SolidWorks Routing在管道工程中的應用

段彪王 賀旭明 崔少平

【摘? 要】隨著科學技術的發展和市場競爭的日趨激烈，用戶對于產品設計及制造等各方面要求越來越嚴格，三維設計制造已逐漸成為裝備制造業發展的新趨勢。論文通過管線設計及管線預制兩個方面，詳細介紹了SolidWorks Routing在管道工程中的應用。

【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.

【關鍵詞】SolidWorks Routing;管道工程;管線設計;管線預制

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

【中圖分類號】TE978? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）08-0191-02

1 引言

化工管道系統是化工廠的主要組成部分，管道系統是由管道、管路零件（法蘭、彎頭、閥門等）、管道附件（管道支撐、管道保溫層）等組成;用于管道內部介質的控制與輸送，是化工單元設備之間介質傳遞的重要部件，被稱為化工生產的神經網絡。管道系統自身錯綜復雜，通常是由一條主干管道上生成多條分支管路，形成三維的網絡狀結構。

傳統管道的二維平面設計方法是在固定的坐標基準中進行管道及管道零部件的空間布置，用固定的觀察角度（一般為軸側視圖）來表達管道系統之間的空間關系。有時由于管道系統分支數量較多、規格差異較大，為表達清楚所有的管路分支，有時不得不采用一些特殊的制圖方法，如分段視圖、旋轉視圖等。如果給定的坐標或者觀察角度發生了移動、旋轉等變化，就必須重新在平面圖上繪制管道線路圖，所以傳統的管道二維平面圖是比較煩瑣抽象的。

管道系統的三維設計方法變傳統的平面設計為三維設計，使管道系統設計立體化和形象化。SolidWorks Routing是SolidWorks專門用來管道設計插件，可進行電氣、軟管、硬管設計。SolidWorks Routing為設計者提供了一個高效的管道設計平臺，在此平臺上借助SolidWorks Routing的功能用戶可以方便地訂制出符合自身需求的三維參數化管道設計環境，有效地提升管道設計和工程施工的準確性，加快管道設計進度。

2 在管線設計中的應用

化工管道被視為“化工企業的命脈”，化工管道設計在石油化工工程設計公司中逐漸占據主導地位。在詳細工程設計階段，管道設計工作量約占總工作量的30%～40%[2]。因此，成套設備之間的管道設計是成套設備設計中必不可少的一部分。在使用SolidWorks Routing進行成套設備之間的管道設計時，對需要連接的管口添加線路點和步路連接點，即可自動步路（在給定的兩個連接點之間，按指定的步路模式進行步路）、拖放步路（從設計庫中拖動所需的管道元件）進行管線設計。

SolidWorks Routing管道設計主要有以下幾個優點：

①提高了設計效率。當設計者從設計庫中拖拽所需的管路元件或者使用3D草圖功能來進行管道的設計時，自適應的選擇過濾器會根據步路點的屬性自動地選取正確的配置管路元件，并可以將管道線路圖單獨輸出，簡化了管道設計的步驟。

②減少了管道設計的錯誤。傳統的二維平面管道圖，非常容易出現設備管道等的碰撞、遺漏、對某些管道的表達不清或多張圖紙對同一管道表達不一致等問題。SolidWorks Routing建立的管道系統的三維模型，能直觀、真實地反映各個管道及零部件在空間中與化工設備的關系。SolidWorks Routing建立的管道系統的具有“所見即所得”的直觀表達方式[3]，可以有效解決傳統管道設計時管道的“錯、漏、碰、缺”等問題。

③便于管道系統設計的修改優化。SolidWorks Routing在管道設計時，管道元件之間的配合是全參數化，并且通過拖拽管道中心線就能完成管道位置和長度的修改，便于管線設計的后期更改，從而使得管道系統設計方案的優化變得十分容易。

3 在管線預制中的應用

為減少管道安裝現場的施工量，提高管道的施工質量（尤其鈦材、哈氏合金等稀有金屬材料管道對焊接、安裝環境及表面防污染要求高等情況下），提高管道安裝效率，縮短化工廠的投產周期，通常情況下化工廠會對設計好的管道線路進行預制。

管線預制首先要把傳統的管線設計圖拆解成配管平面圖，然后根據管線設計圖、配管平面圖、材料到貨情況、運輸安裝限制等，將管線設計圖進行區域劃分。按照分區后的管線圖進行分段下料、組對、焊接制作。管線的預制深度隨著實際情況會進行變更，從而增大了管線預制的難度與不確定性。

當使用SolidWorks Routing進行管線圖預制時主要有以下幾個優點：

①避免了管線拆解圖的繪制。傳統的管線設計圖在拆解時，通常情況下會把傳統三維管線設計圖拆解成二維的管線拆解平面圖，并且需要在拆解平面圖上詳細羅列出該管線上的所有規格的管道、管道零件、管道附件，待業主確認過后才能進行管線的預制工作。SolidWorks Routing建立的管道系統的三維模型能夠自動生成所需的管道明細表，并且可以在左側的設計樹中隨時點擊查看各管線所在位置、規格等，避免了大量的管線圖拆解工作。

②便于對管線圖進行分區。SolidWorks Routing三維管線圖模型，可以非常直觀地表達管線圖中各單根管道的方位及長度等，便于技術人員根據管線預制深度的變化對管線分區圖進行變更，并利于對現場安裝管道進行最優選擇和增加施工留量。

③減少預制錯誤。當按照拆解后的管線配管平面圖進行分區制作時，在管線圖的一些特殊畫法區域，尤其如管線分段圖的連接處、管臺支路等，經常出現管道方位組對錯誤等現象。SolidWorks Routing三維管線圖模型可以很大程度地降低此類錯誤，并減少了技術人員在組對時對各支路管線的方位坐標計算。

4 結語

技術人員可以根據國家標準及企業標準，通過SolidWorks系列零件設計表功能，建立適合本公司的管道零部件設計庫;SolidWorks Routing也可以對管道的規格、長度、重量進行統計計算，減少了各相關人員的工作量;縮短管線設計周期和制造周期，有效地提高了公司在市場中的競爭力。總之，SolidWorks Routing是一款高效優良的管道設計軟件，在管道工程中有著光明的前景。

【參考文獻】

【1】安銳明.SolidWorks在管道設計中的應用[J].CAD/CAM與制造業信息化，2007（01）：52-54.

【2】田卉.談PDS在化工管道設計中的應用[J].化學工程與裝備，2008（01）：38-43.

【3】黃波，韋彬，李志勇，等.基于SolidWorks的選煤廠車間三維設計[J].煤炭工程，2014（03）：23-25.