Smap3D Piping Design: 3D-проектирование трубопроводов

Основы конструирования трехмерных трубопроводных систем

Smap3D Piping работает как надстройка для поддерживаемых конструкторских САПР.  Программа автоматизирует процесс конструирования и внесения изменений в 3D-системы трубопроводов, выполненных в виде трехмерных сборок. Эту трудоемкую задачу инженеру или проектировщику трубопроводной системы в противном случае пришлось бы выполнять с большими усилиями и в несколько отдельных шагов.

В основе такого высокоавтоматизированного 3D-проектирования трубопроводов лежит использование классов труб. Под классами имеются в виду таблицы спецификаций (технических характеристик) труб, где определяется принадлежность компонентов (соединительной арматуры, фланцев и пр.) к отдельным компаниям и подразделениям, либо задаются характеристики системы трубопроводов с учетом особенностей конкретного проекта. Ряд дополнительных функций и параметров управляют поведением программного обеспечения при его применении  в соответствии с используемыми классами труб.

Можно определить необходимые параметры для проведения внутренней программной проверки достоверности конструкции конструкции (например, максимальные и минимальные длины труб). Существующие классы труб хранятся в системе централизованно в виде единого файла. Такое централизованное хранение:

• облегчает сопровождение и управление классами труб;
• обеспечивает высокую степень автоматизации;
• предотвращает появление отдельных ошибок при создании труб пользователем;
• благодаря чему гарантируется высокая надежность процесса.
  

Приложение Smap3D Piping стандартно содержит все необходимые функции для конструирования, сопровождения и управления классами труб (Редактор классов труб – Pipe spec editor).

Вместе с программным обеспечением поставляются примеры классов труб, которые можно применять непосредственно, а также копировать и видоизменять в соответствии с конкретными требованиями.

1. Рабочие приемы по проектированию 3D-систем трубопроводов

Применяя базовый функционал конструкторской САПР, конструктор вычерчивает и задает требуемую трассу трубопроводной системы как траекторию перемещения центральной точки трубопровода в виде линий в 3D. Программа Smap3D Piping анализирует элементы вычерченной линии и автоматически составляет пути прохождения трубопроводов в соответствии с  логическими критериями.  Путь прохождения трубопровода определяет маршрут «непрерывной» трубопроводной системы от одного соединения до другого, независимо от количества составляющих данный путь промежуточных элементов. Дальнейшие новые пути прохождения трубопроводов берут свое начало в каждой ветви. Эти пути ассоциативно связаны с элементами вычерченной в САПР трехмерной линии. Пути прохождения трубопроводов образуют основу создаваемой 3D-системы трубопроводов, которая состоит из соединительной арматуры и труб.

При конструировании трубопроводов по классам труб Smap3D Piping автоматически генерирует полную трубопроводную систему в соответствии с требуемыми классами труб, диаметром, а также другими характеристиками трубопроводной системы. В процессе создания программа выполняет автоматизированное размещение необходимой для прокладки маршрута трубопроводной арматуры в разнообразных стандартных ситуациях (например, изгибы, тройники, фланцы, уплотнения), а также создание всех труб между размещенной арматурой. Это сокращает время проектирования и обеспечивает надежность процесса.

Также можно легко вставить в существующую трубопроводную систему дополнительные компоненты (например, соединительную арматуру и измерительные приборы). Программа Smap3D Piping вычерчивает трубу, ориентируясь на используемые в конструкции трубопроводной системы классы, и позволяет размещать только подходящие компоненты.

После размещения компонентов программа Smap3D Piping распознает новую ситуацию и автоматически обновляет трубопроводы. Данный метод работы обеспечивает высокий уровень надежности при планировании 3D-системы трубопроводов.

При изменении маршрута прокладки трубопроводной системы (путей перемещения средней точки трубопровода) обновление спроектированной системы, т.е. добавление пропущенной и удаление избыточной соединительной арматуры, выполняется в полностью автоматическом режиме с использованием знаний о применяемых классах труб.

При изменении состава существующих трубопроводов – например, при внесении изменений в  класс трубы, изменении диаметра трубы либо другой ее характеристики – программа Smap3D Piping будет работать аналогичным образом с использованием сохраненных определений из классов труб.

Для создания суженных либо расширенных трубопроводов конструктор должен задать только требуемый диаметр и положение этих суженных или расширенных компонентов. Размещение компонентов и полное преобразование измененных деталей трубопровода к новому значению диаметра выполнит программа Smap3D Piping.

При всем обеспечиваемом программой Smap3D Piping уровне автоматизации конструктор, тем не менее, продолжает иметь возможность расширять и редактировать трубопроводную систему в соответствии, применяя для этой цели различные функции, среди которых «Использовать не определенные компоненты», «Поместить
детали» и т.д.

Для конструирования трубопроводных систем программа Smap3D Piping предлагает большое количество процедур автоматического размещения соединительной арматуры в 3D-трубопроводах (методы быстрого размещения QuickPlace).

Важнейшие из них выполняют автоматическое размещение:

• отводов (для всех типовых значений углов);
• тройников нормальных и редуцированных;
• переходных муфт/бобышек вместо редуцированных тройников (для всех типовых значений углов);
• фланцев и уплотнений;
• прямых секций труб между размещенной соединительной арматурой;
• изогнутых секций труб в случае, когда не размещена изогнутая соединительная арматура.
  

Дополнительные интеллектуальные функции автоматизации и прочие функции, облегчающие работу проектировщика  трубопроводов:

• автоматическое сужение и расширение трубопровода;
• автоматическое управление направлением потока;
• разделение труб на секции при достижении максимальной длины;
• размещение соединительных компонентов (например, муфт) при достижении максимальной длины;
• создание сварочных зазоров;
• размещение согласованных отводов для трубопроводов с уклоном;
• создание изоляции;
• простое и быстрое добавление новых автоматически размещаемых компонентов с помощью методов быстрого размещения QuickPlace.
  

3. Функции для труб некруглого сечения

При конструировании трубопроводов в соответствии с классами труб программа Smap3D Piping может также применяться для создания любых профилей некруглого сечения. В 3D-сборке можно быстро и эффективно построить кабельные каналы, магистрали, вентиляционные каналы и т.д. В процессе создания программа использует процедуры полностью автоматического размещения, сходные с применяемыми для прокладки профилей круглого сечения.

Важнейшими являются функции автоматического размещения:

• формованных отводов под 45 и 90 градусов;
• формованных тройников под 45 и 90 градусов с идентичными и редуцированными профилями;
• фланцев и кольцевых прокладок;
• формованных труб между размещенной соединительной арматурой;
• труб фиксированной длины.

Специальное функциональное расширение дает возможность учесть ориентацию конкретных компонентов (влево / вправо и вверх / вниз).

Преимущества использования:‍

• использование всех определений из схем трубопроводов при совместной работе с программой Smap3D P&ID;
• доступная обширная библиотека стандартных 3D-деталей;
• библиотека легко дополняется любыми компонентами;
• автоматическая генерация законченных трубопроводных систем;
• гибкое размещение дополнительных компонентов (интерактивно либо под управлением Smap3D P&ID);
• автоматическое обновление после внесения изменений;
• возможность задания углов отвода;
• содержит все инструменты, необходимые для создания и сопровождения классов труб;
• простота использования, быстрота освоения пользователем;
• единый инструмент для конструирования трубопроводов круглого и некруглого сечения;
• обнаружение пересечений / столкновений при помощи базовой конструкторской САПР;
• автоматическое создание чертежей при помощи базовой конструкторской САПР;
• автоматическое создание ведомостей материалов / спецификаций;
• автоматическое создание изометрического представления трубопроводов с помощью Smap3D Isometric;
• анимация с обходом системы при помощи базовой конструкторской САПР