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
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. 2. Параметры патрубков резервуара
Рис. 3. Область допускаемых нагрузок на патрубок
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
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
Рис. 5. Аппарат воздушного охлаждения

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

Рис. 6. Теплообменник с компенсатором на расширителе
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
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
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).

Алексей Тимошкин,
Андрей Краснокутский
E-mail: