Schlüsselfunktion Isometrie

Abb. 1 Mit Pipecad erstellte Isometrie

Abb. 2 Biegespool, erstellt mit Incop R aus der Pipecad-Isometrie

Die Isometrie ist nicht nur Kommunikationsmittel zwischen Planer und Rohrleitungsbauer, sondern auch Bindeglied zwischen den verschiedenen Gewerken, die für die Realisierung und den späteren Betrieb eines Rohrleitungssystems tätig sind. Mit leistungsfähigen CAD-Isometrieprogrammen sind zudem deutliche Rationalisierungen in der Rohrleitungstechnik möglich.

Die Isometrie ist wesentlich mehr als die isometrische Darstellung des Rohrleitungsverlaufs. Am Ende eines mehrstufigen Planungsprozesses stellt sie das Ergebnis der Rohrleitungsplanung dar und ist das Ausgangsdokument für die Fertigung, Montage und spätere Instandhaltung des Rohrleitungssystems.

Bei der Erarbeitung des Rohrleitungsplans sind u. a. folgende Kriterien zu berücksichtigen:

? materialsparender und dennoch übersichtlicher Leitungsverlauf unter Berücksichtigung der Unterstützungsmöglichkeiten,

? Montagefreundlichkeit und Zugänglichkeit für die Bedienung und Wartung,

? Sicherheit, beispielsweise durch Berücksichtigung von Wärmedehnungen,

? Berücksichtigung der Abmessungen der Komponenten im montierten Zustand.

Die Erstellung des Rohrleitungsplans im dreidimensionalen CAD-Modell mit verschiedener CAD/CAE-Software ? PDS, PDMS, Plantspace u. a. ? ist für größere Projekte und Rohrleitungssysteme weit verbreitet, aber noch nicht unbedingt Planungsstandard. Die wirtschaftliche Rohrleitungstechnik beginnt jedoch mit der 3D-Modellierung des Rohrleitungsplans. Sie ist u. a. die Voraussetzung zur Vermeidung von Kollisionen, eines optimalen Verlaufs bezüglich Halterungsmöglichkeiten und der Einplanung von ausreichenden Platzverhältnissen für alle Rohrleitungskomponenten und besonders der Armaturen.

Aus dem Rohrleitungsplan werden nun die Isometrien abgeleitet. Wird die Anlagenplanung mit 3D-CAD abgewickelt, ist die automatische Erstellung der Isometrien heute möglich sowohl als reine Grafik als auch als ?intelligente“ Lösung ? das Isometrieprogramm Pipecad ermöglicht die direkte Ableitung von Isometrien aus einem PDS- oder PDMS-Modell ? mit Schnittstellen zu weiteren EDV-Systemen (siehe unten).

Die Isometrie ist die räumliche Zeichnung der Rohrleitung im 30°/30°-Raster. Die Darstellungsweise ist in der DIN-Norm 2428 bzw. DIN-ISO 6412 Teil 1 und 2 und die zu verwendende Symbolik in DIN 2429 beschrieben. Die zeichnerische Darstellung sollte dabei eine Reihe von Anforderungen erfüllen. Beispielsweise ist die Anzahl der auf der Zeichnung enthaltenen Teile so zu bemessen, daß die Zeichnung noch gut lesbar und die Rohrleitung von einem Schlosser fertigbar ist (DN-abhängig). Die Bemaßung sollte fertigungsgerecht sein (keine Kettenmaße, sondern Maße, die vom Hersteller auch gemessen werden können). Auch Randbedingungen, die Auswirkung auf die Konstruktion der Rohrleitung, jedoch nicht auf den Materialbedarf haben, sollten zeichnerisch dargestellt sein. Vorfertigbare Rohrabschnitte und Durchflussrichtung der Medien sollten gekennzeichnet sein.

Die Isometrie ist unter anderem die Grundlage für:

? die Ermittlung der Materialmenge und -kosten sowie die Materialdisposition und die Fertigungskosten,

? Vorgaben für die Fertigung und Montage der Isometrie,

? Steuerung von CNC-Maschinen in der Vorfertigung,

? Dokumentation der Qualitätsüberwachung,

? Ermittlung der Kosten für Beschichtung und Dämmung,

? die interne Leistungs- und Auftragsabrechnung sowie die Abrechnung der Leistungen mit dem Kunden und die

? Anordnung der Halterungen und Unterstützungen.

Bereits in der Anwendung befindliche leistungsfähige CAD-Isometrieprogramme wie Pipecad können bereits mit integrierten Modulen oder über abgestimmte Schnittstellen zu Ergänzungsystemen ? z. B. Biegeprogramme, Leistungsabrechnungen und Kostenermittlungen ? diese Punkte direkt aus der Isometrie erstellen und eröffnen somit dem Investor und Anlagenbetreiber ein großes Potential in der wirtschaftlichen Rohrleitungstechnik.

Der Vorfertigung von Rohrleitungen kommt bei der Auftragsabwicklung ein hoher Stellenwert zu, nicht nur, weil der Leistungsumfang ca. 50% beträgt und somit die Kosten sehr stark beeinflusst, sondern auch, weil hier die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Rohrleitungsmontage geschaffen werden müssen. Ein möglichst hoher Vorfertigungsgrad reduziert die Gerüstkosten und teure Baustellenarbeiten und erhöht bei der werkstattorientierten Fertigung die Qualität des Rohrleitungssystems.

Die genauen Maße der Anbindungspunkte in Form von Koordinatenangaben sind ganz wesentlich für eine fehlerfreie Fertigung und zügige Montage. Auch bei einer Planung mit 3D-CAD können bauseitige Fertigungstoleranzen nicht ausgeschlossen werden. Es empfiehlt sich daher, bei besonders prägnanten Leitungen ? große Nennweiten, teurer Werkstoff, Mantelbeheizung ? vor der Fertigung die Anbindungspunkte und weitere wichtige Maße für den Verlauf der Isometrie genau zu vermessen. Neben dem konservativen Verfahren schafft der Einsatz der Lasermessvermessungstechnik im Rohrleitungs- und Anlagenbau die Voraussetzung dafür, daß eine bis zu 95%ige Vorfertigung möglich ist, was wiederum eine Minimierung der Montagezeit ermöglicht.

Die Anlagenvermessung mittels Lasertechnik sowohl zur Überprüfung der Isometriekoordinaten als auch zur Erstellung eines vollständigen 3D-Modells mit Ist-Maßen wird bereits seit einiger Zeit mit Erfolg praktiziert.

Eine fehlerfreie Vermaßung der Isometrie und der Einbau der richtigen und nach der anzuwendenden Rohrklasse zugelassenen Bauteile ist eine weitere Voraussetzung für die fehlerfreie Fertigung und Verlegung einer Rohrleitung. Die Anwendung eines ? intelligenten“ Isometrieprogramms ? intelligent in Form vielseitiger Nutzung von Datenbänken und unterstützender Software ? macht das möglich.

Die mit einem intelligenten Isometrieprogramm erstellten Isometrien machen den automatischen und fehlerfreien Materialauszug möglich. Der Zugriff auf eine Materialdatenbank mit aktuellen Kosten verringert den Aufwand für die Kostenermittlung als Grundlage von Angeboten erheblich. Unternehmen, die über ein eigenes Materiallager verfügen, können sofort eine Auflistung des nicht lagerhaltigen Materials bekommen.

Fertigung und Montage sind in eine Vielzahl von Einzelschritten zerlegbar. Jeder Einzelschritt ist mit einem Zeit- und Kostenbedarf zu bewerten, der in Leistungsverzeichnissen erfaßt werden kann. Derartige Leistungsverzeichnisse sind bereits seit Jahren in der Anwendung. Was lag somit näher, diese in Datenbanken einzubringen und dem Isometrieprogramm zu hinterlegen. Damit wird mit einer das Isometrieprogramm ergänzenden Software (AES 32) zum Materialauszug der genaue Umfang an Fertigungs- und Montageaufwand erfaßt. Dieser Umfang wird genutzt zur Kostenermittlung, zur Kapazitätsplanung in der Fertigung und Montage, aber auch zur Projektfortschrittskontrolle.

Bei der Erstellung der Isometrie werden sofort die Belange der Vorfertigung berücksichtigt. Erforderliche Biegeradien und wirtschaftliche Rohrlängen werden bei der automatischen Bemessung der Isometrie berücksichtigt. Die Maße aus der Isometrie werden dann von einem ergänzenden Biegeprogramm in Biegeparameter umgesetzt und zur direkten Ansteuerung der Biegemaschine genutzt. Aus der Isometrie wird auch eine Sägeliste erstellt, die auftragsbezogen nach Nennweiten optimiert summiert und sortiert.

Die Qualitätsüberwachung besteht sowohl in der Dokumentation der durchgeführten Maßnahmen als auch in der Kennzeichnung der während der Lebenszeit einer Rohrleitung zu überwachenden Punkte. Eine mit dem ?intelligenten“ Isometrieprogramm erstellte Isometrie ist auch eine gute Grundlage für die laufende Überwachung der Rohrleitungen. Die Ergebnisse und die Termine von in bestimmten Anlagen in regelmäßigen Zeitabständen durchzuführende Wanddickenmessungen mittels Ultraschall werden direkt in der Isometrie vergleichend dokumentiert.

Der Alltag der Rohrleitungsplanung besteht nicht nur aus Projekten, sondern aus der Vielzahl von Rohrleitungen, die in produzierenden Anlagen eingebaut werden. Da vor Ort ausgemessen und der Verlauf manuell gezeichnet werden muß, stellt sich die Frage, ob diese Isometrie dann noch in CAD übertragen werden soll. Liegen die Rohrklassen und möglicherweise auch die Leistungsverzeichnisse im EDV-Format vor, kann diese Frage mit einem eindeutigen Ja beantwortet werden, wenn die organisatorischen Abläufe vom Ausmessen bis zur Erstellung der Fertigungsisometrie auf den CAD-Einsatz angepasst werden. Eine Zeit- und Kostenersparnis von ca. 15 bis 20% ist zu erwarten. Die Kosten für einen CAD-Arbeitsplatz mit einem leistungsfähigen Isometrieprogramm, den Ergänzungsmodulen und der zugehörigen Mitarbeiterausbildung können mit ca. 60 000 DM veranschlagt werden. Für Unternehmen, die nur relativ wenige Rohrleitungen im Jahr verlegen, ist das eine hohe Barriere.

Mit der Entwicklung einer preiswerteren und in der Anwendung sehr leicht erlernbaren Light-Version, dabei mit allen Schnittstellen zu Datenbanken, wie sie z. B. von Pipecad entwickelt wurden, wird ein solches System auch für diese Unternehmen interessant.

Halle 4.2, Stand G23

E cav 259

Hans-Joachim Wächter