Расчет прочности сосуда программа

Программа «ПАССАТ» предназначена для расчета прочности и устойчивости сосудов, аппаратов и их элементов с целью оценки несущей способности в рабочих условиях, а также в условиях испытаний и монтажа.

Программа рассчитана на применение при проектировании, реконструкции и диагностике сосудов и аппаратов, а также при проведении поверочных расчетов объектов нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, нефтяной и других смежных отраслях промышленности, и рекомендована Ростехнадзором.

Программа работает в среде Windows XP/Vista/7/8.

Преимущество ПАССАТА по сравнению с аналогичными зарубежными программами заключается в ориентации на Российскую нормативную базу, меньшую цену, интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, встроенную базу российских материалов и стандартных элементов.

Программа состоит из следующих модулей.

Базовый модуль “ПАССАТ” осуществляет расчет прочности и устойчивости горизонтальных и вертикальных сосудов и аппаратов по отечественным нормативным документам (НД). Расчет проводится как на основе как последнего сборника ГОСТ Р 52857.(1-12)-2007, так и предшествующих ему 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.

Расчет на прочность и устойчивость аппаратов колонного типа с учетом ветровых нагрузок и сейсмических воздействий выполняется с помощью модуля «ПАССАТ-Колонны». Расчет проводится на основе ГОСТ Р 51273-99, ГОСТ Р 51274-99.

Расчет на прочность и устойчивость теплообменных аппаратов кожухотрубчатого типа, а также АВО (аппаратов воздушного охлаждения) осуществляется с помощью модуля «ПАССАТ-Теплообменники» на основе ГОСТ Р 52857.7-2007, РД 26-14-88, ГОСТ 30780-2002.

Расчет на прочность и устойчивость горизонтальных и вертикальных сосудов с учетом нагрузок от сейсмических воздействий доступен с помощью модуля «ПАССАТ-Сейсмика» на основе 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 «Ростехэкспертиза»).

Расчет на прочность и устойчивость вертикальных стальных цилиндрических резервуаров по СТО-СА-03-002-2011, в том числе от ветровых, снеговых и сейсмических воздействий, выполняется с помощью модуля «ПАССАТ-Резервуары».

Дополнительной функцией является расчет врезки штуцера в обечайки и выпуклые днища, а также арматурных фланцев от воздействия давления и внешних нагрузок по традиционным американским и британским документам (модуль «ПАССАТ-Штуцер»). Расчет проводится на основе норм расчета на прочность оборудования ASME Sec.VIII, ASME Sec.II, WRC-107, WRC-297.

Расчеты производятся поэлементно, и включают в себя:

цилиндрические обечайки и конические переходы гладкие и подкрепленные кольцами жесткости);
приварные днища и отъемные днища и крышки (сферические, эллиптические, торосферические, конические, плоские (в том числе с ребрами жесткости), сферические неотбортованные);
седловые опоры и цилиндрические обечайки в местах их опирания в случае горизонтальных сосудов и аппаратов;
цилиндрические обечайки и днища в местах опирания на опорные стойки и лапы в случае вертикальных сосудов и аппаратов;
укрепление отверстий;
отводы;
врезки (штуцера) в обечайки, выпуклые днища и корпуса резервуаров;
фланцевые соединения;
элементы аппаратов колонного типа от ветровых и сейсмических воздействий, в том числе установленных на постаменте;
опорные обечайки аппаратов 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).

Расчет прочности сосуда программа

Вертикальный сосуд на опорных стойках-лапах

Функциональные особенности программы:

автоматическое определение расчетных величин, таких как вес, расчетные длины, характеристики колец жесткости (как в цилиндрических обечайках, так и в седловых опорах), 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;
при изменении геометрических параметров или условий нагружения в элементе после предупреждения происходит автоматическое изменение данных в смежных элементах всей модели – таким образом поддерживается её целостность;
выбор используемых материалов (по ГОСТ, ASME, EN) из базы данных с возможностью ее пополнения, при этом величины допускаемых напряжений, модулей упругости и т.д. подставляются и изменяются программой при изменении материала, температуры или толщины стенки автоматически;
задание элементов аппаратов (фланцы, прокладки, шпильки, крышки, днища, патрубки,…) из базы данных по ГОСТ, ОСТ, АТК, СТО;
формирование таблицы штуцеров.

Удобство использования:

объемное графическое отображение геометрии с возможностью редактирования цвета, как отдельных элементов, так и всей модели;
«каркасное» и «полупрозрачное» изображение, позволяющее увидеть внутренние элементы;
анализ исходных данных; в случае, если пользователь не ввел всех необходимых для выполнения расчета данных или ввел их некорректно, программа выдает предупреждение до тех пор, пока все данные не будут заданы;
построение эпюр нагрузок и перемещений при расчете колонных аппаратов и седловых опор;
настройка размерностей (СИ, МКС, «Британская» система единиц и др.);
формирование, просмотр и печать полного отчета по расчетам элементов модели с промежуточными результатами вычислений. Отчет оформлен в соответствии с ЕСКД и полностью соответствует подобным расчетам, сделанным вручную;
автоматическое обновление программы.

Специализированные и дополнительные расчетные функции:

Базовый модуль «ПАССАТ»:

расчет обечаек горизонтальных сосудов и аппаратов с произвольным количеством опор (более 2) и их расположением; построение эпюр перемещений, поперечных усилий, изгибающих моментов, 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;
расчёт плоских отъемных крышек;

Модуль «ПАССАТ-Колонны»:

определение периода низшей частоты колебаний аппаратов колонного типа с произвольным числом 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 поперечного сечения опорной обечайки;
расчет аппарата колонного типа, установленного на постамент. Постамент может быть выполнен как в виде цилиндрической или конической обечайки, так и в виде металлоконструкции;
определение наиболее слабого сечения опорной обечайки аппарата колонного типа ПАССАТ выполняет автоматически, используя итерационный метод;
расчет нагрузок от аппарата колонного типа на постамент и фундамент.

Расчет прочности сосуда программа

Аппарат колонного типа

Модуль «ПАССАТ-теплообменники»:

задание параметров теплообменного элемента в едином многооконном диалоге;
определение расчетных усилий в трубной решетке, кожухе, трубах;
расчет трубных решеток, кожуха труб, компенсатора, расширителя, плавающей головки.

Читайте также: Узи сосудов и мышц

Расчет прочности сосуда программа

Горизонтальный теплообменник

Модуль «ПАССАТ-Сейсмика»:

расчет нагрузок от сейсмических воздействий на горизонтальные и вертикальные сосуды и аппараты;
расчет элементов сосудов и аппаратов с учетом нагрузок от сейсмических воздействий.

Модуль «ПАССАТ-Резервуары»:

расчет на прочность и устойчивость стенки, бескаркасной стационарной крыши и днища резервуара, включая ветровые, снеговые и сейсмические воздействия;
расчет анкерного крепления стенки;
определение допускаемых нагрузок на патрубки врезок в стенку резервуара.

Расчет прочности сосуда программа

Резервуар

Модуль «ПАССАТ-Штуцер»:

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.

Исходными данными являются: тип, геометрические характеристики и материал элементов сосуда или аппарата, тип и расположение опор, вид испытаний, величины нагрузок. Выбор характеристик используемых материалов производится из базы данных, которая может корректироваться и дополняться пользователем. Результаты расчета выдаются в виде полного отчета по элементам модели со всеми промежуточными результатами вычислений, выведены в формат MS Word оформленными по ЕСКД.

Преимущество ПАССАТА по сравнению с аналогичными зарубежными программами (Compress, Vessel, PV Elite и др.) заключается в ориентации на Российскую нормативную базу, меньшую цену, интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, встроенную базу российских материалов.

При создании модели могут быть использованы встроенные БД стандартных элементов – обечаек, днищ, опор, фланцев, прокладок и др. Базы данных материалов и элементов являются открытыми и могут пополняться пользователем.

Наглядное отображение эпюр перемещений, сил, моментов и критериев прочности и устойчивости.

Расчет прочности сосуда программа

Отчет в MS Word

У вас есть возможность проверить несколько вариантов и выбрать наиболее эффективный, поскольку ввод исходных данных занимает немного времени.

Интерфейс программы интуитивно понятен. Освоение программы происходит быстро и не требует специального обучения.

Обеспечивается качественная и оперативная техническая поддержка пользователей.

Литература, использованная при создании программы:

СА 03-004-08. Расчет на прочность сосудов и аппаратов. Нормы и методы расчета на прочность. Стандарт ассоциации экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности «Ростехэкспертиза».
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 «Ростехэкспертиза».
ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.
ГОСТ Р 52857.2-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
ГОСТ Р 52857.3-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер.
ГОСТ Р 52857.4-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений.
ГОСТ Р 52857.5-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
ГОСТ Р 52857.6-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках.
ГОСТ Р 52857.7-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Теплообменные аппараты.
ГОСТ Р 52857.8-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты с рубашками.
ГОСТ Р 52857.9-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение напряжений в местах пересечений штуцеров с обечайками и днищами при воздействии давления и внешних нагрузок на штуцер.
ГОСТ Р 52857.10-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами.
ГОСТ Р 52857.11-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днищ с учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек.
ГОСТ Р 52857.12-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Требования к форме представления расчетов на прочность, выполняемых на ЭВМ.
ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.
ГОСТ 25221-82. Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность.
ГОСТ 26202-84. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
ГОСТ 24755-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий.
ГОСТ 25859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.
ГОСТ Р 51273-99. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий.
ГОСТ Р 51274-99. Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность.
ГОСТ 25867-83. Сосуды и аппараты. Сосуды с рубашками. Нормы и методы расчета на прочность.
ГОСТ 30780-2002. Сосуды и аппараты стальные. Компенсаторы сильфонные и линзовые. Методы расчета на прочность.
ГОСТ 26159-84. Сосуды и аппараты чугунные. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.
ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций.
ГОСТ Р 54522-2011. Сосуды и аппараты высокого давления. Нормы и методы расчета на прочность.
ГОСТ 26303-84 Сосуды и аппараты высокого давления. Шпильки. Методы расчета на прочность.
ОСТ 26-01-86-88. Уплотнения неподвижные металлические для сосудов и аппаратов на давление свыше 10 до 100 МПа.
ОСТ 26-1046-87. Сосуды и аппараты высокого давления. Нормы и методы расчета на прочность.
Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -525с.
РД 24.200.08-90. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность конических, эллипсоидных и сферических переходов.
РД 26-14-88. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Элементы теплообменных аппаратов.
РД 26-15-88. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений.
РД РТМ 26-01-96- 83. Крышки и днища плоские круглые с радиальными ребрами жесткости сосудов и аппаратов.
РД РТМ 26-13-79. Крышки и решетки аппаратов воздушного охлаждения. Метод расчета на прочность.
РД 26-02-62-98. Расчет на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих в коррозионно-активных сероводородосодержащих средах.
РД 26-02-63-87. Технические требования к конструированию и изготовлению сосудов, аппаратов и технологических блоков установок подготовки нефти и газа, работающих в средах, вызывающих сероводородное коррозионное растрескивание.
РД 10-249-98. Нормы и расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.
ОСТ 26-01-64-83. Зажимы. Конструкция и размеры.
РД 26-01-169-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность днищ в местах крепления опор-стоек.
РД 24.200.21-91. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность элементов плавающих головок кожухотрубчатых теплообменных аппаратов.
РД 26-18-8-89. Сварные соединения приварки люков, штуцеров и муфт. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.
РД 26.260.09-92. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек и выпуклых днищ в местах присоединения штуцеров при внешних статических нагрузках.
РТМ 26-110-77. Расчет на прочность цилиндрических горизонтальных аппаратов, установленных на седловых опорах.
СА 03-003-07. Расчет на прочность и вибрацию стальных технологических трубопроводов. Стандарт ассоциации экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности «Ростехэкспертиза».
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 «Ростехэкспертиза».
Standards of the Expansion Joint Manufactures Association, INC, 8th Edition, 2003.
EN 13445-3. European Standard. Unfired pressure vessels – Part 3. Issue 1 (2002-05).
ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Sect.VIII, Div.1.
ASME VIII, Div 1, 2015. Rules for construction of pressure vessels.
ASME VIII, Div 2, 2015. Rules for construction of pressure vessels. Alternative rules.
ASME II, 2015.
WRC-107 Welding Re Council. Bulletin. “Local Stresses in Spherical and Cylindrical Shells due to External Loadings”. 1979.
WRC-297 Welding Re Council. Bulletin. “Local Stresses in Cylindrical Shells due to External Loadings on Nozzles – Supplement to WRC Bulletin №107”. 1987.
WRC-537 Welding Re Council. Bulletin. “Precision Equations and Enhanced diagrams for Local Stresses in Spherical and Cylindrical Shells due to External Loadings for implementation of WRC Bulletin 107. 2013.
BS-5500: 1976 Specification for Unfired fusion welded pressure vessels. British Standards Institution.
WRC-368 Welding Re Council. Bulletin. “Stresses in Intersecting Cylinders subjected to Pressure”. 1991. -32 p.
Bildy, Les M., 2000, “A Proposed Method for Finding Stress and Allowable Pressure in Cylinders with Radial Nozzles,” PVP Vol. 399, ASME, New York, NY, pp. 77-82.
Zick, L.P., “Stresses in Large Horizontal Cylindrical Pressure Vessels on Two Saddle Supports”, Welding Re Journal Supplement, September,1951.

Источник

Программа ПАССАТ компании НТП «Трубопровод» позволяет производить расчет на прочность и устойчивость конструкций сосудов и аппаратов для оценки несущей способности в рабочих условиях, а также при испытаниях и монтаже.

ПАССАТ предназначен для организаций, проектирующих аппараты или сосуды. Название программы – аббревиатура, которая расшифровывается как «Прочностной анализ состояния сосудов, аппаратов, теплообменнико».

Пролог, в котором описываются идеи, заложенные в программу, ее назначение и используемые методы расчета

Разработчики программы ПАССАТ стремились создать эффективный, удобный и наглядный инструмент для автоматизации проектирования, поскольку на современном рынке отсутствуют отечественные программы, соответствующие нашим представлениям об инженерных инструментах.

Программу ПАССАТ выгодно отличают от зарубежных аналогов (Compress, Vessel, PV Elite и т.д.) ориентация на российскую нормативно-правовую базу, более доступная цена, интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, наличие встроенной базы отечественных материалов.

В программе реализовано объемное графическое отображение геометрии отдельных элементов и модели в целом.

Рис. 1

Расчетная модель создается в трехмерной среде, что позволяет уже на этапе ввода исходных данных оценить габариты емкости и автоматически исключить нестыковку элементов модели из-за несовпадения размеров. Возможность вывода «каркасного» изображения (Wireless) обеспечивает полную видимость всех элементов, включая внутренние. ПАССАТ автоматически проверяет геометрию модели, позволяя пользователю выбрать способ стыковки элементов. Виртуальная расчетная модель, создаваемая в полном соответствии с заданным рассчитываемым аппаратом (сосудом), обеспечивает правильность ввода исходных размеров.

Программа создана в соответствии с основными нормативами и методиками, применяющимися в Российской Федерации. К сожалению, они не полностью регламентируют все стадии расчета, поэтому в отдельных случаях при расчете тех или иных элементов используются зарубежные методические документы.

Программа ПАССАТ производит расчет на основе:

ГОСТ 14249-89;
ГОСТ 25221-82;
ГОСТ 26202-84;
ГОСТ 24755-89;
РД 26−15−88;
РД РТМ 26−01−96−77;
РД 26−02−62−98;
норм расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок;
ГОСТ 27772-88;
ГОСТ 25859-83;
ASME VIII;
ASME II;
WRC-107;
WRC-297;
BS-5500.

Для оценки прочности и устойчивости заданной конструкции сосуда или аппарата реализованы следующие функции:

определение расчетных толщин и допускаемых значений давления, сил и моментов;
автоматическое определение расчетных величин, таких как вес, длины и диаметры элементов, характеристики колец жесткости (в цилиндрических обечайках и в седловых опорах) и др.;
расчет прочности места соединения штуцера с сосудом (аппаратом);
расчет арматурных фланцевых соединений с учетом воздействия давления, внешних сил и моментов, температурных напряжений и т.д.

Кроме того, программа ПАССАТ обеспечивает выполнение ряда вспомогательных функций:

настройка размерностей;
ввод и анализ исходных данных. В случае, если пользователь не ввел всех данных, необходимых для выполнения расчета, или ввел их некорректно, программа выдает предупреждение до тех пор, пока все данные не будут заданы;
автоматические изменения в смежных элементах всей модели при изменении геометрических параметров или условий нагружения в одном из элементов
выбор используемых материалов из базы данных с возможностью ее пополнения;
автоматическое изменение величины допускаемых напряжений, модулей упругости и т.д. при изменении материала, температуры или толщины стенки;
формирование, просмотр и печать полного отчета по расчетам элементов модели с промежуточными результатами вычислений.

ПАССАТ содержит открытую базу данных материалов, применяемых в СНГ, доступную для пополнения и корректировки.

Программа предназначается для проектно-конструкторских бюро и отделов, которые специализируются на проектировании и реконструкции сосудов и аппаратов, работающих под давлением, а также для организаций нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, газовой, нефтяной, теплоэнергетической и других отраслей промышленности.

Системные требования программы ПАССАТ весьма скромны: программа работает в среде Windows 9x/2000/XP, рекомендуется видеокарта с поддержкой OpenGL.

Глава об интерфейсе, исходных данных и результатах расчета

ПАССАТ имеет дружественный интерфейс, а также интуитивно понятную структуру создания моделей и расчета сосудов и аппаратов. Параметризованные элементы, применяемые в программе вместо геометрических примитивов, значительно упрощают работу и позволяют существенно сэкономить время.

На рисунках 2−4 в качестве примеров показано создание конической обечайки и цилиндрического элемента.

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Из иллюстраций видно, что для создания элемента, корректно пристыкованного к модели, инженеру достаточно заполнить поля в коротком диалоге, иллюстрированном наглядной схемой, и выбрать необходимую схему соединения.

Особо подчеркнем, что для работы с программой пользователю не требуется большой опыт работы с системами 3D-моделирования – достаточно владеть обычным набором знаний инженера-расчетчика.

Исходными данными в ПАССАТ являются тип, геометрические характеристики и материал элементов сосуда или аппарата, тип и расположение опор, вид испытаний, величины нагрузок. Выбор используемых материалов производится из базы данных.

Расчет прочности сосуда программа

Процесс завершается выдачей полного отчета по расчетам элементов модели с промежуточными результатами вычислений, который пользователь может либо экспортировать в Word, либо, при необходимости, модифицировать, внеся изменения в конструкцию и/или условия. Заметим, что экспорт расчета осуществляется поэлементно – это позволяет пользователю компоновать отчет в соответствии со своими требованиями.

В качестве примера приведен образец такого документа: в нем отражены результаты расчета эллиптического днища горизонтального сосуда в условиях гидроиспытаний.

Расчеты производятся по следующим элементам:

цилиндрические обечайки (гладкие и подкрепленные кольцами жесткости);
конические переходы;
днища (сферические, эллиптические, торосферические, конические, плоские, сферические неотбортованные);
врезки (штуцеры) в обечайки и выпуклые днища;
седловые опоры в горизонтальных сосудах и аппаратах;
опорные стойки и лапы в вертикальных сосудах и аппаратах.

Существующие конструкции сосудов и аппаратов, а также условия их работы часто не позволяют без значительного упрощения расчетных моделей выполнить расчеты в строгом соответствии с нормами, что приводит к искажению полученных результатов. После долгой и глубокой проработки методик нам удалось создать универсальную программу, значительно расширив сферу ее применения.

Расчет в условиях испытаний (гидроиспытания)

Условия нагружения при испытаниях:

Рабочая температура, T: 20 °C

Внутреннее давление, p: 0.5 МПа

По ГОСТ 14249-89 расчет на прочность при испытаниях не проводится, если выполнено условие:

Pисп < 1,35 · Pрасч

[ σ ]20

[ σ ]

1,35 · Pрасч

[ σ ]20

[ σ ]

Допускаемые напряжения для материала ВСТ3 при температуре 20 °C (условия испытаний):

[σ]=

250/1,1=227,3 МПа

Коэффициент nT выбирается в зависимости от группы аппарата.

Модуль продольной упругости при температуре 20 °C.

E = 199000 МПа

Коэффициент линейного расширения при температуре 20°C:

α = 1.16e-0,05 C-1

Днища, нагруженные внутренним избыточным давлением (п. 3.3.1).

Расчетная толщина стенки с учетом прибавок:

s1p+c =

p·R

2·[σ]·φ-0,5·p

+c=

0,5·1330

2·227,3·1−0,5·0.5

+0 =

= 1,47 мм

Допускаемое давление:

[p]=

2·[σ]·φ·(s1-c)

R+0,5·(s1-c)

2·227,3·1·(10−0)

1330+0,5·(10−0)

Заключение: условие прочности выполнено.

Это касается, в частности, расчета прочности и жесткости узлов врезок штуцеров в цилиндрические обечайки и выпуклые днища с учетом внутреннего давления и внешних нагрузок. В основе методики такого расчета лежат известные зарубежные разработки.

Существенно расширена область применения горизонтальных сосудов и аппаратов на седловых опорах: в отличие от методики, описанной в ГОСТ 26202-84, стало возможным определять изгибающие моменты и силы (как над опорами, так и между ними) сосудов произвольной конструкции, а также опор, расположенных в любом месте цилиндрических обечаек.

Расчет арматурных фланцев производится в соответствии с ASME VIII. При этом помимо давления учитываются внешние нагрузки и изгибающие моменты, а также напряжения, вызванные разницей линейных удлинений фланцев и шпилек (болтов) при температурном воздействии.

Эпилог, в котором описывается дальнейшая судьба программы

Внимательные читатели заметили, что мы не упомянули о теплообменниках – последней составляющей аббревиатуры ПАССАТ. Функцией расчета теплообменников программа пополнится в ближайшей перспективе.

Кроме того, планируется реализовать:

расчет аппаратов колонного типа в соответствии с ГОСТ Р 51273−99 и ГОСТ Р 51274−99;
расчет сейсмических и ветровых нагрузок, воздействующих на вертикальные аппараты колонного типа, в том числе – при определении периода собственных колебаний (без ограничений количества элементов);
расчет рубашек сосудов и аппаратов по ГОСТ 25867-83;
расчет вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов;
БД стандартных узлов и элементов в полном соответствии с требованиями ОСТ, ГОСТ и АТК.

К уже реализованной функции расчета арматурных фланцевых соединений будет добавлен расчет фланцевых соединений сосудов и аппаратов.

В эти дни проводится открытое бета-тестирование, участниками которого стали более 20 предприятий различных отраслей промышленности.

С 1 июня 2004 года НТП «Трубопровод» осуществляет опрос заинтересованных организаций. Опросный лист размещен по адресу: https://www.truboprovod.ru/cad/demo/PollPassat.doc

По результатам опроса и бета-тестирования мы сможем установить приоритетные направления развития программы и определить, в какие программные системы будет осуществляться импорт/экспорт расчетных моделей, созданных в программе ПАССАТ.

Литература, использованная при создании программы ПАССАТ

ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.
ГОСТ 25221-82. Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность.
ГОСТ 26202-84. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
ГОСТ 24755-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность укрепления отверстий.
РД 26−15−88. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений.
РД РТМ 26−01−96−77. Плоские круглые крышки и днища с ребрами жесткости.
РД 26−02−62−98. Расчет на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих в коррозионно-активных сероводородсодержащих средах.
Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. – М., Энергоатомиздат, 1989. – 525 с.
ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций.
ГОСТ 25859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.
ASME VIII, Div 1, 2002, Appendix 2.
ASME II, 1998, Appendix 2.
WRC-107 Welding Re Council. Bulletin. – «Local Stresses in Spherical and Cylindrical Shells due to External Loadings», 1979.
WRC-297 Welding Re Council. Bulletin. «Local Stresses in Cylindrical Shells due to External Loadings on Nozzles, – Supplement to WRC Bulletin № 107», 1987.
BS-5500: 1976 Specification for Unfired fusion welded pressure vessels. British Standards Institution.
WRC-368 Welding Re Council. Bulletin. «Stresses in Intersecting Cylinders subjected to Pressure», – 1991. – 32 P.
Bildy Les M. 2000. «A Proposed Method for Finding Stress and Allowable Pressure in Cylinders with Radial Nozzles», – PVP Vol. 399, ASME, New York, NY. – pp. 77−82.
Zick L.P. «Stresses in Large Horizontal Cylindrical Pressure Vessels on Two Saddle Supports», – Welding Re Journal Supplement, September, 1951.

Источник