Возможности PV Elite от компании Intergraph. Проектирование безопасных сосудов под давлением.

Сосуды под давлением являются критическими компонентами процесса эксплуатации предприятия, и их безопасная работа исключительно важна не только для самого процесса производства, но и для того, чтобы обеспечить безопасность персонала на рабочем месте. За многие годы мы не раз видели ужасные последствия аварий, которые произошли из-за того, что проекты критических компонентов были неадекватными, а в некоторых случаях проектов не было совсем!

Последствия включали в себя ранения персонала (иногда со смертельным исходом), загрязнения и разрушение окружающей среды и живой природы, утечки радиации. Многие инциденты также приводили к потере продукции, что влекло за собой большие финансовые потери и непоправимый ущерб репутации компании.

Производственными предприятиями владельцы управляют по лицензии, и такие лицензии обычно выдаются только тогда, когда конструкция критических для безопасности систем проверена экспертными компаниями, известными как надзорные органы или инспекции. Владельцы нанимают такие компании для предоставления услуг по инспектированию и верификации.

Итак, кто отвечает за проектно-конструкторские работы и конструкцию критических элементов оборудования, таких как сосуды под давлением? Существует два типа компаний:

1. подрядчики по проектированию
2. изготовители

и в обоих работают проектировщики, обладающие знанием в области стандартов и технических условий проектирования сосудов под давлением. Именно эти компании должны представить свои проекты на рассмотрение надзорных органов.

Многие годы для того, чтобы создать безопасные сосуды под давлением, проектировщикам приходилось вручную производить трудоемкие расчёты каждой «детали под давлением», и для этого требовались долгие дни и даже недели. Конечным результатом были многие страницы расчетов, «доказывающих» пригодность всех компонентов, и достигалось это путем сравнения допустимых напряжений , указанных в стандартах проектирования, и фактических напряжений, с которыми компонент «фактически» столкнется, когда он будет подвергаться рабочему давлению и внешним нагрузкам. Это была кропотливая работа, и одна ошибка в расчетах или типографская опечатка могли привести к указанию неверной толщины и опасным последствиям. Изменения конструкции требовали многостраничных расчетов. К счастью, сроки проектирования не были такими ограниченными, как в настоящее время.

Однако сегодня мы сталкиваемся с другими проблемами; графики работ намного более напряженные, и мы должны создать безопасную конструкцию «с первого раза». Проектировщики должны знать, что для выполнения этой задачи они могут воспользоваться надежным программным обеспечением, в которое встроены все необходимые проверки стандартов проектирования, а результаты будут подвергнуты сравнительному тестированию в соответствии с протоколом проверки и утверждения.

25-летняя история.

Именно в этой области программное обеспечение PV Elite Pressure Vessel поможет максимально использовать знания проектировщика для быстрого, легкого и уверенного проектирования безопасных конструкций. В течение 25 лет программа PV Elite развивалась и совершенствовалась. Внедрялись многочисленные базы данных материалов, в которые включены стандарты проектирования с использованием допустимых нагрузок для всех применимых условий проектирования. Проектировщик указывает граничные нагрузки, такие как давление, температура, диаметр компонентов, скорость ветра, размеры платформы и пр. Затем PV Elite при помощи встроенных правил проектирования сравнивает фактические нагрузки на каждый компонент с допустимыми по условиям проектирования и представляет результаты в виде серии отчетов. Любые необходимые изменения можно сделать в течение нескольких минут.

Какую проектную документацию получают клиенты и производители компонентов?

Во-первых, большинство проектов промышленных предприятий создаются пространственными в виде 3D моделей, включающих взаимосвязанные трубопроводы, строительные конструкции, оборудование (включая сосуды под давлением), измерительные приборы, кабельные трассы и ОВ и ВК. Intergraph CADWorx Plant — программа 3D моделирования на основе AutоCAD, которая предоставляет такие возможности. В нее также встроен двусторонний интерфейс с PV Elite, и это означает, что «соответствующие требованиям» сосуды могут быть импортированы в 3D модель. Это позволяет при помощи автоматизированных процессов создавать такую проектную документацию, как компоновочные и изометрические чертежи, за очень короткое время по сравнению с тем временем, которое затрачивается на ручную работу.

Во вторых, Intergraph PV Fabricator может импортировать «соответствующие требованиям» сосуды без дублирования чертежей и создавать детальные рабочие чертежи для производства.

Обе вышеуказанные программы позволяют очень быстро включать в проект изменения при помощи автоматического обновления чертежей, что повышает продуктивность и исключает возможность ошибок при передаче данных.

Благодаря непревзойденным возможностям программного обеспечения  PV Elite оно быстро становится программой выбора для владельцев, проектных компаний, производителей и надзорных органов во всем мире. Она позволяет точно, быстро, и, что особенно важно, прибыльно проводить проектирование и анализ сосудов и теплообменников.

Пользователь может проектировать сосуды под давлением целиком или их отдельные компоненты в соответствии с 4 основными международными стандартами проектирования:

1. ASME VIII Div1
2. ASMЕ VIII Div2
3. PD 5500
4. EN 13445

Кроме проектирования сосудов PV Elite позволяет проектировщикам также проектировать теплообменники в соответствии со стандартами:

1. ASME UHX
2. TEMA
3. PD 5500
4. EN 13445

Владельцы оборудования могут также оценить остаточный срок эксплуатации или провести повторную оценку сосудов в соответствии с API 579.

В дополнение к конечному элементному анализу согласно ASMЕ VIII Div2 внешние нагрузки на штуцера трубопроводов можно оценить также при помощи 4 различных стандартов проектирования.

В PV Elite встроено более 20 стандартов по расчётам ветровых нагрузок и 23 стандарта по расчёту сейсмических нагрузок, и кроме этого пользователь может проводить анализ сосудов в соответствии со сказанными спектрами реакций.

Аппараты могут опираться на:

1. юбки
2. опоры-стойки (включая трубные элементы)
3. седловые опоры или опоры-лапы

возможен широкий выбор опор-стоек из многих международных баз данных, включая базы данных США, Великобритании, Европы, Германии, Южной Африки, Японии и Австралии.

Поскольку элементы конструкции доступны через удобный интерфейс, при помощи графической системы PV Elite инженеры могут следить за построением модели.

Новые версии PV Elite имеют интерфейс в виде ленты, а также добавлены рубашки со змеевиковыми каналами для подогрева или охлаждения оболочки в соответствии с PD 5500:

1. обновлен PD 5500 до версии 2012 года

2. добавлен «местный» прочностной анализ в соответствии с EN 13445

3. добавлены компенсирующие стыки теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками в соответствии с практикой EN

4. добавлен быстрый расчет при помощи выделения текста

5. добавлена возможность поиска и выделения результатов

6. добавлено графическое кодирование моделей цветами и возможность прямой печати в формате PDF

PV Elite обладает преимуществами, многими повышающими продуктивность, например:

1. Построение моделей.   
После введения в рамках проектных ограничений основных параметров, таких как:

1. диаметр

2. давление

3. температура

полную модель можно построить в течение нескольких минут при помощи метода «щелкни и посмотри». Таким же образом при помощи отличного графического интерфейса можно добавлять такие детали, как штуцера.

Проектируя по ходу работ, инженеры быстро хотят убедиться в правильности своих проектов — PV Elite позволяет инженерам незамедлительно, как только компонент введен в конструкцию, увидеть на экране, что толщина компонента под давлением недостаточна. Нет необходимости проводить полный анализ сосуда, поскольку постоянно выдается информация о соответствии всем стандартам.

2. Отчеты.   
После окончания полного анализа сосуда PV Elite представляет сводку отчета или полный отчет (по выбору клиента) о каждом отдельном компоненте сосуда для каждого вида нагрузки. В итоговом отчете все проблемные участки закодированы красным цветом, что позволяет инженерам следить за ними и выделять их. Для подготовки заказных отчетов возможно также «перетащить» отдельные результаты.

3. Сценарий «что, если».   
PV Elite позволяет инженерам быстро оценить различные сценарии и оптимизировать расходы при сохранении безопасной конструкции. В качестве примеров можно привести изменения стандартов проектирования, замену выбранных материалов и использование новой возможности оптимизации толщины ASME Code Case 2695.

4. Глобальные изменения.   
Используя графическое построение моделей при помощи PV Elite, инженеры могут быстро изменять такие параметры, как диаметр, материалы, толщина, давление, температура, типы сварки, ветровые нагрузки, класс давления фланцев на штуцерах… Ветровые и сейсмические нагрузки относятся к сосуду в целом.

Итак, PV Elite предоставляет все средства, необходимые для того, чтобы конструкция сосудов под давлением была безопасной и соответствовала стандартам.

Intergraph постоянно стремиться развивать и улучшать программное обеспечение с тем, чтобы оно соответствовала промышленным стандартам, потребностям клиентов, новейшим тенденциям и ожиданиям. Инвестиции в научно-исследовательскую и конструкторскую деятельность в 2012 году превысили 60 миллионов долларов, а клиенты могут оказывать влияние на разработки, посылая свои предложения через систему поддержки и базу знаний Intergraph.

Автор: Стив Джиллотт, менеджер отдела по работе с клиентами компании "Intergraph CADWorx and Analysis Solutions" (Steve Gillott, Intergraph CADWorx and Analysis Solutions)