CADmaster

Программа ПАССАТ (Прочностной Анализ Состояния Сосудов, Аппаратов, Теплообменников) разрабатывается в ООО «НТП Трубопровод"с 2004 года. Текущая версия программы — 2.06.

CADmaster неоднократно публиковал статьи о работе в программе и ее развитии (№ 3/2006, 3/2008, 3/2011, 3/2012).

ПАССАТ — стандарт де-факто в России и странах СНГ, он эксплуатируется в более чем 250 организациях (проектных, экспертных, научно-исследовательских, ПКО заводов и др.), а также в компаниях Германии, Испании, Италии, Чехии, ОАЭ, Индии.

Сегодня возможности программы позволяют рассчитывать все основные типы сосудов и аппаратов и их элементы по современным отечественным и некоторым зарубежным нормативным техническим документам (НТД); при построении модели аппарата использовать базы данных материалов и элементов, получать полный отчет с примененными формулами, ссылками на разделы НТД и промежуточными результатами, производить обмен информацией с другими программами.

ПАССАТ автоматически учитывает взаимное влияние элементов при расчете нагрузок, контролирует геометрию смежных элементов при вводе данных, автоматически рассчитывает ряд параметров (заполнение сосуда, расчетные длины и диаметры, наиболее слабые сечения и т.д.), содержит ряд функций проектного расчета.

От версии к версии ПАССАТ развивается в нескольких направлениях: моделирование аппарата, расчетный функционал, базы данных материалов и элементов, интерфейс пользователя, интеграция с другими программами. С момента последней публикации вышли три версии: 2.04, 2.05 и 2.06, совершенствовавшие программу в каждом из перечисленных направлений.

Давайте рассмотрим основные нововведения.

Расчетные модули и возможности

В процессе развития программы существенно расширились возможности всех модулей:

• появился новый тип аппарата — резервуар (модуль «ПАССАТ-Резервуары»);
• реализованы новые возможности, позволившие:
  • рассчитывать аппараты воздушного охлаждения (АВО),
  • прикладывать нагрузки на штуцер по выбору либо к срезу патрубка, либо к месту врезки,
  • задавать содержимое кубовой части колонны (жидкость, заполнение катализатором и т.д.) с гидростатическим давлением,
  • присоединять штуцеры к переходным обечайкам теплообменников, а также c вваренной решеткой,
  • присоединять и рассчитывать несущие ушки,
  • присоединять опоры колонного аппарата к коническим днищам и многое другое.

Резервуары

В состав программы теперь входит модуль «ПАССАТ-Резервуары», позволяющий рассчитывать вертикальные стальные цилиндрические резервуары по СТО-СА-03−002−2011 (рис. 1).

Рис. 1. Резервуар

Модуль производит расчет на прочность и устойчивость стенки, бескаркасной стационарной крыши и днища резервуара, рассчитывает анкерное крепление стенки.

В процессе расчета учитываются давление продукта, весовые (в том числе снеговые) нагрузки, ветровые и сейсмические воздействия, а также дополнительные внешние нагрузки, заданные пользователем.

Для патрубков резервуара (рис. 2) рассчитываются допускаемые нагрузки (рис. 3).

Рис. 2. Параметры патрубков резервуара

Рис. 3. Область допускаемых нагрузок на патрубок

В традиционном для ПАССАТа стиле от пользователя требуется ввести только общие и геометрические параметры, параметры материалов и нагрузки. Определение геометрических и весовых характеристик элементов резервуара производится автоматически, учитывая коэффициенты сочетаний нагрузок.

Для удобства задания параметров резервуара база данных расширена материалами и патрубками по СТО.

Фланцевые соединения

Во фланцевых соединениях стало возможным задавать закладную деталь (заглушку) между фланцами (рис. 4). Такая конструкция имеет две прокладки. Модель фланца с заглушкой позволяет, например, оценивать состояние фланцев теплообменников (без приобретения модуля «ПАССАТ-Теплообменники»), а также учитывать моменты затяжки болтов для таких конструкций.

Рис. 4. Фланцевое соединение с заглушкой

С введением дополнительного параметра — диаметра проточки — уточнен расчет болтовых соединений. При расчете прочности болта с проточкой используется диаметр проточки, а при определении крутящего момента — диаметр резьбы.

Теплообменники

В модуль «Теплообменники» включен расчет аппаратов воздушного охлаждения (АВО) по ГОСТ Р 52857.7−2007 (рис. 5).

Рис. 5. Аппарат воздушного охлаждения

На расширителе теплообменника теперь можно задать компенсатор (рис. 6).

Рис. 6. Теплообменник с компенсатором на расширителе

Базы данных

Переработана и расширена база данных материалов (заготовок, сталей и сплавов).

Добавлена система выбора, поиска и подбора материала по заданным параметрам (рис. 7).

Рис. 7. Окно выбора материала

В настоящее время база данных содержит характеристики материалов по

• ГОСТ Р 52857.1−2007;
• ASME II Part D;
• ГОСТ Р 52857.4−2007 (крепеж);
• ПНАЭ Г-7−002−86 (крепеж);
• ГОСТ 27772–88 (резервуары);
• ОСТ 26−01−858 (никелевые сплавы);
• СТО 00220227−006−2010 (материалы сосудов высокого давления).

В базу данных элементов добавлены:

• фланцы по ГОСТ Р 54432−2011;
• фланцы по ASME B 16.5;
• прокладки «Графлекс» ;
• плоские днища по ГОСТ 12622–78, 12623−78;
• плоские крышки по ОСТ 26−2008−83;
• несущие ушки по ГОСТ 13716–73;
• размеры болтовых проточек по ОСТ 26−2040−96.

Интерфейс пользователя

Пользовательский интерфейс ПАССАТа приобрел панель с представлением модели в виде дерева, работа с моделью стала нагляднее и удобнее. Манипуляции с отдельными элементами теперь можно проводить из меню, в панели и в окне трехмерного представления модели (рис. 8).

Рис. 8. Работа с иерархическим представлением модели

Копирование элементов теперь работает не только в пределах одной модели, но и для всех одновременно запущенных копий программы.

Возможности аннотирования элементов модели постоянно расширяются. Сегодня можно вывести на экран названия элементов, размеры основных элементов, отметки колец укрепления, штуцеров, площадок обслуживания.

Экспорт 30-модели в AutoCAD

К способам интеграции с другими программами добавилась возможность импорта модели ПАССАТ (из файла открытого формата) в трехмерную модель AutoCAD (рис. 9). Импорт реализован как расширение AutoCAD и может быть вызван как из AutoCAD, так и из ПАССАТа. В последнем случае модель автоматически сохраняется в файле открытого формата, запускается AutoCAD и выполняется команда импорта.

Элементы ПАССАТ импортируются как твердотельные объекты, и полученная модель может быть отредактирована в AutoCAD стандартными средствами трехмерного моделирования. Степень детализации импортированных объектов такая же, как в ПАССАТ. Отдельные детали объединяются в блоки AutoCAD. Например, фланцевое соединение состоит из двух фланцев, прокладки и крепежа, крепеж — из болтов и гаек и т.д., а детали (например, болт) — из нескольких 3D-примитивов.

После импорта болт будет представлен блоком, в который входят примитивы, фланцевое соединение — блоком своих составных частей.

Импортированная модель больше соответствует реальному аппарату, чем модель ПАССАТ, поскольку при импорте производятся булевы операции над телами (ПАССАТ для задач визуализации этого не делает), и может быть использована для проектирования аппарата, получения эскизов и чертежей, экспорта в другие ЗО-форматы, поддерживаемые AutoCAD.

Преобразование типа аппарата

Тип расчетной модели ПАССАТа определяется при ее создании. Это может быть горизонтальный аппарат, вертикальный аппарат, аппарат колонного типа или резервуар. Для расчета того же изделия в другой ориентации (например, при транспортировке или хранении) приходилось заново задавать модель в нужном формате.

Теперь появилась возможность сохранить модель в другом формате — скажем, колонну как горизонтальный аппарат (рис. 10−11). При сохранении удаляются элементы, специфичные для конкретного типа аппарата, — например, опоры.

Что дальше?

Конечно, развитие программы ПАССАТ на этом не останавливается. В ближайших планах — дополнить базу данных параметрами по атомным нормам (ПНАЭ Г-7−002−86), а также большая работа по реализации расчетов по европейским нормам (EN 13445).

Скачать статью в формате PDF — 964.0 Кбайт