На главную страницу ICQ: 309870098
  





СПЕЦВЫПУСКИ  » MIOGE  »  2007, Nº1 »  BENTLEY CAE. ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ...

BENTLEY CAE. ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ПРОЧНОСТНОГО И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ТРУБОПРОВОДОВ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
Компания "Ребис РАША"
105120, г. Москва, Костомаровский пер., 3, стр. 1 А
тел./факс (495) 787-0692, 744-0011
e-mail: info@rebis.ru, sales@rebis.ru
www.rebis.ru
    В настоящем обзоре рассматриваются программные продукты, предназначенные для гидравлического и прочностного расчетов трубопроводов и наиболее широко представленные в нефтегазовой отрасли.
    В статье мы сосредоточимся на тех аспектах, которые влияют на скорость и качество внедрения, а также на ваше взаимодействие с заказчиками и контролирующими органами по результатам расчетов.
    Поверочный расчет на прочность трубопровода необходим при проектировании любых трубопроводов. Он включает в себя расчет элементов трубопровода на статическую прочность от внутреннего давления и температурного перепада, расчет прочностных характеристик конструкционных элементов трубопровода по твердости, расчет усилий и моментов, действующих на элементы трубопровода, полученных с учетом весовых нагрузок (элементов трубопровода, изоляции, пара), внутреннего давления, температурного расширения, реакций опор и самокомпенсации.
    Реальными и потенциальными пользователями программных продуктов для расчета являются: проектные институты, монтажно-инжиниринговые организации, нефтехимические и нефтеперерабатывающие заводы. Расчетные продукты используются в основном при проектировании новых трубопроводов, но они же могут использоваться и для оценки прочности действующих трубопроводов, поэтому их потребителями могут быть эксплуатирующие и ремонтные организации. Рабочим веществом трубопровода во всех перечисленных продуктах могут быть: нефть, газ, сжиженный газ, вода, нефтепродукты, и даже сыпучие материалы (в нефтехимии). С их помощью могут быть рассчитаны различные трубные системы, проектируемые для нужд нефтегаза: магистральные и промысловые трубопроводы, газораспределительные сети, обвязки технологических трубопроводов, котельные, насосные станции, морские платформы, трубные обвязки машинного отделения морских платформ.
    Для решения данных вопросов мы предлагаем вам самую продвинутую программу: Bentley AutoPIPE. Использование данной программы на мировом рынке стоит на первом месте. Десятки проектов (как зарубежных, так и отечественных) были посчитаны в программе AutoPIPE. Многие институты на территории России успешно используют данный программный продукт и с удовольствием рекомендуют его к использованию.
    В жизнь было воплощено давнее желание инженеров всего мира чтобы, воспользовавшись одной командой и щелкнув на графической модели кнопкой мыши, можно было бы вставлять, модифицировать или удалять элементы конструкции, назначать свойства элементов и нагрузки для моделей с практически неограниченным количеством расчетных точек.
    Фирме Bentley удалось объединить объектно ориентированные графические технологии с современными аналитическими возможностями, которыми не располагают другие программы. В результате этого получился совершенно уникальный инструмент для расчета и проектирования трубопроводов.
    Но… перейдем непосредственно к самой программе.
    AutoPIPE самостоятельная программа компьютерного моделирования предназначенная для решения напряженно­деформированного состояния трубопроводов, расчета опор, анализа фланцевых соединений и анализа статических и динамических нагрузок. AutoPIPE включает тщательно разработанный интерфейс пользователя, которым легко пользоваться как профессиональным инженерам, занимающимся расчетом напряженного состояния трубо­проводов, так и обычным пользователям.
    В программе используется 18 стандартов, в том числе и американский стандарт ASME.
    На сегодняшний день, программа AutoPIPE, согласно сертификату соответствия № РОСС US.ME20.Н01147 от 12.08.2005, соответствует требования нормативных документов:
    – ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119-2000 (п.п. 3.1.3, 3.1.4, 3.1.5, 3.2, 3.3.1, 3.3.2, 3.3.3);
    – СНиП 2.05.06-85* п.п. 8.23-8.27, 8.34
    – РТМ 38.001-94 (Минтопэнерго РФ) п.п. 7.5, 7.6;
    – РД 10-249-98 (Госгортехнадзор России) п.п. 5.1, 5.2;
    – ВН 39-1.9-005-98 (ОАО Газпром, согласовано Госгортехнадзором России) п. 4.
    Так же программа позволяет рассчитывать формы и моды колебаний, производить подбор пружин, анализировать фланцевые соединения, патрубки и штуцера оборудования при статических и динамических нагрузках, учитывает влияние грунта, трения в опорах, а так же ветровые и сейсмические нагрузки. AutoPIPE учитывает нелинейное поведение опор и реакций грунта. AutoPIPE располагает возможностями для упорядочения нелинейных нагрузок. Можно создавать ветровые, сейсмические, весовые нагрузки на любом участке трубопровода. При таком способе пользователи могут точно рассчитать нагрузки и напряжения для нагрузок случайного характера действующих на трубопровод.
    AutoPIPE располагает опциями для расчета локальных напряжений в оболочках. Возможности динамического анализа включают расчет мод и форм собственных колебаний системы, спектров реакций, анализ гармонических нагрузок по методу фаз, динамический анализ временных зависимостей. Так же AutoPIPE может рассчитывать гидроудары в системе и сброс пара. Имеется две версии AutoPIPE: plus и standard. Plus обладает более расширенными возможностями, которых нет в стандартной версии.
    AutoPIPE базируется на теории конечных элементов, которая используется для анализа системы. Использование интеллектуальных установок по умолчанию позволяет пользователю рассчитывать сложные системы без глубоких знаний теории конечных элементов.
    После запуска AutoPIPE на экране дисплея отображается главное окно программы. Окно программы организовано таким образом, что доступ к большинству часто используемых команд очень прост. Все команды логически упорядочены и объединены в меню в соответствии с их назначением. При этом вид меню зависит от текущего режима работы программы. Здесь следует отметить, что AutoPIPE обеспечивает работу либо в графическом режиме (по умолчанию), либо в режиме рабочей таблицы, где исходные данные модели воспроизводятся в формате электронной таблицы.
    При выполнении большинства команд AutoPIPE на экране появляются диалоговые окна, содержащие поля, предназначенные для ввода исходных данных. Программа осуществляет проверку ошибок во время ввода данных и сигнализирует о их наличии. Удобный графический интерфейс программы AutoPIPE существенно облегчает процесс построения и редактирования моделей трубопроводных систем, а также их анализа. AutoPIPE использует стандартную систему команд Windows, объектно-ориентированные графические средства и CAD интерфейс.
    В программу включен широкий класс опор от пружинных до неподвижных. AutoPIPE выполнят расчет и подбор подвесок для любых рабочих условий. AutoPIPE располагает двухточечными опорными элементами, позволяющими определять соединение между трубопроводом и стальной конструкцией с учетом зазоров и трения. AutoPIPE выполняет нелинейный анализ опор с заданным направлением их действия при наличии зазоров и трения, двунаправленных пружинных опор и трубопроводов, проложенных в грунте и по дну моря.
    AutoPIPE включает встроенные подпрограммы анализа конструкций с элементами рам, что дает возможность пользователям выполнять расчет масс и параметров гибкости опор непосредственно в процессе расчета трубопроводной системы.
    AutoPIPE содержит обширную и разнообразную библиотеку элементов трубопроводов и свойств материалов, свойства которых зависят от температуры, с учетом соответствующих допусков. В библиотеку элементов входят трубопроводы, фланцы, колена, клапаны, переходники, опоры, подвески, гибкие соединительные элементы и много других часто используемых элементов. Характеристики и свойства стандартных элементов таких как: участков трубопроводов или клапанов могут быть взяты из предварительно созданных библиотек.
    После построения или в любой другой момент времени можно вывести все входные данные в одну сводную таблицу. Таблица может просматриваться как непосредственно с экрана, так и может быть сохранена в файл и распечатана.
    После расчета системы для мгновенного просмотра результатов расчета, нужно просто щелкнуть мышкой на графическом изображении модели. Кодированные различными цветами напряжения, анимированные колебания и всплывающие окна дают возможность инженеру быстрее исследовать критические области.
    Результаты расчета можно воспроизвести как в графическом режиме, так и в режиме таблиц. При этом программа автоматически сравнивает полученные результаты с допустимыми значениями и предупреждает об этом пользователя.
    Опции выбора отчетов позволяют пользователю указывать и выбирать тот отчет, который должен генерироваться, с фильтрацией данных или без, для просмотра на экране или для распечатки.
    С помощью AutoPIPE опций графического выделения пользователь может графически выбрать нужные точки для включения их в выводимый отчет.
    AutoPIPE тесно связан с другими AutoCAD прикладными программами пакета AutoPLANT фирмы Bentley для проектирования промышленных объектов и разработки рабочих чертежей. Модели трубопроводных систем могут передаваться в AutoPIPE, что позволяет экономить сотни часов рабочего времени, которые затрачиваются при ручном вводе данных из чертежей. Кроме того, в AutoPIPE могут передаваться данные из нескольких других популярных систем (и графическая, и объектная модель): Caesar II, Aveva PDMS, Intergraph PDS, PlantFLOW.
    Как вы видите, возможности программы велики. Одним из основных качеств программы является то, что не владея глубокими познаниями в прочности и МКЭ методе, расчетчик может анализировать выходные данные и делать выводы по результатам расчета.
    Программное обеспечение Bentley AutoPIPE в течение многих лет подвергалось многочисленным независимым проверкам на соответствие стандартам 10CFR50 Арр. В, ASME NQA-1 и ANSI N45.2 и было одобрено для применения в качестве программного обеспечения для расчетов и управления безопасностью проектов в различных областях промышленности.
    Сертификация данного программного продукта на территории России открыла многие дороги на пути к использованию AutoPIPE при расчете как зарубежных, а самое главное и отечественных проектов.
    В то время, когда прочность и надежность стали одним из самых основных аспектов при проектировании трубопроводных систем, расчетная программа такого высокого уровня просто необходима к использованию на предприятиях нефтегазовой промышленности.
    Для того, что в полной мере воспользоваться возможностями расчета подземных трубопроводных систем, фирмой Ребис РАША было разработано и воплощено в жизнь программное средство для расчета характеристик взаимодействия трубы с грунтом – программа ГРУНТ.
    Данные характеристики необходимы для моделирования подземного трубопровода в программе Bentley AutoPIPE. Расчет ведется по методике представленной в программе Bentley AutoPIPE.
    О расчете данных величин вручную можно забыть, расчет будет производиться АВТОМАТИЧЕСКИ!
    Кроме этого, ГРУНТ решает и другие полезные задачи, такие как расчет шага точек грунта и активной длины трубы. Программа ГРУНТ предназначена для расчета следующих характеристик взаимодействия подземного трубопровода с грунтом: – коэффициентов жесткости (k1) и погонных сил (p1), действующих со стороны грунта на трубу в четырех направлениях (горизонтальном продольном, горизонтальном поперечном, вертикальном вверх и вертикальном вниз) – максимального шага точек грунта (Maximum Spacing) при растяжении и изгибе трубопровода – необходимой активной длины подземного трубопровода.
    Расчет проводится как для горизонтального, так и для вертикального трубопровода (шаг точек грунта и активная длина для вертикального трубопровода не рассчитываются). В программе учтены и устранены недостатки методики расчета характеристик грунта представленной в AutoPIPE, касающиеся ограничения расчета при залегании трубопровода на глубину большую, чем 5 диаметров. Полученные результаты расчета используются в дальнейшем для программы Bentley AutoPIPE и позволяют Вам быстро заполнять формы для моделирования грунта на подземных участках трубопровода.
    Размерности полученных коэффициентов жесткости (k1) и погонных сил (p1) соответствуют размерностям величин, которые нужно ввести в диалоговое окно Soil Propirties программы Bentley AutoPIPE в том же порядке в котором они находятся в программе ГРУНТ.
    Программа AutoPIPE автоматически рассчитывает нагрузки на патрубки резервуара. Чтобы рассчитать допустимые нагрузки на резервуар и местные напряжения в стенке резервуара от действующих нагрузок, вам понадобится программа Bentley WINNOZL.
    Программа AutoPIPE автоматически импортирует нагрузки в модуль WINNOZL. Вам остается только задать геометрическое расположение резервуара и патрубка и выбрать метод расчета.
    Это приложение предназначено только для работы в ОС Windows. Оно разработано с использованием хорошо известных технических стандартов. Допускаемые значения нагрузок, полученные в результате расчетов, помогут конструкторам и проектировщикам определить могут ли стенки аппаратов высокого давления, теплообменников, резервуаров или трубопроводов работать при заданных нагрузках. Bentley WinNozl поддерживает следующие широко используемые международные технические стандарты: WRC107 (стандарт для сварных соединений, включая WRC368 и ASME VIII), WRC297 (включая WRC368 и ASME VIII), BS5500 и расчетные нормы API 650.
    Программа имеет обширную базу данных материалов по допускаемым напряжениям, зависящим от использованного стандарта.
    Но описание расчетных программ было бы не полным, если бы мы не познакомили вас с еще одной программой из линейки Bentley. Программой, отвечающей за гидравлические расчеты трубопроводных систем – Bentley PlantFLOW.
    PlantFLOW это специализированная программа, разработанная для упрощения процесса анализа течения в трубопроводах.
    PlantFLOW позволяет рассчитывать перепады давлений и скорости течения в разомкнутых и замкнутых трубопроводных сетях и помогает инженерам определять размеры трубопроводных систем, проектировать водомерные узлы и оценивать потери давления в компрессорах, насосах и теплообменниках.
    Инженеры имеют возможность моделировать с большой точностью различные расчетные схемы за минуты, пользуясь при этом информацией других CAD-приложений для проектирования промышленных объектов и анализа напряжений в трубопроводах. Bentley PlantFLOW дает возможность пользователям легко строить сети трубопроводов любой сложности или размеров, рассчитывать давления, температуры и скорости течения жидкости во всей сети для оценки возможных альтернативных вариантов.
    Bentley PlantFLOW это единственная программа анализа течения носителей в трубопроводах, которая работает с использованием трехмерных моделей близких к реальным, используя при этом интерфейс с системой проектирования Bentley AutoPLANT и с программами анализа напряжений в трубопроводах и их элементах. Это позволяет свести к минимуму ошибки в конструкции и значительно упростить процесс проектирования. Программа Bentley PlantFLOW включает набор программных средств для выбора оптимальных размеров трубопроводов и их расположению, библиотеки для подбора оборудования, размеров клапанов, средства для расчета стабилизации течения в распределительных магистралях и сборных коллекторах.
    В PlantFLOW применен специальный пользовательский интерфейс, которым легко пользоваться как профессиональным инженерам, рассчитывающим параметры течения в трубопроводах, так и обычным пользователям. После разработки модели воспроизводится ее 3D графическое представление. PlantFLOW осуществляет тщательную проверку ошибок при вводе данных и извещает пользователя, если разработанная модель не соответствует модели, создаваемой с помощью методов проектирования трубопроводов, обычно используемых на практике. Это позволяет сразу же обнаруживать ошибки ввода.
    PlantFLOW содержит обширную и полную библиотеку элементов трубопроводных систем и свойств жидкостей и газов. Параметры стандартных элементов, таких как участки трубопроводов и клапаны, могут быть выбраны из предварительно определенных библиотек. PlantFLOW также располагает подробной библиотекой свойств жидкостей и газов.
    Алгоритмы анализа позволяют исследовать течения в системах, содержащих клапаны и переходники с постоянными и переменными потерями давлений, центробежные компрессоры, теплообменники, мерные диафрагмы, турбинные расходомеры, сетчатые фильтры и ловушки, спрямляющие лопатки, внезапные расширения и сжатия.
    В PlantFLOW входит модуль итеративного нелинейного матричного решения, с помощью которого выполняется анализ системы граничных условий, находится решение уравнений неразрывности, уравнений течения при наличии давления и уравнений теплопередачи для сложной трубопроводной системы. Наличие интеллектуальных, используемых по умолчанию параметров и процедур позволяет пользователю анализировать течение в сложных трубопроводных системах без глубоких теоретических знаний о происходящих процессах.
    Ввод данных Bentley PlantFLOW предоставляет возможность воспользоваться двумя методами анализа результатов расчета: путем интерактивного просмотра графических данных и просмотра пакетных отчетов. При использовании метода интерактивного просмотра пользователь может увеличить область около любой точки модели и щелкнуть на ней мышью для индикации значений скоростей, давлений, температур, плотностей и расходов с использованием всплывающих окон. Кроме того, пользователь может просмотреть цветные кодированные трехмерные графические изображения модели для быстрой оценки значений давлений и скоростей, как во всей сети, так и в каждом из ее элементов. Результаты расчета можно воспроизвести как в графическом режиме, так и в режиме таблиц.
    Bentley PlantFLOW Standart позволяет рассчитывать параметры течения жидкости и идеальных газов при отсутствии теплообмена (чисто изотермический процесс).
    Модуль Bentley PlantFLOW Plus идентичен варианту Bentley PlantFLOW Standart за исключением того, что Plus позволяет строго рассчитывать показатели сжимаемости и термодинамические свойства газов и газовых смесей для использования в расчете параметров течения и осуществляет упрощенный и комплексный расчет теплообмена. Bentley PlantFLOW работает как самостоятельная прикладная программа в среде ОС Windows 95/98/2000 и с Windows NT.
    Сравнение легкости использования, графических и технических возможностей Bentley PlantFLOW с аналогичными параметрами любой другой программы расчета течения жидкости в трубопроводах для Windows показывает, почему Bentley PlantFLOW является лидером среди прикладных программ расчета течения в трубопроводах.
    Если вы еще выполняете расчеты течения носителей в системах трубопроводов, используя при этом традиционные методы расчетов, методы последовательного расчета падений давлений или значительно более простые программные средства, то позвольте Bentley PlantFLOW помочь вам сохранить ваше время для творчества и повысить качество и безопасность вашего проекта.
    После сегодняшнего знакомства с технической стороной дела, вы вооружены всеми необходимыми данными для принятия решения о покупке программного обеспечения.
    Специалисты Ребис Раша с радостью ответят на все интересующие вас вопросы. С любым из программных продуктов можно поработать в демо-версии или приобрести временные лицензии, дабы изучить программу изнутри. Дополнительно, можно пройти обучение или заказать пробный расчет специалистам компании Ребис Раша. Технические специалисты работают в on-line режиме.
    Работайте с нами! Работайте с удовольствием!



Тел./факс (812) 633-30-67
e-mail: info@s-ng.ru
ICQ: 309870098
Редакция "Сфера Нефтегаз"
192012, Санкт-Петербург,
Пр. Обуховской Обороны, 271, лит.А, офис 610
Свидетельство о регистрации
средства массовой информации
ПИ N ФС2-7409 от 18.02.2005 г.


Сводная статистика WWW.S-NG.RU

  За сегодня За 7 дней За 30 дней
хосты 183 3415 18462
 хиты 495 10840 77893