管道机械设备自动敷设设计方法的实践

李杰

唯特利管道设备（大连）有限公司 辽宁大连 116000

通常情况下，管道机械设备具有强烈的复杂性，而且在维护和养护方面又有着鲜明的诉求，所以在进行自动敷设设计时，为了满足这些需求和效果，必须秉承一定的原则。但就目前的实际情况而言，相关行业并没有一套完整的、统一的管道敷设标准，所以相关部门必须基于目前已有的信息和素材，结合相关标准和执行规范，总结出新的原则和执行标准，包括管道的公称尺寸、导管的尺寸、所要执行的经济标准和原则、管路端口处延伸规则、管路敷设最小间隙规则、尽量沿安装边敷设规则、管路敷设可装配性原则、管路敷设弯曲规则、空间规则、尽量避开热源、长管路敷设、流体管路敷设。

1 管道机械设备自动敷设的方法

管道机械设备自动敷设的关键点（或方法）主要包括这样两种类型：

1.1 分支管道的自动敷设

在复杂的管道体系当中，分支管道十分常见，在对其进行自动敷设时需要把握这样两个细节：

首先，必须解决管道支点物理位置不确定——这个问题，而为了达成这一目标，工作人员可以将管道支路视作两种较为简单形式的复合；

其次，因为分支点大多是在同一个端点、同一个位置的尽头。但对于中点分支的形式而言，其更多的是针对分支管道直径比主管道直径小的情况[1]。

1.2 管路协同的敷设设计

就管路敷设状态而言，当下围绕其所开启的研究依然集中在单根管路的敷设方面。但是伴随科学技术的不断发展与进步，管路协同的敷设设计被提出了更高的要求，意味着在实际施工过程中，不仅需要考虑敷设环境等一系列明确的外部环境及因素，还需要考虑其它管路的敷设情况。针对此类情况，管道敷设设计必须从传统的静态敷设走向动态，从单向走向协同。

2 管道机械设备自动敷设的评价方法

管道机械设备的自动敷设还有一个主要功能在于为管道的实际敷设提供相对可靠的设计方案和实施路径。但为了考量该套设计方案是否具有可行性，是否具有被优化的空间，则需要对其进行综合性的评估和考量，只有确定其确实符合各项基本原则，才能予以使用，否则一旦发现过程中存在设计的纰漏或违背基本原则的部分，后续将会触发一定的事故和隐患，带来难以想象的损失。

所以，管道自动敷设设计必须以在特定环境下能够满足应用环境、工作制表的各项数据为硬性目标，确保所有的目标都能够达到最佳状态。对管道机械设备自动敷设设计是否成功进行评判，关键就在于其是否能够满足大多数的设计目标，是否是最佳方案。作为空间规划的重要案例，管道系统布置充斥着复杂性，究其原因在于这种布置并不是简单意义上在平面系统内的位置划归、空间几何设计，其必须要考虑到设计的有效性和实用性问题[2]。毕竟在绝大多数情况下，管道系统布置需要借助机械设备的主体设计行为来有所实现，这在无形中会让顾安道系统布置的局限性变得更加清晰、但同时也充斥着多变的特征与结论。比如在管道敷设系统设计和规划的过程中会面临一系列的不确定因素，具体包括管路及其附件的几何尺寸、布置空间（或环境）的几何形态、管路系统的工程技术要求、空间位置以及各项基础的设计指标；但事实上，正是因为这些不确定因素的存在，导致设计过程中出现了很多的复杂性因素和流动性因子，无形中加剧了管道设计方案的实现难度。

2.1 管道自动敷设的成本

根据管道设备可自动敷设的原则，以成本代价为具体的评价指标，将所有难以量化的敷设规则，借助混沌栅格预处理模型，进行处理。

2.2 单管路成本评价模型

在三维空间进行管路敷设时，为了规避热源和设备的干扰，往往都不会借助直线的形式来设计敷设轨迹，要么是经过关键轨迹点的曲线、要么是由多条直线所组成的折线，但为了获得最优化的单线管道机械设备自动敷设路径，有必要将总长度和弯度设定为目标函数，而且在敷设过程中需要同时满足规则运行的条件。

2.3 管道自动敷设运行代价

在目前国内外所开启的多项研究中，管道敷设成本是考量最多的评价指标，很少有人会将管道运行的代价视作指标。所谓管道自动敷设运行的代价，主要是指管道内部流动阻力所带来的损失，其在根本上决定了管道设计最重要损失的费用和价值[3]。而从工程体力学的视角切入，管道流动损失可以被划分为阻力损失以及局部阻力损失两种类型。

首先，对于一些较长的管道（比如水利管道等），其局部损失和阻力损失相对而言可以忽略不计；

其次，对于一些相对来说比较短的管道（比如机械设备当中的管道），其局部阻力损失必须重视，不能忽略；

最后，对一些存在分支结构的复杂性管道，因为其计算方式比较复杂，后续必须进行重复计算[4]。

3 结语

综上所述，本文中笔者围绕“管道机械设备自动敷设设计方法”展开论述，首先阐释了管道机械设备自动敷设的可行性以及过程中所要把握的几项基本原则，然后在对这些原则进行分析和阐释的基础上，就如何实践管道机械设备自动敷设设计提出了自己的观点和方法，当然在具体实践应用过程中，这些方法是否具备良好的效果，是否呈现出较高的应用价值，还有待日后工作和设计过程中更多维度的检验与考量[5]。