PDMS中螺栓建庫與實際運用

鄒培軒，劉欣玉，臺寧寧

(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，螺栓長度是在Isodraft(軸測圖)模塊自動計算出來的，其計算過程復雜易錯。在螺栓相關設置過程中，若有一步設置不當，Isodraft材料單中將不能顯示螺栓長度，或顯示長度有誤。若螺栓長度過長，螺栓容易生銹，且影響拆裝。螺栓長度過短，則起不到連接作用，導致材料浪費。

對于具體項目，螺栓在整個管道材料中費用占比大約為3%，而且螺栓會在管道預制后現場安裝時密集使用，螺栓有問題會影響到施工的進度。因此設計人員應該準確理解螺栓計算過程，熟練掌握不同螺栓連接類型下的設置方法。本文以法蘭-墊片-法蘭連接類型為例，詳細介紹螺栓計算的正確設置方法。

1 螺栓計算過程

螺栓計算過程如圖1所示。

圖1 螺栓計算過程

首先明確PDMS軟件螺栓計算規則：在遇到連接形式以F(法蘭連接)或者L(松套連接)開頭的元件，螺栓長度開始計算。如果下一個元件的連接類型以G(墊片)或者W(對夾式元件)開頭，得到P1到P2點的距離，繼續到下一個元件。在第二個元件的連接形式以F或者L開頭的元件出結束。

對于法蘭-墊片-法蘭連接類型，各元件連接類型首字母依次為F-G-F。

在Isodraft模塊出軸測圖時，當程序檢測到PipeSpec(管道等級)下某條管線的Catref(元件關聯)的連接類型是以F開頭，且PipeSpec的Bltmethod(螺栓計算方法)屬性設置為NEW時，螺栓計算自動啟動。首先會通過SPCO(等級元件)的Catref屬性找到SCOM(元件)，通過SCOM的Blrfarray(螺栓參考組)屬性找到第一個元件關聯的BTSE(螺栓集)，記錄為BTSE1，螺栓計算繼續執行。第二個元件為墊片，連接類型是以G開頭，自動獲取該元件的P1點和P2點間距，跳轉到下一個元件。第三個元件為法蘭，連接類型是以F開頭，則按第一個元件方法找到其關聯的BTSE，記錄為BTSE2。

然后軟件自動比對BTSE1和BTSE2的關鍵屬性值，如果兩者之間不一致，則程序自動停止，螺栓長度計算沒有結果。如果兩者關鍵屬性值一致，則程序記錄BTSE1和BTSE2的BTHK(螺栓厚度)值。

軟件通過BTSE的BDIA(螺栓公稱直徑)和BTYP(螺栓類型)屬性找到PipeSpec所關聯的BoltSpec，再通過BoltSpec的BLTREF(螺栓關聯)找到SBOL(單個螺栓列表)的附加長度。通常會被忽略的是，程序還會通過SBOL的Bitems(螺栓項)名稱返回到BoltSpec中查找對應的Stype(子類型)。如果在BoltSpec中找不到對應的Bitems，則不僅螺栓計算程序停止，而且軸測圖不能正常繪制，顯示****not select。如果在BoltSpec中找到了對應的Bitems，則獲取Bitems附加長度值，計算出實際螺栓長度。然后通過SBOL關聯的Nstdblength(標準螺栓長度)屬性找到關聯的DTAB(直徑表)圓整到標準長度，螺栓計算程序結束，軸測圖材料區正常出螺栓長度。

1.1 BTSE的設置

BTSE主要包括BDIA、NOFF(螺栓個數)、BTYP和BTHK這四個關鍵屬性。BTYP默認值為BOLT(螺栓)，在PDMS軟件中BOLT表示不指定的類型，由BoltSpec中的缺省螺栓類型確定。BTHK默認值為RPRO FLTH，這是因為在建法蘭元件時，預先對法蘭厚度建了數據集，DKEY屬性設為FLTH，Pproperty屬性指向法蘭厚度參數。其余BTSE屬性例如Purpose、Gtype、Function和Description為非關鍵屬性可以填寫也可以不填。

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

法蘭通常只需要關聯一套BTSE，但還有一些元件BTSE的設置較為特殊。例如安全閥和帶法蘭的三通，安全閥有兩個連接點，因此需要關聯兩套BTSE，而且BTSE的關聯順序是先P1點后P2點。帶法蘭三通有三個連接點，因此要關聯三套BTSE，而且BTSE的順序是首先P1然后P2最后P3點，其他情況可以以此類推。

1.2 LTAB的設置

LTAB(螺栓長度)下可以包含多個公稱直徑的DTAB，主要是被SBOL關聯，將螺栓計算長度圓整到標準長度。軟件標準長度取值規則如下，首先設定默認標準長度間距為5mm，程序計算的螺栓實際長度范圍為150.1至150.9mm，則圓整后標準長度為150mm。若程序計算結果為151.0至154.9mm，則圓整后標準長度為155mm。

1.3 BLIS的設置

BLIS表示單個螺栓列表，BLIS下包含一個壓力等級下多個不同公稱直徑的SBOL， 主要用途是被BoltSpec關聯，將Bitems值加入到累計螺栓長度中。SBOL有一個屬性Bitems，其值要和螺栓等級中Stype類型要一一對應。具體作用已在螺栓計算過程中說過，再此不過多贅述。

1.4 BoltSpec的建立

建立BoltSpec需要三步，第一步需要建立螺栓元件，唯一參數為螺栓的公稱直徑，第二步是建立螺栓元件描述和材料描述，第三步在等級中關聯螺栓元件庫、元件描述、材質描述和BLTREF，等級類型為bolting。將建好的BoltSpec關聯到PipeSpec中，同時將PipeSpec的Bltmethod屬性設置為NEW。

2 其它螺栓連接類型

其它螺栓連接類型主要包括一般對夾元件和混合需求的元件類型。

對夾元件結構為F-G-W-G-F，對夾式元件的連接類型以W開頭。對夾式止回閥和墊片的BTSE不用設置，默認為Unset，螺栓計算程序遇到元件類型以G和W開頭時，程序自動獲取該元件的P1點和P2點間距，跳轉到下一個元件。螺栓計算程序區域和上述一樣，在此不贅述。

混合型螺栓的BTSE設置要用到Individual BOLTs方法，且螺栓點編號要一致，不同的螺栓點單獨計算。

3 螺栓的實際運用

(1)在實際項目中，會遇到有些與設備管嘴相連的螺栓材料由設備廠家提供，此時在設計出料時就不需要出此螺栓材料。針對這種情況的常規解決方法是將與設備相連法蘭的BSEL(螺栓選擇)屬性值設置為非A，這時因為在建BoltSpec時，BSEL默認值為A。設置為非A后，螺栓計算程序正常進行，但是不會出此計算區域的螺栓材料。

(2)在實際項目還經常會遇到管道在法蘭變等級的情況，例如PN50變PN25。這時螺栓計算的SBOL的Xtralength(螺栓額外長度)屬性值會優先從墊片所在PipeSpec所關聯下的BoltSpec中選取。

(3)考慮到工程實際情況，螺母和墊圈的材料不需要在Isodraft材料單中體現，此時可以在BoltSpec中不關聯螺母和墊圈元件，且在SBOL中不設置Bitems值，只是將螺母和墊圈以及露頭長度匯總后寫入SBOL的Xtralength屬性中。

4 結語

螺栓計算過程雖然復雜，但是在正確理解和掌握螺栓計算過程后，正確設置每一細節過程，螺栓計算也是可以突破的。