Главная » CADmaster №3(64) 2012 » Проектирование промышленных объектов ПАССАТ в модулях

Программа по расчету сосудов и аппаратов на прочность и устойчивость ПАССАТ была разработана в ООО «НТП Трубопровод» в 2004 году. О назначении и функциях программы говорит ее название — ПАССАТ: Прочностной Анализ Состояния Сосудов, Аппаратов, Теплообменников.

Расчеты по программе ПАССАТ могут использоваться на разных этапах жизненного цикла промышленного объекта: в процессе проектирования сосуда (аппарата), во время проектирования технологической установки, при проведении экспертизы промышленной безопасности оборудования и проектов, в процессе эксплуатации. В каждом случае требуется определенный расчетный функционал.

За восемь лет существования у ПАССАТа появилось несколько модулей, и пользователи часто просят посоветовать подходящую им конфигурацию. Набор необходимых модулей зависит от типов рассчитываемых сосудов (аппаратов), видов расчета и используемой нормативно-технической документации (НТД).

В состав ПАССАТа входят следующие модули:

  • Базовый;
  • ПАССАТ-Штуцер (не путать с программой Штуцер-МКЭ!);
  • ПАССАТ-Колонны;
  • ПАССАТ-Теплообменники;
  • ПАССАТ-Сейсмика;
  • ПАССАТ-Резервуары (выйдет в 2012 г.).

Базовый

Это основной модуль ПАССАТ. Точнее, это и есть сама программа, к которой могут быть подключены дополнительные модули. Естественно, конфигурации без модуля «Базовый» быть не может.

Это значит, что ПАССАТ в любой конфигурации всегда дает возможность моделировать и рассчитывать горизонтальные и вертикальные сосуды и аппараты по сборнику ГОСТ Р 52857.(1−12)-2007 и предшествующей ему НТД.

Как ядро системы, модуль «Базовый» обеспечивает:

  • объемное графическое отображение геометрии с возможностью редактирования цвета как отдельных элементов, так и всей модели;
  • построение эпюр нагрузок и перемещений (для горизонтальных сосудов и аппаратов колонного типа);
  • настройка размерностей (СИ, МКС, британская система единиц и др.);
  • автоматическое определение расчетных величин (таких как вес, расчетные длины, характеристики колец жесткости, длины хорд окружностей и др.) после задания геометрии элементов и свойств используемых материалов;
  • определение расчетных толщин (как от внутреннего, так и от наружного давления) и допускаемых значений давления, сил и моментов в процессе задания элемента;
  • автоматическое изменение данных в смежных элементах при изменении геометрических параметров или условий нагружения в элементе и поддержание целостности модели;
  • выбор используемых материалов из базы данных (ГОСТ Р 52857.1; ASME) и возможность ее пополнения. Величины допускаемых напряжений, модулей упругости и т.д. подставляются и изменяются программой при изменении материала, температуры или толщины стенки автоматически;
  • выбор параметров элементов из базы данных по ГОСТ, ОСТ, АТК;
  • создание отчетов в формате RTF на основе шаблонов. Шаблоны для кратких и полных отчетов, оформленных по ЕСКД, входят в комплект поставки;
  • экспорт штуцеров в программу Штуцер-МКЭ;
  • импорт и экспорт данных в файл открытого формата (XML).

Остальные модули добавляют функционал к модулю «Базовый».

ПАССАТ-Штуцер

Этот модуль предназначен для расчетов штуцеров и арматурных фланцев по зарубежным нормативным документам: SME Sec.VIII, ASME Sec.II, WRC-107, WRC-297.

Не путайте этот модуль с самостоятельной программой Штуцер-МКЭ, модуль не заменяет ее функционал.

ПАССАТ-Колонны

Модуль позволяет рассчитывать аппараты колонного типа на прочность и устойчивость, в том числе с учетом ветровых нагрузок и сейсмических воздействий, по ГОСТ Р 51273−99, ГОСТ Р 51274−99, а также на вихревое резонансное возбуждение по СП 20.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП 2.01.07−85*).

Модуль включает элементы аппаратов колонного типа: опорные обечайки, тарелки, площадки обслуживания и др.

ПАССАТ-Теплообменники

Этот модуль позволяет моделировать и рассчитывать элементы теплообменных аппаратов кожухотрубчатого типа на основе ГОСТ Р 52857.7−2007, РД 2614−88, ГОСТ 30780–2002.

ПАССАТ-Сейсмика

Модуль позволяет учитывать в расчете горизонтальных и вертикальных аппаратов нагрузки от сейсмических воздействий в соответствии с СТО-СА-03.003−2009 (Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.

Расчет на сейсмические воздействия. Стандарт ассоциации экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности «Ростехэкспер-тиза»).

ПАССАТ-Резервуары

Этот модуль, который сейчас разрабатывается, предназначен для моделирования и расчета резервуаров для хранения продукта в соответствии с СТО-СА-03−002−2009 (Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Стандарт ассоциации экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности «Ростехэкс-пертиза»).

Таким образом, к модулю «Базовый» можно добавить необходимый функционал, выбирая дополнительные модули в зависимости от типа моделируемых сосудов (аппаратов).

Для удобства мы свели расчетный функционал в таблицу (см. табл. 1).

Базовый модуль
Типы сосудов и аппаратов Элементы НТД
Горизонтальные, вертикальные

Цилиндрические обечайки и коническиепереходы (гладкие и подкрепленные кольцамижесткости).

Приварные днища и отъемные днища и крышки (сферические, эллиптические, торосферические, конические, плоские, в том числе с ребрамижесткости, сферические неотбортованные).

Седловые опоры и цилиндрические обечайки в местах их опирания в случае горизонтальных сосудов и аппаратов.

Цилиндрические обечайки и днища в местахопирания на опорные стойки и лапы в случаевертикальных сосудов и аппаратов.

Укрепление отверстий.

Отводы.

Врезки (штуцеры) в обечайки и выпуклыеднища.

Фланцевые соединения.

ГОСТ Р 52857. ХХ-2007, ГОСТ 14249–89,

ГОСТ 25221–82,

ГОСТ 26202–84,

ГОСТ 24755–89,

РД 26−15−88,

РД РТМ 26−01−96−77,

РД 10−249−98,

ОСТ 26−01−64−83,

РД 26−01−169−89, РД24−200−21−91 и др.
Специализированные и дополнительные расчетные функции
  • Расчет обечаек горизонтальных сосудов и аппаратов с произвольным количеством опор (более 2) и их расположением; построение эпюр перемещений, поперечных усилий, изгибающихмоментов, запасов прочности и устойчивости.
  • Расчет прочности и жесткости места соединения штуцера с сосудом (аппаратом).
  • Расчет арматурных и аппаратных фланцевых соединений от давления, внешних сил и моментов, а также температурных напряжений.
  • Расчет овальных штуцеров.
  • Расчет плоских отъемных крышек.
Модуль «Теплообменники»
Типы сосудов и аппаратов Элементы НТД
Горизонтальные, вертикальные, колонного типа
  • Трубные решетки, кожух, трубы, компенсаторы, расширители, плавающие головки теплообменных аппаратов.
  • Элементы сосудов и аппаратов с рубашками (цилиндрической, U-образной, частично охваченные рубашками, со змеевиковыми и регистровыми каналами).

ГОСТ Р 52857.7−2007 РД 26−14−88,

ГОСТ 30780–2002
Специализированные и дополнительные расчетные функции
  • Определение расчетных усилий в трубной решетке, кожухе, трубах.
  • Расчет трубных решеток, кожуха труб, компенсатора, расширителя, плавающей головки.
Модуль «Сейсмика»
Типы сосудов и аппаратов Элементы НТД
Горизонтальные, вертикальные СТО-СА-ОЗ. 003−2009
Специализированные и дополнительные расчетные функции
  • Расчет нагрузок от сейсмических воздействий на горизонтальные и вертикальные сосуды и аппараты.
  • Расчет элементов сосудов и аппаратов с учетом нагрузок от сейсмических воздействий.
Модуль «Колонны»
Типы сосудов и аппаратов Элементы НТД
Колонного типа
  • Элементы аппаратов колонного типа от ветровых и сейсмических воздействий, в том числе установленных на постаменте.
  • Опорные обечайки аппаратов колонного типа.

ГОСТ Р 51273−99,

ГОСТ Р 51274−99
Специализированные и дополнительные расчетные функции
  • Определение периода низшей частоты колебаний аппаратов колонного типа с произвольнымчислом элементов.
  • Расчет усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий.
  • Возможность изменения ветрового давления в зависимости от типа местности по СНиП 2.01.07−85−
  • Расчет на прочность и устойчивость элементов аппаратов колонного типа.
  • Расчет опоры типа «цилиндр+конус» с возможностью задания переходной (забойной) обечайки.
  • Автоматическое определение положения и характеристик наиболее опасного поперечногосечения опорной обечайки.
  • Расчет аппарата колонного типа, установленного на постамент. Постамент может быть выполненкак в виде цилиндрической или конической обечайки, так и в виде металлоконструкции.
  • Определение наиболее слабого сечения опорной обечайки аппарата колонного типа ПАССАТвыполняет автоматически, используя итерационный метод.
  • Расчет нагрузок от аппарата колонного типа на постамент и фундамент.
Модуль «Штуцер»
Типы сосудов и аппаратов Элементы НТД
Горизонтальные, вертикальные, колонного типа ASME Sec.VIII ASME Sfec.II, WRC-107, WRC-297
Специализированные и дополнительные расчетные функции
  • Расчет прочности и жесткости места соединения штуцера с сосудом (аппаратом).
  • Расчет арматурных и аппаратных фланцевых соединений от давления, внешних сил и моментов, а также температурных напряжений.
Модуль «Резервуары»
Типы сосудов и аппаратов Элементы НТД
Горизонтальные, вертикальные, колонного типа
  • Обечайки резервуаров.
  • Крыши резервуаров.
  • Днища резервуаров.
  • Патрубки врезок в резервуар (штуцеры).
 СТО-СА-ОЗ-002−2009
Специализированные и дополнительные расчетные функции
  • Расчет сейсмостойкости резервуара.
  • Расчет крыш резервуаров методом конечных элементов.
  • Определение допускаемых воздействий на патрубки врезок.
Андрей Краснокутский,
Алексей Тимошкин
НТП «Трубопровод»
pdf

Скачать статью в формате PDF — 1.66 Мбайт