Расчетная оценка прочностей шаровых резервуаров по РД 03-380-00

Версия для печати

8.1. Расчетная оценка прочности производится в целях установления соответствия шарового резервуара требованиям действующих норм прочности и определения условий дальнейшей безопасной эксплуатации.

8.2. Необходимость проведения расчетов на прочность и их методика определяются специализированной организацией, проводящей полное техническое обследование, по результатам полученных данных в ходе обследования.

8.3. Поверочные расчеты шарового резервуара выполняются в соответствии с РД РТМ 26-01-111-78. Поверочный расчет шарового резервуара на статическую прочность проводится в соответствии с ГОСТ 14249-89, ГОСТ 24755-89, ГОСТ 25221-82, ГОСТ 26202-84. Поверочный расчет на прочность при малоцикловых нагрузках — в соответствии с ГОСТ 25859-83. Поверочный расчет на хрупкую прочность — в соответствии со СНиП II-23-81* и Руководства по расчету стальных конструкций на хрупкую прочность.

8.4. Шаровой резервуар считается работоспособным, если его основные элементы имеют запасы прочности для статических и малоцикловых условий нагружения не ниже величин, указанных соответственно в ГОСТ 14249-89 и ГОСТ 25859-83.

8.5. Величина допускаемого внутреннего давления Р на момент проведения полного технического обследования зависит от фактических физико-механических свойств металла элементов оболочки шарового резервуара и толщины стенки:

P =	2φ · σSmin
	__________
	Dmax + Smin

где φ — коэффициент прочности сварного шва;
σ = min(σ_т/n_т; σ_в/n_в) — допускаемое напряжение, МПа;
n_т, n_в — коэффициенты запаса прочности;
здесь σ_т, σ_в — минимальные значения предела текучести и временного сопротивления элементов оболочки (МПа) из сравнения фактических данных, полученных согласно п. 5.8.2, и данных НД;
S_min — минимальная толщина стенки оболочки по результатам толщинометрии, мм;

D_max — максимальный внутренний диаметр шарового резервуара по результатам измерений, мм.

8.6. Формула определения величины допускаемого внутреннего давления Р (п. 8.5) применима для идеальной сферической оболочки. При определении допускаемых напряжений σ (п. 8.5) необходимо учитывать краевые эффекты (вызванные сопряжением со сферической оболочкой патрубков, опор, люков и др.) коэффициентами концентрации напряжений. Величина коэффициентов концентрации напряжений определяется в каждом конкретном случае.

8.7. При неудовлетворительных результатах расчетной оценки прочности шарового резервуара с дефектами дефектные места подлежат ремонту с обязательным последующим обследованием. При невозможности устранения дефектов дальнейшая эксплуатация шарового резервуара не допускается.

При удовлетворительных результатах расчетной оценки прочности шарового резервуара с дефектами условия его дальнейшей безопасной эксплуатации определяются специализированной организацией.

< назад / к содержанию / вперед >

Расчет прочности по ГОСТ

Расчет прочности по ГОСТ требуется в России и странах СНГ для сертификации EAC, как расчет прочности ASME (Американское общество инженеров-механиков). Заявление о прочности для оборудования, работающего под давлением, включая теплообменники, колонны, сосуды под давлением и т. д., является одним из документов, необходимых для выдачи сертификата EAC/TRCU.

ГОСТ «Акт расчета прочности»

Расчет прочности по ГОСТ, предоставленный CERINS, соответствует стандарту ассоциации Ростехэкспертиза SA 03-004-07, рекомендованному Ростехнадзором (РТН), и рассчитывается и предоставляется в соответствии со следующими стандартами:

• 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
• РД 24 200-21-91
• ГОСТ Р 51273-99
• ГОСТ Р 51274-99
• ASME Сек. VIII
• ASME Сек. II
• ВКР-107
• ВКР-297
• И т. д.

Сосуды и аппараты (ГОСТ Р 52857) – Нормы и методы расчета на прочность

• ГОСТ Р 52857.1 — Общие требования
• ГОСТ Р 52857.2 — Расчет цилиндрических и конических, обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек
• ГОСТ Р 52857.3 — Усиление отверстий в обечайках и днищах на внутреннее и внешнее давление. Прочностной расчет обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на насадку
• ГОСТ Р 52857.4 — Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений
• ГОСТ Р 52857.5 — Расчет обечаек и днищ от действия опорных нагрузок
• ГОСТ Р 52857.6 — Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках
• ГОСТ Р 52857.7 — Теплообменники
• ГОСТ Р 52857.8 — Сосуды и аппараты с рубашкой
• ГОСТ Р 52857. 9 — Определение напряжений в местах примыкания патрубка к обечайке и головке под действием давления и внешних нагрузок на патрубок
• ГОСТ Р 52857.10 Сосуды и аппараты с сероводородными средами
• ГОСТ Р 52857.11 — Метод расчета прочности обечаек и днищ по несоосности сварных швов, угловой несоосности и некруглости обечайки
• ГОСТ Р 52857.12 — Требования к представлению прочностных расчетов, выполненных на ЭВМ

Результаты расчетов будут оформлены в виде полного отчета по компонентам модели, включая все промежуточные расчеты.

Примечание

Расчет по ГОСТ

строже, чем по ASME, поэтому, даже если получен расчет по ASME, для полной сертификации EAC необходимо выполнить расчет по ГОСТ. Это требование закреплено в стандартах TRCU.

PSRE PASS EQUIP NOZZLE FEM

Новые сотрудники могут начать выполнять анализ сосудов высокого давления уже через несколько дней, а не месяцев!

Широкие возможности

PASS/EQUIP обеспечивает комплексный анализ структурных сосудов под давлением.

PASS/EQUIP выполняет расчет прочности и остойчивости горизонтальных, вертикальных и колонных судов с учетом ветровых и сейсмических нагрузок. PASS/EQUIP также рассчитывает прочность и устойчивость кожухотрубчатых теплообменников, включая трубные решетки, трубы, проходные перегородки, кожухи, компенсационные сильфоны, расширительные коробки и плавающие головки. Редактор интеллектуальной сетки труб теплообменника предоставляет очень широкие возможности моделирования нестандартных трубных решеток.

Программа выполняет расчет прочности и устойчивости горизонтальных и вертикальных сосудов под давлением по международным нормам. Этот расчет основан на стандартах ГОСТ, стандартах ОСТ, стандартах ASME и европейских стандартах.

PASS/EQUIP Nozzle-FEM обеспечивает анализ соединений сопло-оболочка с использованием метода конечных элементов (МКЭ), включая расчет допустимых нагрузок на сопло и расчетную прочность соединения сопла для широкого диапазона геометрических конфигураций и условий эксплуатации. Это включает произвольную геометрию сопла, соединенного с цилиндрическими и коническими оболочками, а также эллиптическими, полусферическими и плоскими днищами, и выполняет расчеты гибкости соединения сопло-оболочка. Программное обеспечение автоматически создает конечную сетку и выполняет анализ напряжений для патрубков (включая цапфы), включая напряжение мембраны оболочки, напряжение изгиба и общее напряжение. Детальный анализ форсунок рекомендуется для проектирования и экспертизы промышленной безопасности нефтегазовых, нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических, электростанций и других промышленных объектов.

Требования к системным требованиям

Windows 7/8/10+

X86-64 Architecture Processor

1 ГБ ОЗУ

видеокарта с поддержкой OpenGL 2.0+ и 1 ГБ+ RAM

Display Resolution не менее 1024×768, рекомендованные 1280×1024

01010101099010999010010990109010010990101

Обзор

PASS/EQUIP обеспечивает анализ прочности и устойчивости сосудов высокого давления для горизонтальных и вертикальных сосудов, колонн, резервуаров-хранилищ, а также кожухотрубных и теплообменников с воздушным охлаждением при статических и сейсмических нагрузках для оценки несущей способности в рабочем, испытательном и монтажном состояниях. Приложения включают проектирование, модернизацию и испытания судов, а также выполнение расчетов соответствия требованиям для энергетики, нефтепереработки, химической, нефтехимической, газовой, нефтяной и других смежных отраслей.

PASS/EQUIP также обеспечивает анализ конечных элементов произвольных патрубков сосудов с целью оценки их напряжения, жесткости и допустимых нагрузок. Результаты могут быть автоматически переданы в PASS/START-PROF для использования в анализе напряжения трубопровода.

PASS/EQUIP сочетает в себе сложные возможности расчета и соответствие нормам с простотой использования для моделирования сосудов под давлением на прочность и устойчивость «обычными» инженерами и проектировщиками. Подробные отчеты о расчетах, созданные программой, содержат исчерпывающую информацию (включая все уравнения, промежуточные результаты и график сил и моментов) и готовы к передаче в любые органы или орган по сертификации оборудования.

Разработчики оборудования и инженеры-технологи и инженеры по трубопроводам более чем 500 EPC и компаний-производителей судов в Беларуси, Китае, Чехии, Германии, Индии, Италии, Японии, Казахстане, России, Южной Корее, Украине и Соединенных Штатах Америки теперь используют программное обеспечение на каждый день для проектирования различных типов сосудов, колонн, резервуаров, теплообменников и патрубков. требования. PASS/EQUIP постоянно проверяется и перекрестно тестируется с аналогичными программами.

Выполнение расчетов в PASS/EQUIP дает ряд преимуществ, в том числе: повышение надежности и безопасности эксплуатации оборудования различного назначения, улучшение согласования проекта с контролирующими органами, сокращение затрат и времени.

PASS/EQUIP имеет современный интуитивно понятный пользовательский интерфейс, документацию и справочную систему, а наши специалисты обеспечивают прикладную и техническую поддержку.

PASS/EQUIP обеспечивает максимальное удобство использования «обычными» инженерами, позволяя им сосредоточиться на проектировании оборудования. Пользователь определяет тип оборудования, геометрические характеристики, материал компонентов сосуда, тип и расположение опор, тип испытаний и нормы нагружения. Подбор элементов и материалов сосудов производится из обширных баз данных, которые могут обновляться пользователем.

Предусмотрено трехмерное графическое отображение геометрии оборудования с возможностью редактирования цвета отдельных элементов или всей модели, с видами, позволяющими увидеть внутренние элементы. Мощные возможности 3D-моделирования также поддерживают экспорт в различные форматы САПР, поэтому пользователь может продолжить работу над проектированием судов в своей любимой среде САПР.

PASS/EQUIP не требует специальной подготовки и может использоваться любым инженером-механиком.

Расчет на прочность и остойчивость судов колонного типа, при ветровых нагрузках и сейсмических воздействиях, выполняется с использованием модуля PASS/EQUIP Columns, на основании ГОСТ 34233.9, ГОСТ 34283.

Расчет на прочность и устойчивость кожухотрубчатых и воздухоохлаждаемых теплообменников проводится с использованием модуля PASS/EQUIP-Fessel&Exchanger на основе ГОСТ 34233.7, ГОСТ 26-14-88, РД 30780-2002 и ASME VIII разд. 1. Редактор сетки интеллектуальных труб PASS/EQUIP-Vessel&Exchanger обеспечивает очень мощное моделирование нестандартных трубных решеток.

Расчет на прочность и устойчивость горизонтальных и вертикальных сосудов при нагрузках от сейсмических воздействий поддерживается на основании СТО-СА-03. 003-2009, АзДЫН 2/3-1, ГОСТ Р 55722 и ГОСТ 34283.

Расчет вертикальных стальных цилиндрических резервуаров проводится с использованием опции PASS/EQUIP Tanks на основании СТО-SA-03-002-2011.

PASS/EQUIP Nozzle-FEM

Nozzle-FEM предназначен для расчета напряжений и гибкости соединений сопло-оболочка с использованием метода конечных элементов (FEM). Программа также рассчитывает допустимые нагрузки на патрубок и оценивает прочность соединений патрубков для широкого диапазона геометрических конфигураций и условий эксплуатации. Форсунка-МКЭ позволяет обеспечить более высокий уровень безопасности оборудования при одновременном снижении трудозатрат на этапе проектирования. Программа рекомендована для проектирования и экспертизы промышленной безопасности нефтегазовых, нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических, энергетических и других промышленных объектов.

В отличие от универсальных программ МКЭ (ANSYS, NASTRAN, COSMOS и др. ), эта программа не требует специальной подготовки и может использоваться любым инженером-механиком. Построение конечно-элементной сетки и оценка результатов расчета выполняются автоматически. Расчет МКЭ, в отличие от полуаналитических методов (т.е. WRC 107/297, ГОСТ 34233.3-2007 и др.), расширяет область применения программы и повышает точность анализа.

Программа выполняет расчет напряжений для патрубков (в том числе цапф) произвольной геометрии, соединенных с цилиндрическими и коническими обечайками, а также с эллиптическими, полусферическими и плоскими днищами. Учитываются граничные ограничения сосуда и нагрузки на патрубок от соседнего трубопровода. Можно рассчитать как мембрану сопла, так и мембрану оболочки, изгибные и полные напряжения. Также реализован расчет соединений отводов труб, что позволяет проводить детальный анализ напряжений нестандартных тройников и отводов трубопроводов.

Наряду с анализом напряжений и устойчивости программа также выполняет расчет гибкости соединения патрубка с обечайкой, так как эта гибкость может значительно влиять на напряжения в сосудах и трубопроводах. При расчете напряжений трубопроводных систем места соединения патрубка с сосудом часто имитируются анкерными опорами, что приводит к завышению значений напряжений и напряжений. Для автоматического создания соответствующей нестандартной опоры в расчетной модели гибкость соединения патрубок-оболочка, рассчитанная с помощью Nozzle-FEM, может быть скопирована через буфер обмена в программу расчета напряжения трубопровода PASS/START-PROF.

Напряженное состояние можно оценивать по различным кодам: ASME VIII раздел 1,2; ЕН 13445-3; ГОСТ 34233.1-2007; JB 4732-1995; ПНАЭ Г-7-002-86 (для оборудования и трубопроводов АЭС) на допускаемые напряжения. Также выполняется расчет прочности и устойчивости сосудов (по ГОСТ 34233.2-2007), а также необходимое усиление отверстий под внутреннее давление (ГОСТ Р 52857.3-2007). Соединения корпус-сопло, работающие в агрессивной сероводородной среде, анализируют по ГОСТ 34233.10-2007.

Помимо расчета методом конечных элементов, программа поддерживает расчет CIF и податливости полуаналитическими методами в соответствии с WRC107-79, WRC297-87 (Бюллетени Совета по исследованиям в области сварки № 107, № 297 «Локальные напряжения в сферических и цилиндрических корпусах, вызванные внешними нагрузками») и BS5500-76 (британский стандарт).