Editor de Modos de Operación en START-PROF

 

Editor de Casos de Carga vs Editor de Modos Operación

PASS/START-PROF tiene un asistente💡 inteligente llamado Editor de Modos de Operación (Operation Mode Editor) en lugar del conocido Editor de Casos de Carga (Load Case Editor) como en CAESAR II.

Cuando agrega una nueva carga F o un movimiento de soporte D en CAESAR II, debe agregarlo al editor de casos de carga manualmente, pensando muy bien qué casos de carga deben crearse para considerarlo adecuadamente. Si no agrega esta carga F o el movimiento D en el Editor de Casos de Carga, CAESAR II no considerará las cargas en el análisis😟.

En START-PROF solo agregue la carga F o el movimiento de apoyo/soporte D. Nada más, eso es todo💡. Se agregará automáticamente en los casos de carga en los que deba añadirse.

Es normal que los usuarios de CAESAR II al utilizar por primera vez START-PROF se pregunten: "¿Dónde está el Editor de Casos de Carga en START-PROF?" o "¿Cómo crear casos de carga en START-PROF?". Pero START-PROF no tiene el Editor de Casos de Carga. No es necesario crear casos de carga. En absoluto.

La situación es similar a pasar de la transmisión manual de automóvil a la transmisión automática de automóvil moderna. Las personas que conducen solamente automóviles con transmisión manual podrían preguntar: ¿Cómo funciona la transmisión automática? ¿Cómo cambiar de marcha manualmente? ¿Cómo puedo estar seguro de que la transmisión automática cambiará la marcha correctamente?

Los conductores jóvenes simplemente se sientan en el automóvil y disfrutan manejar sin preguntas sobre la transmisión, porque funciona perfectamente.💡

Es difícil imaginar cómo trabajar sin el Load Case Editor para quien lo ha empleado durante muchos años. Suelen preguntar: ¿Cómo funcionan los casos de carga automáticos? ¿Cómo cambiar los casos de carga manualmente? ¿Cómo puedo estar seguro de que los casos de carga automática funcionan correctamente, dónde verlo?

Sin embargo los ingenieros con START-PROF simplemente dibujan tuberías y disfrutan de los rápidos resultados del análisis.

Load Case Editor es tecnología del pasado. Nuestra idea es que los ingenieros deberían pensar en el diseño de las tuberías (conducir un automóvil), pero no en los casos de carga (cómo funciona la transmisión automática).

Ejemplo 1

Desea agregar fuerza adicional ocasional "F" causada por el empuje de la válvula de alivio https://whatispiping.com/modeling-relief-valve-pressure-safety-valve-thrust-force-in-start-prof o cargas por flujo bifásico o "slug flow loads" https://whatispiping.com/how-to-model-slug-flow-loads

Tiene que crear los siguientes casos de carga manualmente:

L1: W+P para tensiones sostenidas (SUS)
L2: W+P+T para cargas de apoyo (OPE)
L3: W+P+T+F para cargas de apoyo con fuerza F (OPE+OCC)
L4: L2-L1 (Algebraico) para tensiones de expansión (EXP)
L5: L3-L2 (Algebraico) Diferencia de fuerzas internas entre el modo operativo con fuerza F (L3) y modo operativo sin fuerza F (L2). De esta manera obtenemos las fuerzas internas puras de la fuerza F, pero considerando el comportamiento no lineal de la estructura (huecos/tolerancias, restricciones unidireccionales, etc.)
L6: L1+L5 La tensión ocasional (escalar) es igual a la suma de las tensiones de las cargas sostenidas (L1) y las tensiones de las fuerzas internas puras (L5)

Para comprender cómo crear estos casos de carga y qué resultados deben analizarse de cada caso de carga, cuál es la diferencia entre la suma "algebraica" y "escalar", el ingeniero debe dedicar mucho tiempo a leer la literatura, asistir a cursos de capacitación, preguntar a otras personas en foros, etc. Solo los ingenieros de tensión de tuberías con experiencia de 5 a 10 años pueden crear los casos de carga correctos para cada situación especial sin errores.

Ejemplo de posibles casos de carga incorrectos:

L1: W+P (SUS)
L2: W+P+T (OPE)
L3: W+P+T+F (OPE+OCC)
L4: T (EXP) ERROR: el comportamiento de la tubería no lineal no se considerará correctamente😣
L5: W+P+F (OCC) ERROR: el comportamiento de la tubería no lineal no se considerará correctamente🙁

Puede haber muchos otros errores humanos al crear casos de carga. La razón puede ser la falta de conocimiento o simplemente un error de imprenta. O simplemente puede olvidarse de considerar algunas características especiales.

En START-PROF no puede cometer un error con los casos de carga👍. Es como un automóvil con transmisión automática, los desarrolladores de automóviles ya lo ajustaron para obtener los mejores resultados. Simplemente crear una carga adicional basada en la fuerza (1.1) para el modo de operación principal (1). El número de submodos es casi ilimitado. Por ejemplo, puede especificar 100 submodos para modelar cargas de golpe de ariete utilizando el método estático en diferentes momentos de tiempo.

Y agregue la fuerza de empuje.

START-PROF tiene una caja de cargas estándar en el interior. No puede verlo en el software, ya que no puede ver el mecanismo de la transmisión automática del automóvil mientras conduce. En el ejemplo anterior, la fuerza F se aplicará en L11. Consulte la tabla para el código ASME B31.3 a continuación. Esta tabla es solo un ejemplo. Cada código de tubería tiene sus propios casos de carga de plantilla dentro de START-PROF que acumularon nuestra experiencia en ingeniería de tensión de tubería durante los últimos 50 años para obtener los mejores y más precisos resultados.

Los casos de carga L11 se utilizarán para mostrar los desplazamientos, cargas, deformaciones de las juntas de expansión en las tablas para el usuario.

Los casos de carga L13 se utilizarán para mostrar tensiones ocasionales

El usuario no puede ver las tensiones del caso de carga L11 y no puede ver los desplazamientos del caso de carga L13. Porque no tiene sentido, no es necesario verlos.

Ejemplo 2

Este diagrama muestra 39 casos de cargas del proyecto real en CAESAR II, creados manualmente. Y muestra los modos de operación en START-PROF que hacen el mismo trabajo, pero mejor, más fácil y rápido (el tiempo de análisis del trabajo en START-PROF es 2 veces más rápido).

Los modos de operación son muy fáciles de entender:

·        #1: OPE1 – modo de operación con temperatura 65 grados. La fricción se apaga. Se agregaron cargas de viento ocasionales (4 direcciones +X, -X, +Y, -Y). Se agregaron dos casos de carga adicionales: cargas de nieve y hielo. Los resortes colgantes se seleccionan en este modo. También el estado de instalación (frío) calculado para este modo

·          #2: OPE2 – modo de operación con temperatura -100 grados. La fricción se apaga. Se agregaron cargas de viento ocasionales (4 direcciones +X, -X, +Y, -Y). Se agregaron dos casos de carga adicionales: cargas de nieve y hielo.

·        #3: OPE3 – modo de operación con temperatura -47 grados. La fricción se apaga. Se agregaron cargas de viento ocasionales (4 direcciones +X, -X, +Y, -Y). Se agregaron dos casos de carga adicionales: cargas de nieve y hielo.

·        #4: OPE1 – modo de operación con temperatura 65 grados. La fricción está activada. Se agregaron cargas de viento ocasionales (4 direcciones +X, -X, +Y, -Y). Se agregaron dos casos de carga adicionales: cargas de nieve y hielo.

·        #5: OPE2 – modo de operación con temperatura -100 grados. La fricción está activada. Se agregaron cargas de viento ocasionales (4 direcciones +X, -X, +Y, -Y). Se agregaron dos casos de carga adicionales: cargas de nieve y hielo.

·        #6: OPE3 – modo de operación con temperatura -47 grados. La fricción está activada. Se agregaron cargas de viento ocasionales (4 direcciones +X, -X, +Y, -Y). Se agregaron dos casos de carga adicionales: cargas de nieve y hielo.

·        #7: Modo de operación sin peso de fluido, temperatura de operación 0 grados. La fricción está activada.

·        #8 Test mode. Temperatura y presión de prueba utilizadas. La fricción está encendida

·        El rango de tensión se calcula entre 1H-1C, 1H-2H, 2H-1C, donde 1 y 2 es el número de modo de operación (# 1 y # 2), H - estado caliente, C - estado frío (instalación)

En el futuro PASS/START-PROF agregará un editor de casos de carga manual, así el ingeniero podrá usar el más práctico, productivo y automático Editor de Modos de Operación👍 o el estándar Editor de Casos de Carga; eligirá a su gusto😌

Manual en línea de PASS/START-PROF: Start-Prof 4.85R3 User's Guide (passuite.com)

Película:

Puede encontrar artículo original en inglés en Whatispiping.

Alex Matveev

Alex Matveev es uno de los autores de los códigos de análisis de tensión de tuberías GOST 32388-2013 Process Piping y GOST 55596-2013 District Heating Networks. También es uno de los desarrolladores del software PASS / Start-Prof, que se desarrolla desde 1965 y se utiliza en el 95% de las empresas de diseño de transporte de procesos, energía, calefacción de distrito, gas y petróleo en Rusia y países de la CEI.; es estándar de la industria en esa región. Es el jefe del equipo de desarrollo de software de análisis de tensión de tuberías PASS/START-PROF. Además, ofrece soporte técnico y capacitación para los usuarios de su software que ya suman más de 3000, desarrollando desde 1965, estándar de la industria en varios países durante más de 50 años, traducido al inglés en 2017, saliendo de su mercado interno y comenzando las ventas para el mercado internacional desde 2018.

Puede preguntar más acerca de PASS/START-PROF por medio de nuestra página en clic aquí.

Nuevas capacidades en PASS/Nozzle-FEM

¿Qué es PASS/Nozzle-FEM?

PASS/Equip Nozzle-FEM es un programa diseñado para calcular los esfuerzos y la flexibilidad de las uniones de boquilla a envolvente o cuerpo utilizando el método de elementos finitos (FEM). También calcula las cargas permitidas de la boquilla y estima la resistencia de las uniones para una amplia gama de configuraciones geométricas y condiciones de operación. El programa ayuda a los ingenieros a proporcionar niveles más altos de seguridad del equipo al tiempo que reduce los costos de mano de obra en la etapa de diseño. Está diseñado para ser utilizado por diseñadores de equipos y tuberías e ingenieros mecánicos y puede ayudarlos a verificar y satisfacer rápidamente los requisitos de cargas en boquillas de recipientes a presión/equipos, así como en accesorios de tubería no estándar👍. Se recomienda su uso en revisiones de diseño y seguridad industrial del petróleo y gas, refinerías, petroquímica, química, energía y otras instalaciones industriales.

También puede calcular los factores SIF y k para las Tees que no están cubiertas por los códigos ASME B31, como las Tees laterales y las Tees con D/T > 100.

A diferencia de otros programas FEM ampliamente disponibles (por ejemplo, ANSYS, NASTRAN, etc.), PASS/Nozzle-FEM no requiere capacitación especial y puede ser utilizado por cualquier ingeniero mecánico. Crea automáticamente la malla FE y estima los resultados del cálculo👌. El uso de cálculos FEM en oposición a los métodos semi-analíticos (es decir, WRC 107 (537) / 297) amplía el rango de aplicación del programa y aumenta la precisión de sus análisis.

PASS/Nozzle-FEM realiza análisis de esfuerzos para uniones de diferentes tipos de boquillas (incluidos muñones) conectadas a envolventes cilíndricas, cónicas y planas, así como para cabezas cónicas, elípticas, hemisféricas, torisféricas y planas. Toma en cuenta las restricciones del límite del equipo o componente y las cargas en la boquilla desde la tubería adyacente. Puede calcular en la boquilla y la membrana de la envolvente, la flexibilidad y los esfuerzos totales. También puede calcular las conexiones de la tubería para permitir un análisis detallado de esfuerzos de tees no estándar y reforzadas. La nueva característica del programa permite analizar soportes de faldones cilíndricos y cónicos de recipientes verticales.

Además del análisis de esfuerzos y la estabilidad, el programa también realiza cálculos de flexibilidad de la unión de la boquilla a la envolvente, ya que esta flexibilidad puede influir considerablemente en esfuerzos del recipiente y la tubería. Durante un análisis de esfuerzos de los sistemas de tuberías, las uniones boquilla-envolvente a menudo se simulan mediante soportes de anclaje que conducen a una sobreestimación de esfuerzos y fuerzas. Para abordar esto y crear automáticamente un soporte no estándar apropiado en el modelo de cálculo, el programa permite a los ingenieros pasar las flexibilidades de unión de la boquilla-carcasa calculadas por PASS/Nozzle-FEM al programa de análisis de esfuerzo de tuberías PASS/START-PROF👍.

El programa estima el esfuerzo permisible utilizando diferentes códigos para los esfuerzos permisibles, que incluyen:

• ASME VIII Div.1, 2

• EN 13445-3

• JB 4732-1995

• GOST 34233

• PNAE G-7-002-86

Admite análisis de esfuerzos y estabilidad de recipientes y el refuerzo requerido de aberturas bajo presión interna. El programa también analiza las uniones de la boquilla y la envolvente que funcionan en ambientes corrosivos de sulfuro de hidrógeno.

Eche un vistazo a la grabación del seminario web PASS/Nozzle-FEM:

Mejoras importantes en el programa principal

En los años 2018-2020, PSRE Co lanzó las versiones 2.15, 2.16, 3.0 y 3.1 de Nozzle-FEM, que introdujeron varios cambios importantes. La compañía reformuló por completo el núcleo del programa y la interfaz de usuario, para mejorar la usabilidad, velocidad, extensibilidad del programa, soporte para modelos jerárquicos a nivel lógico y mucho más.

El núcleo del programa consta de tres componentes principales (Fig. 1), que pueden usarse independientemente uno del otro. El modelo jerárquico de objetos está destinado a ser administrado por el usuario, y presenta una estructura analizada como un árbol de objetos: por ejemplo, la boquilla se representa como un objeto hijo del caparazón de soporte. En este modelo, solo se especifican los datos geométricos que describen el objeto en sí y los datos necesarios para colocar los objetos secundarios.

Fig. 1. Componentes núcleo de Nozzle-FEM

A partir del modelo de jerarquía de objetos, se genera un modelo geométrico, que es un modelo topológico, por lo que contiene información sobre curvas, superficies, sólidos y las relaciones entre ellos. Este componente del programa utiliza un núcleo geométrico C3D con licencia (https://c3dlabs.com/en/ ). Actualmente, se utiliza un modelo topológico basado en shell en el kernel Nozzle-FEM, que se construye a lo largo de la superficie media de los shells.

Luego se construye un modelo FE que consta de los elementos finitos del caparazón basado en el modelo geométrico. Se compila un sistema de ecuaciones algebraicas lineales que corresponden a las condiciones de equilibrio del sólido para el modelo FE.

Métodos de cálculo refinados

La versión 2.15 también refina los siguientes métodos de cálculo básicos: resistencia, cargas permitidas en la boquilla, rigidez y coeficientes de intensificación de esfuerzos.

Ahora se utilizan dos enfoques en los cálculos de rigidez (flexibilidad): los cálculos de rigidez del sistema de "soporte - boquilla de soporte" (rigidez total), y los cálculos de rigidez excluyendo la viga (rigidez local en el lugar de la unión de la boquilla). Este segundo enfoque se aplica para el trabajo simultáneo con programas que usan un modelo de haz FE (como PASS/START-PROF) y algunos modelos de equipos (como la carcasa del buque o el tee en PASS/START-PROF). En este caso, PASS/Nozzle-FEM construye un modelo de viga equivalente en segundo plano, y la rigidez de la unión de "caparazón" local se determina por la diferencia entre los desplazamientos de la cáscara y los modelos de viga:

dondees un valor calculado de los los i grados de libertad al final de la boquilla en el modelo de haz FE, yes el mismo en el modelo de carcasa.

Para refinar los métodos de cálculo de esfuerzo y esfuerzo, se introdujo un procedimiento de extrapolación de esfuerzo, que resuelve dos problemas:

1. Permite que la malla FE se condense en las zonas de concentración de esfuerzo mediante la introducción de zonas especiales en las que se realiza un refinamiento y alineación adicionales de la malla;

2. Aumenta la convergencia de resultados en diferentes niveles de refinación de malla, reduciendo los errores de diseño (y mitigando el hábito de los usuarios de no usar verificaciones de cálculo en mallas muy finas).

El procedimiento de extrapolación de estrés se implementa mediante el método Hot Spot Stress (HSS). HSS utiliza un procedimiento de extrapolación de superficie lineal (LSE) para calcular el esfuerzo en el dedo del pie de soldadura (Fig. 2). La selección de los puntos t1 y t2 por LSE depende del grosor de la carcasa s. Este enfoque estabiliza el proceso de determinación de esfuerzos alrededor de los concentradores y aumenta la convergencia de los resultados a diferentes niveles de refinamiento de malla en el modelo FE.

Fig. 2. Hot spot stress (HSS) method

Por ejemplo, podemos comparar los resultados de los cálculos obtenidos con el procedimiento de extrapolación y sin él usar el ejemplo de una conexión de boquilla a una carcasa cilíndrica con una fuerza axial de 100 kN aplicada en la boquilla. En este caso, utilizando enfoques anteriores, no podría determinar los esfuerzos totales máximas incluso en el quinto nivel de refinamiento de malla (Fig. 3b). Los esfuerzos totales (membrana + flexión) en la superficie exterior en el primer nivel fueron de 64.1 MPa (Fig. 3a); teniendo en cuenta un coeficiente de malla de Km = 1.30, los esfuerzos calculados serían iguales a 83.3 MPa. Al mismo tiempo, los esfuerzos en el quinto nivel de la malla fueron 83.9 MPa (Fig. 3b) y, teniendo en cuenta un factor de malla de Km = 1.05, el esfuerzo sería 88.1 MPa. Esto demuestra que el valor máximo de los esfuerzos totales en el primer nivel no alcanzó el valor del quinto nivel. La siguiente figura muestra que los valores máximos no se obtienen ni siquiera en el quinto nivel de la malla.

Fig. 3. Esfuerzos totales (de membrana y flexión) en los niveles primero (a) y quinto (b) de la malla

En cambio, cuando se utiliza el procedimiento de extrapolación de esfuerzo para este mismo ejemplo (Fig. 4), los niveles primero y quinto de la malla producen resultados similares que exceden los resultados de los cálculos realizados sin aplicar extrapolación de esfuerzos.

Fig. 4. Esfuerzos totales (membrana y flexión) en los niveles de malla primero (a) y quinto (b) utilizando el procedimiento de extrapolación de esfuerzo

La versión 2.16 de PASS/Nozzle-FEM, lanzada en diciembre de 2018, ofrece un nuevo enfoque para los cálculos "en unión" que ocasionalmente causa malentendidos entre los usuarios sobre cómo se calculan los esfuerzos en la zona soldada. La opción "en unión" se usa generalmente cuando la tubería termina en el área de unión dentro de la carcasa (punto "i" en la Fig. 5). El modelo de cálculo de la tubería generalmente termina en la superficie exterior de la carcasa, y las cargas de cálculo en la boquilla se obtienen en este punto.

Fig. 5. Modelo de cálculo "en unión"

En versiones anteriores a 2.16, se tomó la longitud de cálculo de boquilla más mínima posible para construir el modelo FE. Después de la versión 2.16, la longitud de la boquilla está determinada por la condición de flexibilidad suficiente:

Esto permite a los ingenieros considerar una ovalización de la sección en el área de unión que corresponde a la conexión "flexible" entre la tubería y la cubierta, y se ha obtenido de numerosas pruebas de campo. En las versiones hasta 2.16, al seleccionar "en la unión", la longitud mínima tomada condujo en primer lugar a una unión más rígida de la tubería en la carcasa y, en segundo lugar, a una determinación incorrecta de los esfuerzos en el área de la unión ya que podrían producirse efectos de borde en el Cargue el punto de aplicación en la boquilla (Fig. 6).

Fig. 6. Distribución de esfuerzos equivalentes totales en la superficie exterior:

a) L = 30мм - efecto de borde bien definido de la aplicación de carga;

a) L = 50 mm - longitud corta de la boquilla, cae dentro del área del efecto de borde de la aplicación de carga;

c) A la longitud de la boquilla obtenida por la fórmula (2).

La figura 7 representa la curva de cambio en la fuerza axial admisible Fy dependiendo de la longitud de la boquilla L1, lo que muestra que, en el área de unión, a una distancia inferior a 100 mm, aparecen efectos de borde desde el punto de aplicación de la carga. Los resultados del cálculo se dan para una boquilla inclinada con un diámetro interno de 203 mm y un espesor de 6 mm que se une a una carcasa cilíndrica con un diámetro interno de 2000 mm y un espesor de 12 mm (Fig. 7).

Fig. 7. Una curva de cambio en la fuerza axial admisible Fy dependiendo de la longitud de la boquilla L1 para una boquilla inclinada en la carcasa cilíndrica

Nuevos tipos de uniones de boquilla

La reelaboración del núcleo y el uso del núcleo geométrico C3D actualizado para el modelado sólido ha permitido la inclusión de varios tipos nuevos de uniones con inserciones toroidales de rebordeado y soldado (Fig. 8). Por lo tanto, los usuarios ahora pueden modelar boquillas estampadas y soldadas con sello usando el programa PASS/Nozzle-FEM.

Fig. 8 Boquilla con iserción toroidal rebordeado y soldado

Nuevos elementos de rodamiento

A diferencia de PASS/Equip, PASS/Nozzle-FEM no ofreció una transición cónica con el desplazamiento del segundo extremo (transición excéntrica) durante mucho tiempo debido a las dificultades asociadas con la complejidad de su implementación dentro del núcleo antiguo del programa (Fig. 9)

Fig. 9. Esfuerzos totales (membrana y flexión) en una carcasa cónica con desplazamiento del segundo extremo.

Muchos usuarios también solicitaron la adición de cubiertas rectangulares planas al programa, con el cual es posible modelar uniones en cubiertas de intercambiadores de calor refrigerados por aire (ACHE), paredes de recipientes cúbicos, etc. Estos elementos ahora se han agregado a la lista de modelos de cálculo (Fig. 10).

Fig. 10. Esfuerzos totales (membrana y flexión) en un recipiente rectangular con boquilla

Cargas

Para simular cargas reales más correctamente, se ha agregado una opción para establecer la presión hidrostática requerida para los cálculos de recipientes y tanques verticales, aunque esta carga se puede configurar para otros tipos de proyectiles (Fig. 11). La presión hidrostática ahora cambia linealmente a lo largo del eje vertical, donde el valor máximo se determina al nivel del punto más bajo del modelo. Para recipientes verticales (tanques), esto corresponde al nivel de la cabeza.

La deformación térmica fue otra adición popular y fundamental a la versión 2.16 del programa. Esto permitió considerar la expansión (deformación) de los materiales en los elementos de la estructura bajo los efectos de la temperatura, así como cualquier esfuerzo adicional que surja de las deformaciones de temperatura restringidas (diferentes coeficientes de expansión lineal, temperaturas, etc.).

La figura 12a muestra la distribución de esfuerzos equivalentes en una cabeza elíptica con una presión interna de 0,5 MPa. El valor máximo de estrés fue de 86.6 MPa. Como ejemplo, los materiales en la carcasa y la boquilla se ajustaron a diferentes coeficientes de expansión térmica lineal, con diferentes temperaturas en la cabeza (200 ° С) y en la boquilla (220 ° С). Esto generará una restricción de deformación de temperatura y los esfuerzos de unión aumentarán drásticamente (Fig. 12b) en el área de la boquilla, hasta un valor de esfuerzo máximo de 118.5 MPa.

Fig. 12. Esfuerzos totales (membrana y flexión) en la cabeza elíptica bajo la influencia de:

a) presión interna; b) presión interna y temperatura

La capacidad de considerar los efectos de la temperatura también ha permitido un mejor cumplimiento de los requisitos reglamentarios. Por ejemplo, con ASME BPVC.VIII.2, la expansión térmica de los materiales debe considerarse al verificar los esfuerzos equivalentes de la categoría "Membrana secundaria más membrana". En GOST 34233.1-2017, mientras se verifica con la fórmula (12), es necesario considerar los esfuerzos adicionales que surgen del efecto de la temperatura:

o al calcular temperaturas con la fórmula (13), en la cual los esfuerzos permisibles se definen por los límites de resistencia o fluencia a largo plazo:

Actualizaciones de código

En el desarrollo y refinamiento de la nueva versión del kernel, también se modificó un módulo para la verificación de resistencia de acuerdo con varios documentos reglamentarios, que proporciona un procesamiento bastante flexible y rápido de versiones actualizadas de diferentes códigos. Como resultado, el programa ahora cumple con

• ASME BPVC.VIII.1, 2 2017,

• EN 13445 3: 2014 (E) Número 4 (2017 07),

• GOST 342233.1, 6, 10-2017.

En el camino

Con respecto al futuro, el equipo de PASS visualiza PASS/Equip Nozzle-FEM como un generador interactivo de recipientes a presión, por un lado, y como una posible solución integrada para integrarse "sin problemas" con los programas PASS/EQUIP y PASS/START-PROF para calcular uniones y tees directamente en su entorno.

Otra posibilidad es que dos soluciones de software estarán disponibles simultáneamente: un programa separado con opciones avanzadas para crear modelos complejos, y un equivalente a la versión actual con la opción de integrarlo en el otro software. Ambos serán más funcionales e interactivos de lo que son ahora.

Alex Matveev

Alex Matveev es uno de los autores de los códigos de análisis de esfuerzo de tuberías GOST 32388-2013 Process Piping y GOST 55596-2013 District Heating Networks. También es uno de los desarrolladores del software PASS/START-PROF, desarrollado desde 1965 y utilizado en el 95% de las empresas de diseño de procesos, energía, calefacción urbana, transporte de gas y petróleo en Rusia y países de la CEI; es estándar de la industria en esa región.

Modelosoft

Modelosoft le ayuda a elegir el software correcto👍 para sus trabajos de ingeniería. Manual en línea de PASS/Equip Nozzle-FEM.

Diez cosas que START-PROF hace mejor que la competencia

Diez cosas que el software de análisis de esfuerzos en la tubería PASS/START-PROF hace mejor que la competencia👍

PASS/START-PROF proveé completo análisis de esfuerzos en la tubería, flexibilidad, estabilidad, y fatiga de fuerzas relacionado con cálculos de dimensionamiento de acuerdo con códigos y estándares internacionales y nacionales. Desde su introducción en 1965, PASS/START-PROF combina un solucionador altamente eficiente, poderoso análisis de características, un GUI (interfaz con el usuario) fácil de usar, un intuitivo pre/post-procesador gráfico 3D, y un detallado sistema de ayuda con inteligencia incrustada proveniente de generaciones de expertos en diseño de tuberías.

PASS/START-PROF fue creado para ser usado por diseñadores “regulares” sin conocimiento especial en análisis de esfuerzo de tubería y/o conocimiento detallado de estándares.

Mientras permite el uso por diseñadores “regulares”, PASS/START-PROF es también una excelente herramienta para ingenieros profesionales en esfuerzo de tubería. No hay opciones, ajustes o preguntas oscuras. Sólo dibuja el sistema de tubería y corre el análisis y los algoritmos inteligentes harán lo restante del trabajo por ti.

Ingenieros en proceso y tubería de más de 2,000 compañías en varios países ya usan el software cada día para análisis de esfuerzo y diseño de diferentes tipos de tuberías.

Veamos a continuación diez cosas que PASS/START-PROF está haciendo mejor que sus competidores.

1 – Inteligente y fácil de usar

El Editor de Modo de Operación permite a los usuarios tan sólo dibujar la tubería, añadir nieve, viento, hielo general, así como información de carga sísmica y correr el análisis. Todos valores apropiados de carga y casos de carga van a ser creados automáticamente acorde a códigos seleccionados. El tiempo consumido en la creación manual de casos de carga no más será necesitado. El Editor de Modo de Operación Inteligente te permite analizar varios modos de operación de tubería en un archivo de proyecto. Por cada modo de operación la plantilla especial de casos de carga es automáticamente generada.

PASS/START-PROF calcula también deformación de la junta de expansión y la compara con lo permisible automáticamente. No hay necesidad de substraer dos desplazamientos de nodos y compararlo manualmente con el permitido.

2 – Directo análisis del sistema

PASS/START-PROF automáticamente te dice acerca de los problemas en tu sistema como desplazamientos de soportes, cargas permisibles en soportes, esfuerzo más grande que lo permisible, exceso de carga de soporte resorte en modo de operación además del modo de selección, y muchas otras cosas. El resultado del análisis de esfuerzo es muy fácil de interpretar destacando el esfuerzo calculado contra el esfuerzo permisible. También indica la razón por la que la línea está fallando la revisión de esfuerzo. Es difícil perder el problema en el modelo de tubería.

3 – Modelo de "T" inteligente

Cuando creas una "T" estándar en PASS/START-PROF, tú puedes especificar el largo de la "T" (L), la altura de la "T" (H), espesor de la pared del cabezal, y espesor de  pared de la rama.

Y cuando corres un análisis simple el modelo de la "T" es automáticamente reemplazado por un modelo complejo. Añadiendo 6 nodos adicionales escondidos para usuario, y sólo en modo del programador.

Links🔗 para más detalles acerca de modelado de la "T" en START-PROF:

https://www.whatispiping.com/how-to-use-asme-b31j-2017-and-fem-for-sif-and-k-factors-for-stress-analysis
https://www.whatispiping.com/smart-tee-model-in-start-prof

4 – Tubería enterrada

Muy veloz y fácil flujo de trabajo para análisis de tubería enterrada. No hay necesidad de usar modelador de tubería enterrada. No hay necesidad de dividir tuberías manualmente en restringido/sin restricciones, calcular longitud de ancla virtual, etc.

PASS/START-PROF puede modelar flexibilidad de suelo + flexibilidad de capa de aislamiento PUR + flexibilidad de cojín de expansión incluyendo asentamiento del suelo y modelado de hinchamiento, análisis de estabilidad longitudinal, flotabilidad y suelo inundado. El usuario puede simplemente especificar el tipo de suelo desde la base de datos y definir la profundidad de tubería para correr el análisis sin tener que especificar zonas restringidas y no restringidas, calcular la longitud de ancla virtual, ni correr un modelador de suelo. PASS/START-PROF va a realizar automáticamente lo que es requerido para la correcta simulación de suelo. La compañía PSRE (Piping System Research & Engineering Co.) tiene varios años de experiencia de modelar tubería enterrada para calefacción urbana y otras aplicaciones.

Links🔗 con más detalles acerca de tubería enterrada en START-PROF

https://www.whatispiping.com/video-buried-piping-stress-analysis-with-pass-start-prof
https://www.whatispiping.com/restrained-and-unrestrained1
https://www.whatispiping.com/restrained-and-unrestrained2

5 – Interfaz fácil de usar

El nuevo usuario puede aprender el software muy rápido (una semana). No hay necesidad de varios meses de entrenamiento. Tú puedes ver unidades para todos los campos, y puedes cambiar unidades sobre la marcha en cualquier momento, Todos los datos de entrada y resultados van a ser convertidos inmediatamente.

6 – Sin necesidad de editor de casos de carga

Tu no necesitas crear casos de carga manualmente y pasar mucho tiempo en aprender cómo hacerlo. Casos de carga son creados automáticamente y sin errores humanos.

Usuarios de CAESAR II que usan el START-PROF por primera vez siempre nos hacen la misma pregunta: “¿Dónde está el editor de caso de carga en START-PROF?” o “¿Cómo crear casos de carga en START-PROF?”. Pero START-PROF no tiene un Editor de caso de carga. No necesitas crear casos de carga. Para nada👍.

La situación es como moverse de transmisión manual de automóvil a la moderna transmisión automática de automóvil.

Personas que manejan solamente autos con transmisión manual hacen muchas preguntas innecesarias: ¿Cómo funciona la transmisión automática? ¿Cómo cambiar el engranaje manualmente? ¿Cómo puedo estar seguro de que la transmisión automática va a cambiar el engranaje correctamente?

Conductores jóvenes solamente se sientan en el auto y disfrutan manejar sin ninguna pregunta acerca de la transmisión, porque está trabajando perfectamente. 

Es difícil imaginar cómo trabajar sin Editor de Casos de Carga para personas que lo han usado por muchos años. Hacen muchas preguntas: ¿Cómo los casos de carga automáticos funcionan? ¿Cómo cambiar los casos de carga manualmente? ¿Cómo puedo estar seguro de que los casos de carga automáticos funcionan correctamente, dónde verlo?

Pero ingenieros jóvenes sólo dibujan tubería en START-PROF y disfrutan los rápidos resultados del análisis.

El Editor de Caso de Carga es una tecnología del pasado. Nuestra idea es que ingenieros deberían pensar sobre diseño de tubería (manejar un auto), pero no acerca de casos de carga (cómo funciona la transmisión automática)

Ve la tabla para código ASME B31.3 abajo. Esta tabla es sólo un ejemplo. Cada código de tubería tiene su propia plantilla de casos de carga dentro de START-PROF que ha acumulado nuestra experiencia en ingeniería en presión de tubería durante los últimos 50 años para tener los precisos y mejores resultados. 

Ver más en siguiente dirección, clic aquí

7 – Muy veloz análisis en una ventana

No hay necesidad de cambiar entre varias ventanas. Tú puedes rápidamente ver la animación de figura deformada, medir desplazamientos en cualquier punto de la tubería usando gráficos 3D.

Los resultados del análisis son mostrados en tablas interactivas de esfuerzo, cargas, desplazamientos, deformaciones de expansión de articulación, análisis de estabilidad de pared, o fuerzas internas, Tú puedes seleccionar modo operador, coordinar sistema, filtrar datos, u ordenar datos sobre la marcha. 

Links🔗para más detalles:

https://www.whatispiping.com/stress-analysis-of-grp-gre-frp-piping-stress-analysis
https://www.whatispiping.com/tutorial-stress-analysis-plastic-piping-system
https://www.whatispiping.com/stress-analysis-of-hdpe-pe-rt-pp-h-pp-r-pvc-c-pvdf-piping-stress-analysis

8 – Rápido y fácil análisis para tubería FRP/GRE/GRP y HDPE/PVC/PP

Las diferencias principales de tubería GRP / GRE / FRP a tubería de acero es:

El material es orto trópico. Los valores de tensión en dirección axial como circunferencial necesitan ser consideradas durante el análisis. Las propiedades mecánicas necesarias para análisis son diferentes de la tubería de acero:

Ea – Módulo de elasticidad en dirección axial, Eh – módulo de elasticidad en dirección circunferencial, G – módulo de corte, vh/a – radio de Poisson circunferencial/axial, va/h – radio de Poisson axial/circunferencial. Ve material de base de datos para más detalles. Las propiedades de material son diferentes para cada vendedor, así que por favor pregunta al fabricante por los valores necesarios para el análisis de esfuerzo en base de datos.

La Expansión Lineal para tubería GRP / GRE / FRP es mucho más grande que para tubería de acero

El alargamiento de esfuerzo es significante (efecto Bourdon), y expansión térmica lo es también. Debido al calentamiento desproporcionado de la anchura de la pared de tubería, la expansión térmica real es más baja que la expansión térmica para el rango completo de temperatura. Para considerar este comportamiento de tubería de expansión térmica es multiplicada por el factor de rango de temperatura que es usualmente considerado como 0.85. Ver más detalles en propiedades de tubería adicionales.

Falla de envolvente a largo plazo es utilizado en vez de un solo esfuerzo permisible. Ve material de la base de datos para más detalles. Esfuerzos permisibles dependen de factor de tipo de carga f2, factor de temperatura A1, factor de resistencia química A2, factor de fatiga A3. Diferentes envolventes son usadas para tubería y ajustes. Ver código de esfuerzo para más detalles.

Para modelar tubería GRP / GRE / FRP elige el código ISO 14692. Este código es también adecuado para modelado de HDPE reforzado u otra tubería de plástico. 

Las principales características de tubería HDPE y otras tuberías de plástico relacionadas con tubería de acero son:

• El esfuerzo permisible de tubería de plástico es dependiente de la vida de servicio y temperatura. La ecuación y los factores asociados son guardados en la base de datos de material de PASS/START-PROF.
• En algunos casos, el alargamiento por presión o esfuerzo axial debido a reacción química con producto debe ser considerada. Tensión por presión o esfuerzo axial debe ser especificada en propiedades de tubería.
• Expansión lineal para tubería de plástico es mucho más grande que para tubería de acero y causada por efecto Bourdon, por expansión térmica, y alargamiento por presión o esfuerzos longitudinales.
• Alargamiento de presión de tubería de plástico es significante (efecto Bourdon), y la expansión térmica lo es también.
• A diferencia de tubería de acero, el módulo de Young (módulo de falla) para tubería de plástico depende de la vida de servicio. Para mayor vida de servicio - se usa el menor módulo de falla.
• Las cargas de soporte, desplazamientos, etc. calculadas a 100 minutos de módulo de falla. El análisis sísmico realizado usando 0.1-hora de módulo de falla.
• En condición de operación, el módulo de falla promedio es usado (promedio entre temperatura de instalación y temperatura en operación).
• Esfuerzo permisible para tubería plástica depende del factor de resistencia química, factor de condición de colocación, factor de seguridad y factor de fuerza en la junta.    
• La revisión del espesor de pared es realizada sólo para tuberías rectas y no realizado para accesorios.

Para modelar HDPE u otra tubería de plástico escoja código GOST 32388.

La base de datos contiene todas las propiedades materiales. Si no hay material que necesitas en la base de datos, tú puedes añadir sus propiedades manualmente.

9 – Integración con Software PDMS/E3D/Flujo de fluidos

PASS/START-PROF puede abrir varios archivos de formatos neutrales o comerciales y convertirlos en modelos de tubería PASS/STAR-PROF. Todas las propiedades son importadas. También puede exportar en formato DXF. Podemos ver en la siguiente tabla las posibles principales integraciones.

10 – Larga historia

PASS/START-PROF es el primer software de análisis de esfuerzo de tubería en el mundo. Tiene una larga historia de desarrollo y experiencia, empezando en 1965. Puede ver más acerca de características de START-PROF aquí.

¿Quiere evaluar START-PROF?, puede descargarlo desde aquí.

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