全夹套式夹套管在PDS系统中的建模设计要点

李杨(华陆工程科技有限责任公司 陕西省西安市710065)

全夹套式夹套管主要应用于对保持管内物料温度要求较高的情况，其内管完全包裹于夹套外管内部，管线上的阀门采用全夹套式阀门，管线上的导淋及放空均采用全夹套式阀门。

PDS三维工厂设计系统主要用于工厂管道走向设计、碰撞检查、材料统计以及绘制管道空视图(轴测施工图)等，对于全夹套式夹套管的设计建模并未进行开发独立的模块。本文就应用PDS系统进行全夹套式夹套管设计、建模、材料统计、管道空视图抽取进行了讨论和总结。

一、模型及区域的划分

对于PDS系统，同一物理坐标处不允许出现两条管线的segment中心线，但夹套管内管、外管属于中心线重合的情况，如果在同一模型中的同一物理坐标处对内管外管同时建模，将被系统视为错误和碰撞，将影响管道空视图的生成。未避免上述错误，采取下列方法：

1.在Project Environment Manager命令下的Create De⁃sign Area命令中分别建立夹套外管区域和夹套内管区域：

2.在Project Environment Manager命令下的Create Model命令中，分别在夹套内管、外管区域内建立管道模型：

(1)在0001区域下建立夹套内管模型

(2)在0001J区域下建立相应的夹套外管模型

采用上述方法进行夹套内管和外管的分区，并按照对应关系将管道建立进正确的模型空间分区，即可正常抽取空视图和管道材料清单。

二、夹套内管模型与外管模型设计建模要点

夹套管在设计和建模时，除满足工艺配管要求之外，还需考虑全夹套外管的安装空间和操作使用要求。一般来说在完成二维平面管道走向研究之后，建模过程中仍存在许多影响夹套管设计的因素，下文将就各种夹套管使用到的内管外管管件在建模中需要注意的情况进行分类讨论。

1.全夹套式阀门建模

以蒸汽为夹套加热介质为例，全夹套式阀门的内管及外管建模如上图所示。其中：

(1)内管模型中搭建夹套内管、夹套式法兰、夹套式阀门。

(2)外管模型中搭建夹套外管，至内管的夹套式法兰外侧停止(应根据选用的夹套式法兰形式确定外管停止位置)；搭建伴热介质联通管及两套夹套阀门拆卸用法兰。应根据夹套式阀门伴热介质进出口的位置，适当增加联通管上弯头的个数，以满足安装材料数量需求。

上述建模方式可满足夹套内管与夹套外管分别生成独立的管道空视图，避免出现模型断点。

单片法兰的建模方式可参考本条。

2.常规管件的建模

(1)同心异径管建模

如上图所示，外管异径管大端应位于图示的内管异径管大端的右侧，避免出现碰撞。

(2)偏心异径管建模

夹套管设计中很少出现偏心异径管的情况，该情况主要出现在泵的入口处的配管，由于内管偏心异径管与外管偏心异径管的偏心距离不同，导致夹套管内外管安装偏心异径管之后，内外管中心线出现偏离，影响施工安装与保温效果，如下图所示：

为避免这种情况，应将外管偏心异径管单独进行旋转，至两边中心线重合或几乎重合处，之后与两边支管段相连，并在外管偏心异径管属性(Attributes)中的remarks下进行标注，以便施工人员进行坡口施工。

(3)弯头与支管的建模

应根据内管选用的弯头半径选取同样曲率半径的外管弯头。例：内管弯头采用1.5倍D弯头时，外管弯头需采用1倍D短半径弯头进行建模。建模时应注意内外管中心线物理重合。

当内管支管采用支管连接件而非三通或开孔焊接时，应注意外管三通是否与支管连接件出现碰撞，如发生碰撞，则需采取扩大外管支管尺寸三通加同心异径管形式进行建模。如下图：

3.夹套管专用管件建模

区别于普通管道，夹套管在设计安装时需要加装专用管件：定距板(导向板)、挡板、防冲板等。

(1)定距板(导向板)用来支撑内管和外管，采用均布焊接在内管管壁上。根据其施工位置和施工顺序，定距板应在夹套内管模型内进行建模，可采取逻辑管架方式进行建模，也可采取在管道模型中建模的方式。下面将详细论述在管道模型中建模的方法及优点：

在夹套管内管模型中，需要设立定距板的位置处，建立DN15的支管连接件Rweld，之后连接特殊件(位号处填写定距板)，属性栏中remarks处填写其外形尺寸信息，对于特殊件及其描述出现在管道空视图材料列表中的系统，也可在特殊件位号处填写专门的编号，之后将其详细信息通过特殊件描述后台文件自动写入管道空视图中。其优点在于定距板安装位置和相关信息将出现在夹套管内管管道空视图中，方便施工人员读图施工。减少了后期管道空视图手工处理的工作量，提高了工作效率。如下图：DJB表示定距板。

(2)挡板主要用于复杂的管路和不同的压力降等原因造成的加热不均匀的情况。根据其施工位置和施工顺序，端板应在夹套管外管模型内进行建模，采用对焊式特殊件，按其厚度输入厚度尺寸，之后在属性栏中remarks处填写其外形尺寸信息。如下图：DB表示挡板。

(3)防冲板主要应用于伴热介质采用0.7MPa以上蒸汽时，防止蒸汽对夹套内管管壁的冲刷造成内管损坏的情况。根据其施工位置和施工顺序，防冲板应在夹套内管模型内进行建模。

在需要设置防冲板处建立DN15的支管连接件Rweld，之后连接特殊件(位号处填写防冲板)，属性栏中填写外形尺寸信息。防冲板做法与定距板类似，不再附图。

4.普通元件上需要特殊注明的信息

(1)在夹套管外管模型中，剖切三通、剖切短管、剖切异径管信息均需标注在属性栏的remarks中进行标注，该信息将出现在管道空视图中指导施工人员施工。

(2)剖切短管也是夹套管设计中常用的施工元件，建模时也需将该信息反应在模型中。在Place界面下点击Place Pipe后，将Variable Length Pipe命令条点击变为Fixed Length Pipe，之后输入长度或选取端点放置管道，之后在该段短管属性Remarks中注明该段短管为剖切管。如下图：PQG表示剖切管。

结束语

本文详细论述了如何在PDS三维工厂设计系统下实现全夹套管建模的方法，解决了PDS三维工厂设计系统设计夹套管的问题，按本文方法进行全夹套式夹套管的设计建模，生成的施工图可以清楚表示设计人的意图，指导施工人员顺利按图施工。其优势还在于无需进行大量的后台设置以及无需对PDS进行系统开发，对于开发能力较弱的设计单位有一定现实意义。

[1]顾英,张彦天,郑明峰.夹套管设计规定.中国石化集团兰州设计院标准SLDI333C06-2001.

[2]艾顶立.夹套管配管设计和施工的要点[J].安装，1999，(03).

[3]琚保国.夹套管安装浅释[J].安装，1994，(5).