對三維管道設計在化工領域的運用論述

孫雙琴

【摘要】本文主要分析了三維管道設計在化工領域的運用，重點介紹了三維管道的設計流程以及三維模型軟件在化工設計中的具體應用，從而更好的滿足復雜環境下化工管道的設計要求。通過對三維管道設計在化工領域運用分析，能夠提高管線設計效率，為化工管道設計提供了解決方案，促進企業投資效益的提高。

【關鍵詞】三維管道設計;三維建模軟件;具體應用

隨著化工行業的快速發展，設計單位對設計質量，方案優化，設計工期提出了更高的要求，傳統的二維設計已經無法滿足市場的需求。三維模型設計在市場上的引用已經有十幾年的時間，因為具有直觀性高、設計質量高等優勢，受到人們的青睞。

1.三維模型軟件

俗話說得好，工欲善其事必先利其器。要成為一名優秀的設計者，必須要先了解哪些工具和軟件能幫助自己更高效便捷的完成圖紙設計工作，呈現最好的效果。現在市場上應用最廣泛的三維模型軟件是PDS、SmartPlant 3D、PDMS。近幾年數字化工廠的普及和應用也越來越廣泛，三維模型作為數字化工廠的技術基礎和支柱，得到了不斷改進和提高。

2.三維管道設計流程

2.1建數據庫

以SmartPlant 3D為代表的三維模型軟件的工作模式是將數據和模型放置在服務器上，設計者在客戶機上工作，設計者是以材料數據庫為基礎進行三維建模設計的。數據庫的建立是由數據庫管理員將材料等級表中的信息輸入到數據庫中，其中包括標準化和定制化元件庫、管道等級庫以及圖形庫等等。通過對各類管道的碰撞條件、單位制度以及元件類型進行統籌，在圖形庫的作用下，能夠將元件數據調用，直接對應上建模數據的調用。

2.2管道建模

三維管道建模主要是設計者通過三維模型軟件，按照工藝流程圖將設備建模中的管嘴作為起點和終點來配管。一般來說三維管道建模軟件通過鏡像和復制等操作命令能夠快速的進行配管，同時利用軟件相關的管道數據編輯器來修改和刪除已經配管的管件參數。結果展示見圖

管道設計通常在一個項目里是最費時的工作，也是產生問題最多的。三維管道建模具有布局美觀、經濟實惠、容易操作、有較高安全性以及容易進行后續維護等很多優勢，相比傳統的配管方式，其配管效率以及配管質量被大大提高。

2.3模型審查

在整個設計流程中，模型審查是必不可少的一個環節，通常分為30%，60%和90%設計階段控制點，模型審查分為內部評審（各專業之間進行校核）和聯合評審（業主和設計方共同舉行的正式評審）。審查通過智能三維模型審查軟件進行演示，可以直觀的呈現工廠模型，供設計方、業主及會審專家共同討論。審查中有問題也可以在軟件里直接進行截圖和批注方式記錄問題，一邊審查一邊記錄，有效避免遺漏問題，也方便后期修改。等后期關閉審查意見時，通過截圖對比，一目了然。隨著技術的不斷發展，現在可以進行模型遠程審查，這樣可以節省時間，節省成本。

現在化工設計中運用的智能三維模型審查軟件主要是SmartPlant Review和Navisworks。智能三維模型審查軟件不光在模型審查時有著重要的作用，同時在設計過程及施工過程中也起著不可或缺的作用。整個工廠的設計建模是一個龐大的工程，它需要各專業的相互配合才能完，因此我們需要將不同專業的模型整合成一個模型，不斷更新，利用三維模型審查軟件查看模型，及時了解建模情況，發現問題及時溝通，這樣可以提高工作效率和協作效率，減少在工程設計中出現的問題。后期施工單位在施工前和施工中也可以通過3D模型直觀的了解項目情況，在施工前預測和避免潛在問題。

2.4管道支架建模

管道支架作為管道的支撐結構，在管道設計中是很重要的一環。隨著三維模型軟件的應用，管架的出圖，材料統計也越來越方便?，F在很多大公司在三維模型軟件的基礎上對管架軟件進行了開發、利用，三維模型建好圖紙及材料就能自動生成了，結果展示見圖

2.5出圖

在管道建模工作完成后，我們利用三維模型軟件提取管道軸測圖、管道平面布置圖、材料表等。

3與傳統二維管道設計對比優勢

3.1一致性

三維管道設計建模是建立在數據庫基礎上，所有管道模型信息都來自于數據庫，從而保證了管道建模的一致性。

3.2智能化、準確率、速度快

傳統的二維設計是設計者將三維立體圖通過三向視圖表示出來，材料統計也需要設計者逐個輸入統計，難免出現差錯和缺漏。而三維管道設計中可以通過三維模型軟件進行模型碰撞檢查、模型錯誤檢查、介質流向檢測以及各個管件、閥件數據匹配檢查。在三維管道設計中三維模型軟件的應用，可以直觀、合理的布線，從而達到更加準確的出圖及材料的輸出，進而提高工作速度及工作效率。

3.3形象化

三維管道設計中可以實時看到建模情況，我們將各專業的模型整合成一個三維模型，對整個工廠進行REVIEW，避免失誤的存在，同時我們還可以通過渲染效果給人強烈的視覺效果。

4.總結

簡而言之，化工領域管道設計中同時使用三維模型軟件有效的提高了設計效率，保證了設計的精確度，應用效果較好。雖然相比較傳統的設計方法，其準備工作更多，但是提高了設計的形象程度，保證了設計的質量，促進了管道工程現代化和數字化的發展，降低了配管工藝的設計成本，減少了人力勞動。在信息化時代背景下，網絡技術和人工智能技術的應用是化工管道設計領域的主要發展趨勢，要對三維模型軟件設計進一步發掘，促使配管工藝逐漸走向科學化和智能化。

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