Штуцер-МКЭ - первая специализированная отечественная программа для расчета прочности и жесткости места соединения штуцера с сосудом (аппаратом) с помощью метода конечных элементов (МКЭ).
При определении прочности и жесткости узла врезки МКЭ получил широкое распространение. Созданная программа, в отличие от универсальных конечно-элементных программ, не требует специальной подготовки пользователя и значительных временных затрат. Создание конечно-элементной разбивки и оценка полученных результатов напряженно-деформированного состояния (НДС) зоны врезки производится автоматически.
Расчет НДС выполняется как для радиальных, так и для косых врезок в цилиндрические и конические обечайки, а также эллиптические, сферические и плоские днища. Расчет с помощью МКЭ позволяет значительно расширить область применения и точность решения задачи.
Расчеты проводятся согласно стандарту ассоциации «Ростехэкспертиза» СА 03-003-07 (16 глава).
Допускаемый уровень напряжений определяется согласно «Нормам расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок». (ПНАЭ Г-7-002-86 ГОСАТОМЭНЕРГОНАДЗОР СССР 1989).
Точность расчетов на прочность сосудов, аппаратов и трубопроводов в месте соединения в значительной степени определяется учетом жесткости (податливости) врезки. Как правило, при расчетах на прочность трубопроводных систем соединение трубопровода и сосуда (аппарата) заменяется мертвой опорой, что приводит к получению завышенных усилий и напряжений в узле соединения.
Дана возможность оценки прочности и устойчивости как элемента, в который врезается штуцер, так и расчет укрепления отверстия под действием только давления по нормативным документам ГОСТ 14249-89 и ГОСТ 24755-89, соответственно.
Программа рекомендуется для использования при проектировании и проведении поверочных расчетов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.
НТП Трубопровод
Компания ООО «НТП Трубопровод» была учреждена в марте 1992 г. на базе организованной в 1972 г. лаборатории трубопроводныхсистем института «ВНИПИнефть». В 70–80-х годах прошлого века лаборатория стала одним из ведущих в СССР коллективов-экспертов в области расчета, автоматизации проектирования и оптимизации технологических трубопроводов, центром взаимодействия и обмена опытом ведущих специалистов страны. На сегодняшний день НТП Трубопровод является одним из ведущих разработчиков и поставщиков, специализирующихся в области информационных технологий для проектирования исследований в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности и представляет следующие решения: “Гидросистема” – НТП Трубопровод, “Изоляция” – НТП Трубопровод, “Пассат” – НТП Трубопровод и др. Среди пользователей программ — крупнейшие и авторитетные проектные, научно-исследовательские и экспертные организации.
Модель программы «Штуцер-МКЭ» может быть создана и передана из программы «ПАССАТ».
Специально для программы Старт-Проф разработан модуль «Старт-Штуцер-МКЭ» для расчета врезок (тройников и штуцеров), который вызывается непосредственно из программы «Старт».
Интерфейс
Программа имеет современный, удобный и интуитивно понятный графический интерфейс пользователя
Графический интерфейс пользователя включает интерактивные подсказки пользователю, документацию на русском и английском языках.
Возможность создавать несколько базовых расчетных схем по типу врезок
- Без присоединений. Используется для моделирования и расчета элемента без врезок.
- Штуцер (патрубок). Используется для моделирования несущего элемента с врезкой штуцера.
- Подпятник отвода. Используется для моделирования отвода (изгиба) с опорой.
- Опора колонны. Используется для моделирования днища с юбочной опорой.
Возможность задавать разнообразные типы несущих элементов:
Цилиндрические обечайки:
- Горизонтальный аппарат. Используется для моделирования горизонтального сосуда под давлением и т.п.
- Вертикальный аппарат. Используется для моделирования вертикального сосуда под давлением.
- Вертикальный стальной резервуар (РВС). Используется для моделирования вертикальный стальной резервуар (РВС).
- Магистральная часть (тройник). Используется для моделирования врезок в трубопровод (тройников).
Конические обечайки:
- Коническая обечайка. Используется для моделирования переходного участка сосуда под давлением и т.п.
- Конический переход. Обеспечивает дополнительные возможности по сравнению с предыдущим элементом.
- Коническое днище. Используется для моделирования конических пологих и крутых днищ.
Днища:
- Эллиптическое днище. Выпуклое днище под давлением.
- Полусферическое днище. Выпуклое днище под давлением.
- Торосферическое днище. Выпуклое днище под давлением.
- Плоское днище. Плоское днище под давлением.
- Коническое днище. Используется для моделирования конических пологих и крутых днищ.
Специальные типы оболочек:
- Отвод (изгиб). Используется для моделирования поворотов в трубопроводах и т.п.
- Прямоугольная стенка (пластина). Используется для моделирования врезок в прямоугольные стенки (пластины).
Базы данных материалов
Содержит физические и механические свойства материалов элементов оборудования на основе российских и зарубежных норм.
Нормы
Анализ методом конечных элементов (МКЭ) проводит оценки прочности согласно нормативным документам:
- ГОСТ 34233.1-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.
- ГОСТ 34233.6-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках.
- ГОСТ 34233.10-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Сосуды и аппараты, работающие с сероводородными средами.
- ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок.
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Part D. Properties. Section II, Materials - 2019.
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Rules for Construction of Pressure Vessels. Section VIII, Division 1 – 2019.
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Rules for Construction of Pressure Vessels. Section VIII, Division 2 – 2019.
- EN 13445-3. European Standard. Unfired pressure vessels – Part 3. Issue 1 (2002-05).
- JB 4732-1995-EN. Professional Standard of the People's Republic of China – 1995.
Кроме расчета по МКЭ в программе имеется возможность расчета жесткости и напряженного состояния узлов врезки штуцеров с использованием зависимости безразмерных относительных параметров перемещений и напряжений от геометрических характеристик элементов врезки в соответствии с распространенными методиками, описанными в WRC 537.
Штуцер-МКЭ дополнительно позволяет проводить расчеты элементов сосудов и врезок по методикам, описанным в следующих документах:
- ГОСТ 34233.2-2017. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
- ГОСТ 34233.3-2017. 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.
- WRC-537 Welding Research 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.
Определение допускаемых напряжений для различных режимов в соответствии с заданным нормативным документом (ГОСТ, ПНАЭ, ASME, EN, JB)
Определение напряженно-деформированного состояния в местах врезки штуцеров от действия внешних нагрузок, давления и температурного расширения
Выводы о выполнении условий прочности в виде подробного отчета по основным международным стандартам (HTML, RTF)
Расчет на прочность при действии циклической нагрузки по ASME и ГОСТ
Определение допускаемых нагрузок на штуцера
Расчет коэффициентов интенсификации напряжений (SIF)
Определение жесткости (податливости), коэффициентов гибкости узла врезки
Расчет нескольких вариантов нагружений заданных пользователем
Расчет c учетом температурных деформаций
Программный комплекс Штуцер-МКЭ позволяет учитывать температурные деформации материалов компонент, из которых состоит сосуд или аппарат. Это позволяет учесть расширение (деформации) материалов компонент под действием температуры,а также дополнительные напряжения, возникающие при стесненных температурных деформациях (разные коэффициенты линейного расширения, разные температуры и т.п.)
Расчет под действием гидростатического давления
Расчет отвода (изгиба) с подпятником
Расчет врезки опоры колонного аппарата
Расчет врезки в прямоугольную стенку
Расчет прочность врезки, работающей в коррозионно-активной сероводородсодержащей среде (ГОСТ)
Расчет прочности и жесткости по WRC 537(107,297)
Расчет укрепления отверстия от действия давления (ГОСТ)
Версия 3.5.3 программы «ШТУЦЕР»
- Исправлен импорт юбочной опоры из программы Пассат.
- Исправлены ошибки данных интерфейса пользователя при создании модели юбочной опоры и подпятника отвода.
- Исправлены ошибки генерации конечно-элементной сетки.
Версия 3.5.2 программы «ШТУЦЕР»
- Добавлен учет расстановки опор на концах конического перехода при импорте из программы Пассат.
- Исправлен импорт размеров сварных швов врезки из программы Пассат при заданном нормативном документе ASME.
- Исправлено создание геометрической модели с нулевым размером шва на штуцере.
- Исправлено создание геометрической модели врезки осевого штуцера на конической поверхности, когда D1 < D2.
- Исправлен расчет конического элемента по п. 8.3.6 ГОСТ 34233.2-2017.
- Исправлен учет граничных условий для плоского днища без цилиндрической части.
- Исправлены ошибки работы с лицензиями из приветственного окна.
- Исправлены ошибки генерации конечно-элементной сетки.
Версия 3.5.1 программы «ШТУЦЕР»
- Исправлены ошибки системы защиты от копирования и обновления программы.
- Исправлен расчет коэффициентов интенсификации напряжений базового элемента с отбортованным штуцером.
- Исправлены ошибки создания геометрических моделей и генерации конечно-элементной сетки.
Версия 3.5 программы «ШТУЦЕР»
- Реализована возможность добавления нескольких штуцеров или балочных прикреплений.
- Добавлена возможность предварительного просмотра модели с нагрузками и граничными условиями, а также запуск постпроцессора из интерфейса пользователя.
- Добавлены новые отдельные типы балочного прикрепления - "пластина" и "две пластины".
- Добавлен учет взаимного влияния отверстий при расчете по ГОСТ 34233.3-2017.
- Обновлены проверки прочности по ASME BPVC.VIII.1-2021.
- Обновлены проверки прочности по ASME BPVC.VIII.2-2021.
- Обновлены проверки прочности по EN 13445-3:2021.
- Добавлена новая система защиты программы (ключи Guardant Sign, Web лицензии).
- Переработано "Руководство пользователя".
Операционная система
- Windows 7/8/10 или более поздняя версия, 64bit, архитектура x86-64
Видеокарта
- Графический процессор с объемом видеопамяти 1 Гб и более (поддерживающий OpenGL 2.0)
Разрешение экрана
- Минимальные требования: 800х640
- Рекомендуемые требования: 1366х768
