对三维管道设计在化工领域的运用论述

孙双琴

【摘要】本文主要分析了三维管道设计在化工领域的运用，重点介绍了三维管道的设计流程以及三维模型软件在化工设计中的具体应用，从而更好的满足复杂环境下化工管道的设计要求。通过对三维管道设计在化工领域运用分析，能够提高管线设计效率，为化工管道设计提供了解决方案，促进企业投资效益的提高。

【关键词】三维管道设计;三维建模软件;具体应用

随着化工行业的快速发展，设计单位对设计质量，方案优化，设计工期提出了更高的要求，传统的二维设计已经无法满足市场的需求。三维模型设计在市场上的引用已经有十几年的时间，因为具有直观性高、设计质量高等优势，受到人们的青睐。

1.三维模型软件

俗话说得好，工欲善其事必先利其器。要成为一名优秀的设计者，必须要先了解哪些工具和软件能帮助自己更高效便捷的完成图纸设计工作，呈现最好的效果。现在市场上应用最广泛的三维模型软件是PDS、SmartPlant 3D、PDMS。近几年数字化工厂的普及和应用也越来越广泛，三维模型作为数字化工厂的技术基础和支柱，得到了不断改进和提高。

2.三维管道设计流程

2.1建数据库

以SmartPlant 3D为代表的三维模型软件的工作模式是将数据和模型放置在服务器上，设计者在客户机上工作，设计者是以材料数据库为基础进行三维建模设计的。数据库的建立是由数据库管理员将材料等级表中的信息输入到数据库中，其中包括标准化和定制化元件库、管道等级库以及图形库等等。通过对各类管道的碰撞条件、单位制度以及元件类型进行统筹，在图形库的作用下，能够将元件数据调用，直接对应上建模数据的调用。

2.2管道建模

三维管道建模主要是设计者通过三维模型软件，按照工艺流程图将设备建模中的管嘴作为起点和终点来配管。一般来说三维管道建模软件通过镜像和复制等操作命令能够快速的进行配管，同时利用软件相关的管道数据编辑器来修改和删除已经配管的管件参数。结果展示见图

管道设计通常在一个项目里是最费时的工作，也是产生问题最多的。三维管道建模具有布局美观、经济实惠、容易操作、有较高安全性以及容易进行后续维护等很多优势，相比传统的配管方式，其配管效率以及配管质量被大大提高。

2.3模型审查

在整个设计流程中，模型审查是必不可少的一个环节，通常分为30%，60%和90%设计阶段控制点，模型审查分为内部评审（各专业之间进行校核）和联合评审（业主和设计方共同举行的正式评审）。审查通过智能三维模型审查软件进行演示，可以直观的呈现工厂模型，供设计方、业主及会审专家共同讨论。审查中有问题也可以在软件里直接进行截图和批注方式记录问题，一边审查一边记录，有效避免遗漏问题，也方便后期修改。等后期关闭审查意见时，通过截图对比，一目了然。随着技术的不断发展，现在可以进行模型远程审查，这样可以节省时间，节省成本。

現在化工设计中运用的智能三维模型审查软件主要是SmartPlant Review和Navisworks。智能三维模型审查软件不光在模型审查时有着重要的作用，同时在设计过程及施工过程中也起着不可或缺的作用。整个工厂的设计建模是一个庞大的工程，它需要各专业的相互配合才能完，因此我们需要将不同专业的模型整合成一个模型，不断更新，利用三维模型审查软件查看模型，及时了解建模情况，发现问题及时沟通，这样可以提高工作效率和协作效率，减少在工程设计中出现的问题。后期施工单位在施工前和施工中也可以通过3D模型直观的了解项目情况，在施工前预测和避免潜在问题。

2.4管道支架建模

管道支架作为管道的支撑结构，在管道设计中是很重要的一环。随着三维模型软件的应用，管架的出图，材料统计也越来越方便。现在很多大公司在三维模型软件的基础上对管架软件进行了开发、利用，三维模型建好图纸及材料就能自动生成了，结果展示见图

2.5出图

在管道建模工作完成后，我们利用三维模型软件提取管道轴测图、管道平面布置图、材料表等。

3与传统二维管道设计对比优势

3.1一致性

三维管道设计建模是建立在数据库基础上，所有管道模型信息都来自于数据库，从而保证了管道建模的一致性。

3.2智能化、准确率、速度快

传统的二维设计是设计者将三维立体图通过三向视图表示出来，材料统计也需要设计者逐个输入统计，难免出现差错和缺漏。而三维管道设计中可以通过三维模型软件进行模型碰撞检查、模型错误检查、介质流向检测以及各个管件、阀件数据匹配检查。在三维管道设计中三维模型软件的应用，可以直观、合理的布线，从而达到更加准确的出图及材料的输出，进而提高工作速度及工作效率。

3.3形象化

三维管道设计中可以实时看到建模情况，我们将各专业的模型整合成一个三维模型，对整个工厂进行REVIEW，避免失误的存在，同时我们还可以通过渲染效果给人强烈的视觉效果。

4.总结

简而言之，化工领域管道设计中同时使用三维模型软件有效的提高了设计效率，保证了设计的精确度，应用效果较好。虽然相比较传统的设计方法，其准备工作更多，但是提高了设计的形象程度，保证了设计的质量，促进了管道工程现代化和数字化的发展，降低了配管工艺的设计成本，减少了人力劳动。在信息化时代背景下，网络技术和人工智能技术的应用是化工管道设计领域的主要发展趋势，要对三维模型软件设计进一步发掘，促使配管工艺逐渐走向科学化和智能化。

【参考文献】

[1]杨繁.三维设计软件PDMS与SP3D的应用比较[J].广州化工，2017，（21）：135-137.

[2]崔洪然，马超，张发，陈欣，高杰.三维设计软件在海洋平台模块钻机管道设计中的应用[J].石油和化工设备，2017，（5）：98-101.

[3]三维模型管道设计，医药化工所，2020.

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