Первая специализированная отечественная программа для расчета прочности и жесткости места соединения штуцера с сосудом (аппаратом), мест врезок в трубопроводы, а также конических переходов и днищ с помощью метода конечных элементов (МКЭ).
Такой расчет позволяет оценить реальную необходимость усиления места соединения и значительно сэкономить на неоправданных работах по усилению прочности и жесткости узла врезки.
Использование программы позволяет повысить безопасность оборудования при сокращении трудозатрат на этапе проектирования.
Программа может быть использована для обоснованного назначения допускаемых нагрузок, действующих на штуцер.
Выполняемые функции:
- определение мембранных, изгибных и общих напряжений в местах врезки штуцеров (в том числе наклонных) в цилиндрические и конические обечайки, в выпуклые и плоские днища, в трубопроводы от действия внешних нагрузок и давления;
- определение мембранных, изгибных и общих напряжений для конических переходов и днищ от действия внешних нагрузок и давления;
- определение допускаемых мембранных и общих напряжений (ПНАЭ, ГОСТ, ASME, EN, JB);
- заключение о выполнении условий прочности;
- определение допускаемых нагрузок на штуцеры;
- определение жесткости (податливости) узла врезки;
- расчет укрепления отверстия от действия давления;
- расчет прочности врезки, работающей в коррозионно-активной сероводородсодержащей среде;
- расчет прочности и жесткости по WRC107(297).
При определении прочности и жесткости узла врезки метод конечных элементов получил широкое распространение. Созданная программа, в отличие от универсальных конечно-элементных программ (ANSYS, NASTRAN, COSMOS и др.), не требует специальной подготовки пользователя и значительных временных затрат. Создание конечно-элементной разбивки и оценка полученных результатов напряженно-деформированного состояния (НДС) зоны врезки производятся автоматически.
Расчет НДС выполняется как для радиальных, так и для косых врезок в цилиндрические и конические обечайки, эллиптические, сферические и плоские днища, а также трубопроводы. Расчет с помощью МКЭ позволяет значительно расширить область применения и точность решения задачи.
Допускаемый уровень напряжений определяется согласно нормативным документам: ПНАЭ Г-7−002−86, ГОСТ Р 52857.1−2007, ASME VIII Div. 1 и 2, EN 13445−3, JB 4732−1995.
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.
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 WRC107−79, WRC297−87 (Бюллетени американского Совета по исследованиям в области сварки
Обеспечена возможность оценки прочности и устойчивости элемента, в который врезается штуцер, расчета укрепления отверстия под действием только давления по нормативным документам
Программа рекомендуется для использования при проектировании и проведении поверочных расчетов в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.
Использование программы позволяет повысить безопасность оборудования и сократить трудозатраты на этапе проектирования.
Благодаря продуманной организации диалогового ввода и наличию встроенной документации с методическим описанием освоение программы не требует специального обучения и не занимает много времени. От пользователя не требуется знания программирования и детального устройства программы.
Внимание! Эта версия программного продукта возможно больше не поставляется.
На данный момент существует более актуальная версия программы - Штуцер-МКЭ 3.0.
Дополнительно
-
Исправлена ошибка расчета жесткости врезки при исключении балочной жесткости.
Данная ошибка могла привести к разнице в значениях жесткостей (от 10 до 25 процентов) при включенном флажке «Исключить балочную жесткость».
На остальные виды расчетов данная ошибка не имела влияния. - Снято ограничение на задание гидростатического давления для днищ. Теперь можно задавать гидростатическое давление для всех моделей, но только вдоль вертикальной оси.
- Исправлен ряд опечаток в шаблонах отчетов (в частности, расчеты по WRC 107(297), опечатка
ГОСТ 34233 .X 2007).
Версия Штуцер МКЭ 2.16.0.0 (28.12.2018)
- Добавлен учет температурных деформаций, что позволило анализировать дополнительные напряжения, возникающих при стесненных температурных деформациях или различных температур в элементах конструкции.
- Добавлен новый тип обечайки — прямоугольная стенка (пластина):
- Обновлены и переработаны проверки прочности по ASME BPVC.VIII.1−2017.
- Обновлены и переработаны проверки прочности по ASME BPVC.VIII.2−2017.
- Обновлены и переработаны проверки прочности по EN 13445 3:2014 (E) Issue 4 (2017 07).
- Дополнены и переработаны проверки прочности по
ГОСТ 342233 .1−2017. В частности, добавлена проверка для материалов, которые работают при температурах, когда необходимо учитывать их длительную прочность или ползучесть. - Переработаны проверки прочности по
ГОСТ 342233 .6−2017. - Переработаны проверки прочности по
ГОСТ 342233 .10−2017. - Изменена методика расчетов для схем «на конце патрубка» и «в месте врезки».
- Убрано запрещение расчетов эллиптических днищ при отношении H/D? 0.25.
- Радиус сопряжения штуцера с отбортовкой теперь задает радиус скругления средней поверхности (то есть теперь не пересчитавается). Проверка радиуса выполняется теперь по условию: r?0.5min{s, s1}.
- Исправлена ошибка вставки вертикального штуцера на полусферическом днище.
Версия Штуцер МКЭ 2.15.0.6 (01.11.2018)
- Уточнены характеристики материалов по EN 10216−5 и EN 10217−7.
- Уточнены геометрические и конечно-элементные модели области врезок штуцеров.
- Исправлена ошибка параметризации конических обечаек с большим углом раствора конуса.
Версия Штуцер МКЭ 2.15.0.5 (15.10.2018)
- Уточнена проверка параметров вварной торообразной вставки для косого штуцера.
- Исправлена ошибка создания модели резервуара с усиливающим листом до днища.
- Исправлена ошибка создания модели плоского днища с центральным прямым штуцером.
- Исправлены названия таблиц допускаемых нагрузок при малоцикловых нагрузках на размах допускаемых нагрузок.
Версия Штуцер МКЭ 2.15.0.4 (25.09.2018)
- Исправлена ошибка факторизации матрицы на больших уровнях разбивки (ошибка
№ 803 в версиях 2.14 и ниже). - Исправлены ошибки создания модели конической обечайки с большими смещениями.
- Исправлены ошибки работы GUI для расчетных схем конического днища и перехода.
- Исправлены описки GUI при выборе расчета на прочность при малоцикловых нагрузках.
- Исправлена ошибка создания геометрии косых штуцеров с короткой длиной.
- Исправлена ошибка расчета среднего радиуса в плоских днищах.
- Исправлена ошибка GUI когда терялись значения после запятой для определенных региональных настройках Windows.
-
Уменьшено минимальное допустимое расстояние от внешней поверхности до края обечайки.
Теперь вместо d/2 используется критерий min{d/2;vDs}. - Исправлен некорректный вывод значений допускаемых напряжений для материалов аустенитного класса (в проверках использовались правильные значения).
- Исправлена ошибка выравнивания сетки в процедуре экстраполяции напряжения, когда высота околошовной зоны на штуцере? 2*s1.
- Исправлена неточность определения расчетной толщины штуцера с внутренней частью (в расчете на прочность шла прибавка только cs1).
Версия Штуцер МКЭ 2.15.0.3 (28.08.2018)
- Исправлена визуализация режима увеличения рамкой в постпроцессоре;
- Исправлена генерация каркаса конечных элементов в постпроцессоре при изменении режимов отображения;
- Исправлено форматирование в отчетах для расчетов по
ГОСТ 34233 .2−2017 иГОСТ 34233 .3−2017; - Исправлена ошибка формирования отчетов на не европейских версиях Windows 10 при выборе русского языка;
- Исправлена блокировка этапа решения при проверках длины штуцера;
- Дополнены проверки корректности задания физико-механических свойств материалов при заданной рабочей температуре.
Версия Штуцер МКЭ 2.15.0.2 (20.08.2018)
- Исправлена ошибка запуска решателя при работе с файлами размещенными в сетевой папке;
- Исправлена ошибка запуска диалогового окна настройки ключа защиты;
- Исправлена ошибка запуска постпроцессора для некоторых случаев региональных настроек представления числа с плавающей точкой;
- Исправлена ошибка запуска на расчет для вновь созданных проектов;
- Модифицирована система запросов пользователю при сохранении и запуске на расчет;
- Исправлены ошибки в обработке связанных элементов графического интерфейса пользователя;
- Исправлено отображение результатов расчетов;
- Исправлена ошибка создания краевых конечных элементов короткой внутренней части штуцера;
- Исправлена неточность построения геометрической модели эллиптических днищ на областях резкого изменения кривизны;
- Исправлена неточность построения геометрической модели конического перехода и днища с левой цилиндрической вставкой;
- Исправлена неточность в параметрической модели конической обечайки с «маленькой» высотой.
Версия Штуцер МКЭ 2.15.0.1 (08.08.2018)
- Введена предельная температура при расчете в условиях коррозионно-активной среды в соответствии с
ГОСТ 34233 .10−2017. - Изменен расчет допускаемых напряжений для штуцеров с накладным листом.
- Исправлена критическая ошибка при создании расчетных схем конического перехода и днища.
- Исправлены ошибки, связанные с базой данных материалов.
- Исправлены недоработки в инсталяционной программе, связанные с установкой Microsoft Visual C++ 2015 Redistributable.
- Исправлены краевые артефакты на коротких штуцерах.
- Исправлены ошибки создания геометрической модели равнопроходного тройника.
- Исправлена критическая ошибка в процедуре экстраполяции напряжений на коротких штуцерах, вызывавшая выход из программы.
- Исправлено форматирование текста в отчетах.
- Исправлен некорректный вывод допускаемых напряжений по JB 4732−1995−EN.
Версия Штуцер МКЭ 2.15.0.0 (27.07.2018)
- Версия 2.15 устанавливается только на 64-разрядные версии Windows.
- Конечно-элементный решатель переведен на 64-х разрядную архитектуру, что позволило избавится от ограничений, связанных с пределом оперативной памяти 1.5Гб для 32-х разрядных версий Windows.
- Уточнена и исправлена методика расчета допускаемых нагрузок на штуцер.
- Уточнена и исправлена методика расчета жесткостей и коэффициентов гибкости.
- Уточнена и исправлена методика расчета коэффициентов интенсификации напряжений.
- Добавлена процедура экстраполяции напряжений в расчетных сечениях сварных швов, позволяющая точнее оценивать пиковые напряжения, улучшить сходимость значений напряжений на разных уровнях разбивки:
- В конической обечайке добавлена возможность задания смещения второго конца (эксцентрический переход):
- Добавлена возможность задания гидростатического давления в цилиндрических и конических обечайках:
- Список переключателей типов штуцеров заменен на поле редактирование с выпадающим списком:
- Добавлен новый тип врезки штуцера — с вварной торообразной вставкой:
- Добавлен новый тип врезки штуцера — с отбортовкой:
- Добавлен новый тип врезки штуцера — с отбортовкой и приварным участком:
- Добавлена возможность перегенерации отчета с результатами после закрытия расчетного файла.
- Улучшен дизайн отображения результатов расчета на прочность, расчета для жесткостей, допускаемых нагрузок, коэффициентов интенсификации напряжений
и т.п. - Добавлена возможность задания в постпроцессоре цветов для фона окна, границ элементов и др.:
Версия Штуцер МКЭ 2.14.0.7 (02.04.2018)
- Исправлена ошибка, возникающая при использования материалов EN 13445−3 при расчетах по EN 13445−3;
- Исправлены опечатки в графическом интерфейсе пользователя.
Версия Штуцер МКЭ 2.14.0.5 (29.12.2017)
- Снято ограничения по использованию сплавов из цветных металлов;
- Дополнена база данных материалов.
Версия Штуцер МКЭ 2.14.0.4 (27.11.2017)
- Уточнена методика определения расчетных сопротивлений материалов;
- Исправлен вывод допускаемых напряжений в исходных данных для некоторых материалов по ASME.
Версия Штуцер МКЭ 2.14.0.3 (12.05.2017)
- Исправлена ошибка вставки штуцера в эллиптические днища для частной подзадачи.
Версия Штуцер МКЭ 2.14.0.2 (10.05.2017)
- Оптимизирован алгоритм генерации сетки конечных элементов на эллиптических днищах;
- Исправлены ошибки перевода на китайский язык.
Версия Штуцер МКЭ 2.14.0.0 (29.03.2017)
- Разработан постпроцессор (интерактивная 3D модель), предназначенный для наглядного представления результатов расчёта.
- БД материалов пополнена материалами по стандарту GB 150.2−2011 (Китай).
Версия Штуцер МКЭ 2.13.0.0 (07.12.2016)
- Добавлен расчет на прочность при малоцикловых нагрузках с оценкой напряжений в соответствии с п. 7 ГОСТ Р 52857.6−2007 «Уточненный расчет на малоцикловую прочность».
- Исправлен коэффициент запаса для аустенитных хромоникелевых сталей.
- Добавлен расчет для V группы аппарата в условиях сероводородной среды.
- Исправлена ошибка с наименованием плоского днища в отчете.
Версия Штуцер МКЭ 2.12.0.1 (05.07.2016)
- Уточнена разбивка сварного шва и переопределено распределение элементов вдоль штуцера.
- Ускорена работа базы данных материалов.
- Отказались от параметра Delta для непроходящих штуцеров с накладными кольцами.
- Расчет угола наклона стенки конической обечайки выведен в интерфейс программы.
- Исправлено расположение наклонных штуцеров в днищах.
- Путь пользовательского шаблона отчета сохраняется при выходе.
Версия Штуцер МКЭ 2.12.0.0 (24.02.2016)
- Расширены границы расположения штуцеров на днищах.
- Расчет конических переходов и днищ уточнен благодаря учащению разбивки КЭ.
- Доступна работа на китайском языке.
- Добавлен расчет коэффициентов интенсификации напряжений.
- Добавлен расчет коэффициентов гибкости.
Версия Штуцер МКЭ 2.11.0.1 (28.05.2015)
- Устранена ошибка передачи кодировки в Html-отчет.
Версия Штуцер МКЭ 2.11.0.0 (26.05.2015)
- Расчет жесткости в месте врезки выполняется для любой конфигурации модели.
- Добавлена возможность оценки прочности в соответствии с ASME VIII Div. 1.
- Добавлена возможность расчета на прочность конических переходов и днищ от действия давления и внешних нагрузок в условиях сероводородсодержащих сред.
- Появился дополнительный критерий σ1+σ2+σ3<=4[σ] для оценки прочности по ASME VIII Div. 1,2.
- База данных материалов пополнена свойствами из таблиц 1A, 1B (ASME II Part D (Metric)).
Версия Штуцер МКЭ 2.10.0.0 (26.09.2014)
- Добавлена возможность расчета на прочность конических переходов и днищ от действия давления и внешних нагрузок.
- Добавлена возможность оценки прочности по нормативному документу JB 4732−1995.
- База данных материалов пополнена основными материалами из китайских стандартов (JB 4732−1995 и GB 713−2008), материалами труб по ТУ 14−3Р-55−2001.
Версия Штуцер МКЭ 2.9.0.0 (02.12.2013)
- Добавлена возможность оценки прочности по нормативным документам ASME VIII Div. 2 и EN 13445−3.
- Добавлена возможность расчета штуцеров с утолщением нижней части патрубка.
- Помимо расчета жесткости (податливости) на краю патрубка добавлена возможность их расчета в месте врезки.
- База данных материалов пополнена основными материалами из европейских стандартов (EN Standards).
- База данных материалов ASME II дополнена допускаемыми напряжениями по табл. 5 (используются для оценки прочности по ASME VIII Div. 2).
Версия Штуцер МКЭ 2.8.0.4 (14.06.2013)
- Устранены ошибки сохранения настроек обновления.
- База данных материалов расширена свойствами материалов по ПНАЭ Г-7−002−86, ОСТ 26−01−858−94, СТО 00220227−006−2010, ГОСТ Р 54522−2011.
Версия Штуцер МКЭ 2.08 (26.07.2012)
- Добавлена расчетная модель для оценки прочности и жесткости врезки патрубков в стенки вертикальных резервуаров, содержащая, в том числе, патрубки с усиливающим листом до днища.
- Добавлена возможность расчета монтажных штуцеров (цапф).
- Введена новая база данных материалов, содержащая как отечественные марки, так и материалы по ASME.
- Внедрена система автоматического обновления версий программы.
Версия Штуцер МКЭ 2.07 (02.09.2011)
- Добавлена возможность создания отчетов в формате RTF, как на основе шаблона, оформленного в соответствии с ЕСКД, так и в свободной форме. Доступна дальнейшая работа с отчетом в MS Word.
- Проведено уточнение разбивки отбортовки и цилиндрического участка днищ со смещенным штуцером.
Требования к оборудованию и программному обеспечению
- Процессор Pentium II 233 МГц и выше;
- Операционная система Windows 2000 / XP / Vista / Windows 7 (русская версия);
- Internet Explorer версии 5.0 или выше;
- Оперативная память:
- минимальная — 64 Мб,
- рекомендуемая — 256 Мб и более;
- Объем свободного пространства на жестком диске 100 Мб;
- Дисплейный адаптер типа VGA или лучше;
- Цветной дисплей, минимальное разрешение экрана 1024×768;
- Привод компакт-дисков;
- Печатающее устройство;
- Драйвер для ключа электронной защиты (входит в комплект поставки).
Выход версии 3.0 программы «Штуцер-МКЭ»
Вышел CADmaster № 1 (89) 2019
Выход версии 2.16 программы «Штуцер-МКЭ»
Стартовал отбор операторов программы Минпромторга по субсидированию закупок инжинирингового ПО
Компания CSoft (г. Москва) очередной раз планирует стать оператором программы субсидирования инжинирингового ПО.
23 июля приказом