lèi)型確定有四種情況。第一種情況為BTYP都是BOLT，選擇BoltSpec中默認(rèn)的螺栓類(lèi)型，默認(rèn)為STUD。第二種為BTYP相同但不是BOLT，選擇BTYP相應(yīng)的螺栓類(lèi)型。第三種BTYP不相同，一個(gè)為BOLT，則選擇BTYP不為BOLT的那個(gè)。BTYP不相同且都不為BOLT，則選擇位于上游的元件的BTYP的值作為螺栓類(lèi)型。

法蘭通常只需要關(guān)聯(lián)一套BTSE，但還有一些元件BTSE的設(shè)置較為特殊。例如安全閥和帶法蘭的三通，安全閥有兩個(gè)連接點(diǎn)，因此需要關(guān)聯(lián)兩套BTSE，而且BTSE的關(guān)聯(lián)順序是先P1點(diǎn)后P2點(diǎn)。帶法蘭三通有三個(gè)連接點(diǎn)，因此要關(guān)聯(lián)三套BTSE，而且BTSE的順序是首先P1然后P2最后P3點(diǎn)，其他情況可以以此類(lèi)推。

1.2 LTAB的設(shè)置

LTAB(螺栓長(zhǎng)度)下可以包含多個(gè)公稱(chēng)直徑的DTAB，主要是被SBOL關(guān)聯(lián)，將螺栓計(jì)算長(zhǎng)度圓整到標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。軟件標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度取值規(guī)則如下，首先設(shè)定默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度間距為5mm，程序計(jì)算的螺栓實(shí)際長(zhǎng)度范圍為150.1至150.9mm，則圓整后標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為150mm。若程序計(jì)算結(jié)果為151.0至154.9mm，則圓整后標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為155mm。

1.3 BLIS的設(shè)置

BLIS表示單個(gè)螺栓列表，BLIS下包含一個(gè)壓力等級(jí)下多個(gè)不同公稱(chēng)直徑的SBOL， 主要用途是被BoltSpec關(guān)聯(lián)，將Bitems值加入到累計(jì)螺栓長(zhǎng)度中。SBOL有一個(gè)屬性Bitems，其值要和螺栓等級(jí)中Stype類(lèi)型要一一對(duì)應(yīng)。具體作用已在螺栓計(jì)算過(guò)程中說(shuō)過(guò)，再此不過(guò)多贅述。

1.4 BoltSpec的建立

建立BoltSpec需要三步，第一步需要建立螺栓元件，唯一參數(shù)為螺栓的公稱(chēng)直徑，第二步是建立螺栓元件描述和材料描述，第三步在等級(jí)中關(guān)聯(lián)螺栓元件庫(kù)、元件描述、材質(zhì)描述和BLTREF，等級(jí)類(lèi)型為bolting。將建好的BoltSpec關(guān)聯(lián)到PipeSpec中，同時(shí)將PipeSpec的Bltmethod屬性設(shè)置為NEW。

2 其它螺栓連接類(lèi)型

其它螺栓連接類(lèi)型主要包括一般對(duì)夾元件和混合需求的元件類(lèi)型。

對(duì)夾元件結(jié)構(gòu)為F-G-W-G-F，對(duì)夾式元件的連接類(lèi)型以W開(kāi)頭。對(duì)夾式止回閥和墊片的BTSE不用設(shè)置，默認(rèn)為Unset，螺栓計(jì)算程序遇到元件類(lèi)型以G和W開(kāi)頭時(shí)，程序自動(dòng)獲取該元件的P1點(diǎn)和P2點(diǎn)間距，跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)元件。螺栓計(jì)算程序區(qū)域和上述一樣，在此不贅述。

混合型螺栓的BTSE設(shè)置要用到Individual BOLTs方法，且螺栓點(diǎn)編號(hào)要一致，不同的螺栓點(diǎn)單獨(dú)計(jì)算。

3 螺栓的實(shí)際運(yùn)用

(1)在實(shí)際項(xiàng)目中，會(huì)遇到有些與設(shè)備管嘴相連的螺栓材料由設(shè)備廠家提供，此時(shí)在設(shè)計(jì)出料時(shí)就不需要出此螺栓材料。針對(duì)這種情況的常規(guī)解決方法是將與設(shè)備相連法蘭的BSEL(螺栓選擇)屬性值設(shè)置為非A，這時(shí)因?yàn)樵诮˙oltSpec時(shí)，BSEL默認(rèn)值為A。設(shè)置為非A后，螺栓計(jì)算程序正常進(jìn)行，但是不會(huì)出此計(jì)算區(qū)域的螺栓材料。

(2)在實(shí)際項(xiàng)目還經(jīng)常會(huì)遇到管道在法蘭變等級(jí)的情況，例如PN50變PN25。這時(shí)螺栓計(jì)算的SBOL的Xtralength(螺栓額外長(zhǎng)度)屬性值會(huì)優(yōu)先從墊片所在PipeSpec所關(guān)聯(lián)下的BoltSpec中選取。

(3)考慮到工程實(shí)際情況，螺母和墊圈的材料不需要在Isodraft材料單中體現(xiàn)，此時(shí)可以在BoltSpec中不關(guān)聯(lián)螺母和墊圈元件，且在SBOL中不設(shè)置Bitems值，只是將螺母和墊圈以及露頭長(zhǎng)度匯總后寫(xiě)入SBOL的Xtralength屬性中。

4 結(jié)語(yǔ)

螺栓計(jì)算過(guò)程雖然復(fù)雜，但是在正確理解和掌握螺栓計(jì)算過(guò)程后，正確設(shè)置每一細(xì)節(jié)過(guò)程，螺栓計(jì)算也是可以突破的。