ПАССАТ

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.

ПАССАТ осуществляет расчет прочности и устойчивости горизонтальных и вертикальных сосудов и аппаратов по отечественным нормативным документам. Расчеты проводятся согласно стандарту ассоциации «Ростехэкспертиза» СА 03-003-07 «Расчет на прочность сосудов и аппаратов» и ГОСТ 52857.*-2007.

Расчеты производятся поэлементно. Элементная база включает в себя: обечайки, днища, переходы, соединения и прочие.

• Ввод и анализ исходных данных;
• Трехмерное отображение модели с возможностью задания цветов отдельных элементов;
• 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;
• Автоматическое изменение параметров смежных элементов всей модели после предупреждения при изменении геометрических параметров или условий нагружения элемента;
• Определение расчетных толщин и допускаемых значений давления, сил и моментов;
• Расчет прочности и жесткости места соединения штуцера с сосудом (аппаратом);
• Расчет арматурных и аппаратных фланцевых соединений в зависимости от давления, внешних сил и моментов, а также температурных напряжений;
• Формирование, просмотр и печать полного отчета по расчетам элементов модели с промежуточными результатами вычислений.

Исходными данными являются:

• тип, геометрические характеристики и материалы элементов сосуда или аппарата,
• тип и расположение опор,
• вид испытаний,
• величины нагрузок.

Выбор используемых материалов производится из базы данных, при этом величины допускаемых напряжений, модулей упругости и т. д. подставляются и изменяются программой автоматически при изменении материала, температуры или толщины стенки. База данных может корректироваться и дополняться пользователем.

Результаты расчета выдаются в виде полного отчета по элементам модели с промежуточными результатами вычислений.

Принцип программы ПАССАТ на примере расчета стального аппарата

Основное назначение программы ПАССАТ от НТП Трубопровод — выполнение расчетов на прочность и устойчивость сосудов, теплообменников, аппаратов. С помощью программы ПАССАТ от НТП Трубопровод можно оценить несущую способность этих емкостей в условиях испытаний, монтажа и, непосредственно, работ.

Расчет на прочность и устойчивость такого аппарата, как представлен на рисунке 1, является довольно сложным процессом, состоящим из нескольких этапов. Это обусловлено необходимостью рассчитать физические параметры сосуда и эксплуатационные условия в соответствии с нормативно-технической документацией.

Если сравнивать программу ПАССАТ с подобными программами, созданными зарубежными специалистами, то отечественный продукт от НТП Трубопровод обладает определенными преимуществами: ориентированием на российскую нормативную базу, русскоязычным интерфейсом, демократичной стоимостью.

Изучение нормативно-технической документации (НДТ) – одно из обязательных условий работы с программой ПАССАТ от НТП Трубопровод. Причем, для быстрого и эффективного взаимодействия с программой ПАССАТ нужно знать, какие требования НТД предъявляются каждой составляющей емкостного аппарата.

В большинстве случаев расчет на прочность и устойчивость осуществляется согласно ГОСТ Р 52857.(1-12)-2007, хотя могут использоваться и другие стандарты. Для изготовления аппарата ВЭЭ1-1-3,2-0,6 используется ГОСТ Р 52630-2012, который в вопросах определения прочности ссылается на документ, указанный ранее.

Разработчики НТП Трубопровод позаботились о том, чтобы программа ПАССАТ содержала как можно больше стандартных элементов конструкции. Именно поэтому в программе ПАССАТ, как и в других программах от НТП Трубопровод, предусмотрены детали аппаратов колонного типа и теплообменников, включая опоры, обечайки, крышки, днища, штуцеры, фланцы, отводы и многое другое.

Приступая к проектированию модели в программе ПАССАТ от НТП Трубопровод, вначале следует определиться с типом аппарата, а также с его общими параметрами, как показано на рисунке 2. В процессе работы эти данные можно корректировать в программе ПАССАТ. Внести в систему исходные данные означает задать геометрические размеры, состав и материал деталей конструкции. Последовательность проектирования каждого из элементов не имеет значения.

Программа ПАССАТ – не единственная программа, с которой работаю специалисты при проектировании сосудов. В такой ситуации необходимо наладить между системами обмен данными. В программах от НТП Трубопровод предусмотрена эта функция: программа ПАССАТ наделена способностью импортировать/экспортировать информацию в текстовый формат XML и другие форматы, обеспечивающие обмен данными.

На рисунке 3 приведен пример необходимых расчетных величин для задания обечайки. Все это нужно для выбора нормативно-технического документа, на основе которого осуществляется расчет прочности и устойчивости, а также определяется внутренний диаметр емкости, толщина стенки, длина обечайки, коэффициенты сварных швов (кольцевого, продольного), допустимое давление и температура, материал, прибавка для компенсации коррозии.

Программа ПАССАТ от НТП Трубопровод выявляет некорректный ввод значений, оповещая пользователя об ошибке (рисунок 4). При исправлении этой погрешности расчет возобновляется.

По такому же принципу задаются исходные данные для нижнего эллиптического днища, что отображено на рисунке 5. Чтобы рассчитать прочность данного элемента в программе ПАССАТ от НТП Трубопровод, потребуется следующая информация: внутренний диаметр, высота и толщина днища, длина отбортовки, прибавка для компенсации коррозии, коэффициент прочности сварных швов, расчетные значения давления и температуры.

Что касается верхнего эллиптического днища, показанного на рисунке 6, то его параметры в точности совпадают с параметрами нижнего. Следовательно, посредством функции «Копирование» нужно выполнить позиционирование элемента с аналогичной геометрией.

Теперь на основе АТК 24.200.03-90 следует определить размеры опор-стоек, которых в конструкции насчитывается три единицы (изображены на рисунке 7), и внести их в программу программу ПАССАТ от НТП Трубопровод. Они представляют собой элементы, привариваемые к аппарату на подкладных листах. По отношению друг к другу они располагаются под углом 120°.

Расчет штуцеров, смотрового люка, несущих ушек выполняется точно так же, как в предыдущем случае.

Последний этап предполагает оформление расчетной записки, в которой содержится отчет о проделанной работе (рисунок 8). Вместе с программой ПАССАТ, разработчик НТП Трубопровод поставляется специальные шаблоны со стандартным оформлением отчетов, которое можно редактировать в зависимости от ситуации. При помощи программы программе ПАССАТ от НТП Трубопровод документ, состоящий из 75 страниц и содержащий иллюстрации, будет готов через несколько секунд. В нем указывается полная информация о каждом элементе аппарата, а также делаются выводы насчет того, выполнены ли условия прочности и устойчивости.

Выполнить расчет сосудов на прочность непросто, поскольку это очень трудоемкая работа. К тому же, этот процесс регламентирован множеством нормативных документов. При этом нередко возникает необходимость использования вспомогательных величин, для определения которых приходится использовать методы, не содержащиеся в нормативной литературе. В этом случае специалистам приходится самостоятельно искать правильное решение. В настоящее время есть неплохие иностранные программы, но они ориентированы на зарубежную нормативную базу, а их стоимость достаточно высока.

Программа ПАССАТ, созданная отечественными программистами НТП Трубопровод, не имеет таких недостатков. Более того, удобство ее использования подтвердили многие российские пользователи.

Программа ПАССАТ от НТП Трубопровод рассчитала на прочность спроектированный аппарат ВЭЭ1-1-3,2-0,6 и научила правильно использовать НТД. В результате выявлено, что все условия по расчету на прочность и устойчивость соблюдены, следовательно, емкостной аппарат можно эксплуатировать.

ПАССАТ — расчёт конструкций на прочность и стрессоустойчивость

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.

Функции 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;
• автоматическое изменение данных в смежных элементах всей модели при изменении геометрических параметров или условий нагружения;
• 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 и др.) из базы данных по ГОСТ, ОСТ, АТК, СТО;
• формирование таблицы штуцеров.

Специализированные и дополнительные расчетные модули

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.

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.

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.

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.

Результаты расчетов выдаются в виде отчета по элементам модели с промежуточными результатами вычислений. Отчет можно скачать в формате MS Word, данные в отчёте будут оформленными по ЕСКД.

Преимущество ПАССАТА по сравнению с аналогичными программами:

• ориентация на Российскую нормативную базу;
• русскоязычный интерфейс;
• встроенная база российских материалов. При создании модели могут быть использованы встроенные БД стандартных элементов – обечаек, днищ, опор, фланцев, прокладок и др. Базы данных могут пополняться пользователем.

С Сертификатами соответствия и другими нормативными документами вы можете ознакомиться на сайте разработчика.

При подготовке материала использовались источники:
https://ascon.ru/products/953/
https://infars.ru/blog/princip-dejstvija-programmy-passat-na-primere-rascheta-na-prochnost-i-ustojchivost-stalnogo-apparata-vjeje1-1-32-06/

ПАССАТ — расчёт конструкций на прочность и стрессоустойчивость