7. Часто задаваемые вопросы (F.A.Q.)

Мы задали в элементах некоторое давление, а в расчете давление получилось больше. Почему?

Если в общих данных указана опция “сосуд содержит рабочую жидкость”, то при расчете к заданному давлению автоматически добавляется гидростатическое давление от высоты столба жидкости в этом элементе.

Почему при выборе аустенитных сталей по ГОСТ 34233.1 допускаемые напряжения в расчете получаются не как в таблицах из ГОСТа?

Допускаемые напряжения не должны противоречить пункту 8.1 (формула 1). Похоже, авторы ГОСТа при составлении таблиц допускаемых напряжений просто забыли про своё же примечание к таблице 1 (для аустенитных хромоникелевых сталей n_B = 3.0) и разделили на 2.4 , и получилось, что определяет всё предел текучести. Во избежание неприятностей программа проверяет оба значения и выбирает минимальное.

Мы задали обечайку из стали Ст3, выполнили расчет без учета сероводородной коррозионной среды, и условие прочности не выполнилось. Потом поставили коррозионную среду, и всё прошло. Почему?

Похоже, при расчете допускаемых напряжений разработчики ГОСТ 34233.1 перепутали строчки, и допускаемые напряжения не соответствуют механическим характеристикам. При обычном расчете программа берет минимальное значение, а в условиях сероводородной среды ориентируется на пределы прочности и текучести. Отсюда несоответствие.

У вас в расчетах сплошные ошибки! Мы проверяли расчеты вручную, и промежуточные вычисления не соответствуют результатам.

Ошибки иногда случаются. Но в данном случае, скорее всего, дело в размерностях величин. Например, диаметры даны в мм, а момент в Нм. Или по формуле результат должен быть в радианах, а вывод настроен в градусах. При вычислениях программа выполняет расчеты во внутренней согласованной системе, а все промежуточные значения и результаты выводит в размерностях, задаваемых Пользователем.

Мы рассчитали стандартный фланец, и у него прочность не выполняется даже при нулевом давлении. Как так?

В соответствии с п.7.5 ГОСТ 33259-2015 «…… Размеры фланцев номинальных диаметров DN ≤ 600 учитывают действие внутреннего давления среды в соединениях при использовании прокладок по ГОСТ 15180 (Прокладки плоские эластичные) без внешних нагрузок, изгибающих моментов и коррозионного воздействия. Работоспособность фланцевого соединения всех типоразмеров при использовании всех типов прокладок с учетом конкретных условий эксплуатации соединения (в т.ч. внешних нагрузок, изгибающих моментов, коррозионного воздействия рабочей и окружающей среды и др.), а также фланцев DN > 600 от действия внутреннего давления среды должна подтверждаться расчетом, данными эксплуатации или испытаниями. Расчеты производить по утвержденной методике…» При использовании неэластичных прокладок, например СНП, для обеспечения повышенного удельного давления обжатия требуется высокая расчетная нагрузка на болты, при которой прочность некоторых «стандартных» фланцев не обеспечивается.

Зачем во фланцах при расчете по ГОСТ галочка “Учет прибавок при расчете жесткости”? Ведь в ГОСТ 34233.4 п.4.12 русским по белому сказано: “следует при определении податливости фланцев и усилий, действующих на элементы фланцевого соединения, использовать номинальные размеры фланца без вычета прибавки на коррозию”.

Строго говоря, да. Если следовать букве ГОСТа, то прибавки в формулах коэффициентов податливости вообще не должно быть. Однако, кроме буквы есть еще и физический смысл. В реальности новые и корродированные фланцы будут иметь различную податливость. Более того, в нормативах ASME VIII, с которых этот ГОСТ был переписан и которые исторически появились раньше, сказано, что по-хорошему необходимо проводить два расчета – с прибавками и без них. По нашим наблюдениям, вычет прибавок при расчете коэффициентов способен как уменьшить запас прочности, так и увеличить его (а вот в расчетах напряжений прочность страдает всегда). Сознавая, что обе точки зрения имеют под собой основания, мы ввели эту опцию.

Мы выбрали стандартный фланец из базы данных, а программа пишет, что соотношения размеров выходят за пределы применимости методики. Что делать?

Такое бывает, особенно у фланцев малого диаметра (Ду15, Ду20). Ограничения на соотношения теперь прописаны в “закамуфлированном” виде, в п.4.2.2 ГОСТ 34233.4. Разработчики стандартов на это отвечают, что фланцы малого диаметра, исходя из опыта, не являются источником проблем… Чтобы выполнить условия применения хоть как-то, можно попробовать уменьшить в модели наружный диаметр фланца и (или) увеличить внутренний, а также посчитать по ASME VIII div.1(2), что собственно говоря рекомендует ГОСТ 34233.4 (п.4.2.2 «специальные методы расчета»).

По какой формуле считались нагрузки на штуцеры и на опоры? Где можно увидеть ход расчета?

Ход вычисления этих нагрузок привести не представляется возможным, так как они получены численно, методом конечных элементов из балочной модели. В общем виде этот процесс описывается матричным уравнением [K]*{δ} = {F}, которое разворачивается в систему линейных алгебраических уравнений из нескольких сотен или даже тысяч неизвестных, т.е. результаты получаются в виде больших численных массивов в памяти компьютера. Можно верифицировать этот метод на простых моделях, для которых известно аналитическое решение, либо оценивать правдоподобность из физических соображений. Или провести аналогичный расчет в другой программе (ANSYS или аналогичной).

Мы поставили в штуцере галочку “Автоматическое определение нагрузок”, а в отчете получились нулевые нагрузки. Почему?

Скорее всего, в модели не заданы опоры. Без условий закрепления нельзя получить нагрузки в элементах. Это не недостаток программы, это методы строительной механики так работают. Или же к штуцерам ничего больше не присоединено. Программа не придумает нагрузки сама, она может только пересчитать их с одной точки на другую.

Мы в колонне поставили галочку “Расчет на ветровой резонанс” и получили нагрузки, значительно превышающие ветровые. Когда нужно ставить эту галочку?

Расчет на ветровой резонанс – это, в некотором смысле, “расчет наоборот”. При нем вычисляется скорость ветра, при которой может возникать резонанс. При этой скорости вычисляются ветровые нагрузки. Данную опцию имеет смысл ставить для длинных гладких аппаратов типа дымовых труб.

При расчете давления гидроиспытаний по ГОСТ 34347-2017 вычитается высота столба жидкости, зачем?

Дело в том, что нет однозначного понимания, что считать давлением гидроиспытаний. Это давление в каждой конкретной точке аппарата, или это давление на манометре в верхней части? Мы считаем, что это давление на манометре. В процессе испытаний к этому давлению добавится столб жидкости, и итоговое давление в каждом элементе аппарата как раз будет равно вычисленному. А если не вычесть столб жидкости, то получится, что его учли дважды.

При обновлении программа выдает ошибку http, как быть?

Возможно, антивирус блокирует доступ в интернет, или в вашей организации доступ в интернет организован через прокси-сервер, и нужно прописать его настройки в разделе Параметры->Настройки->Обновление программы.

При определении категории сосуда по ТР ТС 032/2013 программа решила, что сосуд заполнен газом, но у нас выбрана опция “сосуд содержит рабочую жидкость”, в чем дело?

Есть письмо Ростехнадзора, в котором сказано, что при наличии газовой фазы в любом количестве сосуд нужно классифицировать как содержащий газ. Поэтому программа вычисляет заполнение сосуда, и если оно меньше 99%, то при определении категории считается “содержит газ”.

Почему не получается для теплообменника задать трубки из латуни?

Потому, что по ГОСТ 34233.1 свойства латуни гарантируются для диапазона толщин от 3 до 10 мм. Трубки часто делаются более тонкими, и для меньшей толщины латунь не попадает в список доступных материалов. По своей инициативе расширять этот диапазон мы боимся. Это обходится через пользовательский материал.

Почему для патрубка должно выполняться условие s₁ > c_s+c_s1, ведь коррозия c_s1 уже учтена в c_s?

Потому, что проходящий патрубок корродирует сразу с двух сторон. Если предположить, что внутренняя часть полностью скорродирует и ничего страшного, то следует задать конфигурацию изначально без внутренней части.

Почему патрубок ругается, что по РД 26-18-8-85 его толщина недостаточна? Это плохо?

Потому, что для штуцеров по стандарту требуется полный провар, а при толстой обечайке и тонком штуцере затруднена сварка и могут возникать высокие остаточные напряжения. Это просто уведомление, ничего страшного.

Что такое “контролируемая вытяжка шпилек” при затяжке фланца?

Это прогрессивный метод затяжки, при котором в осевые отверстия шпилек одновременно подается масло под высоким давлением. Шпилька немного удлиняется, после чего гайка заворачивается от руки, затем давление снимается.

Как посчитать двустенный сосуд в грунте?

Нужно создать отдельно модель внутреннего и наружного корпуса. Внутренний корпус нужно посчитать на 2 режима: на внутреннее давление продукта и на внешнее давление со стороны рубашки. А наружный корпус тоже посчитать 2 раза: на внутреннее давление рубашки и наружное давление грунта (опция “Засыпка”). Проблема в том, что методика на расчет сосудов в грунте дает довольно консервативный результат, который не учитывает множество параметров (переменная эпюра давления, поддерживающий эффект грунта, высота свода обрушения и т.д.), но это лучше, чем ничего.

Почему вы не сделаете выбор ветрового и сейсмического района из базы данных? Или еще нагляднее – кликаешь мышкой по карте, и всё!

Потому что эти параметры назначает заказчик, эта информация должна быть в техническом задании на проектирование или расчет. У расчетчика нет таких полномочий - самостоятельно назначать ветровой и сейсмический районы. Поэтому мы считаем методически неправильным делать такую опцию.

Можно добавить в программу еще какие-нибудь языки?

Технически не проблема добавить любые языки, но своих переводчиков у нас в штате нет, а при том объеме информации, которую нужно перевести (интерфейс, отчеты, справочная система, базы данных), отдавать эту работу на аутсорсинг будет довольно затратно для заказчика. Либо мы можем подготовить и передать заинтересованной стороне исходные тексты для самостоятельного перевода и затем прикрутить их к программе. Стоимость этой работы будет значительно ниже, но все равно ощутимой.

Как в площадках обслуживания колонных аппаратов соотносятся удельная нагрузка G_a и удельный вес металла G_s?

Удельная нагрузка G_a включает в себя собственный вес металла площадки (G_s) плюс все возможные нагрузки (снег, оборудование, материалы, людей и т.д.). Эта величина используется для определения нагрузок на колонну в работе и в испытаниях (для этих условий наихудшим случаем является максимальная нагрузка). А вес металла G_s используется для формирования таблицы материалов и для определения нагрузок на колонну в условиях монтажа, потому что для монтажа наихудший случай – минимальная нагрузка (колонна считается на опрокидывание).

Расчет показывает, что для вертикального аппарата четыре опоры хуже, чем три. Как такое может быть? И почему нельзя поставить больше опор? Ведь 10 опорных лап могут суммарно нести бóльшую нагрузку.

Не могут, потому что из-за погрешностей монтажа невозможно нагрузить все опоры равномерно (по аналогии с табуреткой, у которой 10 ножек – они никогда не будут нагружены одинаково). Для трёх опор это ещё справедливо, но четыре с точки зрения расчета считаются как две. Есть опция “точный монтаж”, которая подразумевает выравнивание и подливку бетона – в этом случае четыре опоры считаются как четыре.

Мы выбрали стандартный фланец из базы данных, а программа пишет, что соотношения размеров выходят за пределы применимости методики. Что делать?.

Такое бывает, особенно у фланцев малого диаметра (Ду15, Ду20). Ограничения на соотношения теперь прописаны в “закамуфлированном” виде, в п.4.2.2 ГОСТ 34233.4. Разработчики стандартов на это отвечают, что фланцы малого диаметра, исходя из опыта, не являются источником проблем… Чтобы посчитать хоть как-то, можно попробовать уменьшить в модели наружный диаметр фланца.

Зачем в нагрузках на штуцера нужна опция “Fr включает составляющую от давления”? Что за составляющая и когда нужно использовать эту галочку?

Если вкратце, нормальное состояние этой галочки – выключенное. Ее нужно ставить в некоторых специальных случаях, если они у вас произойдут – вы об этом узнаете. Более подробно: при наличии внутреннего давления в патрубке возникает распорное осевое усилие величиной F_p = p*π*d²/4. Эта галочка показывает, учтено ли это распорное усилие в заданной осевой нагрузке F_R. Если галочка стоит, то в расчетах F_R уменьшается на F_p, т.к. в методиках по ГОСТ распорное усилие от давления уже и так учтено.

Как можно ускорить работу с программой? Очень утомительно каждый раз ждать перестроения модели. И расчет происходит очень долго.

При редактировании "тяжелых" моделей следует использовать желтый или красный режим светофора. Если нужно изменить сразу несколько элементов модели, можно использовать команду F4 (между редактированием элементов модель не перестраивается) или серый светофор. Перед расчетом имеет смысл проверить настройки программы (Параметры-Настройки):

• включенная многопоточность несколько ускоряет расчет массовых характеристик и генерацию модели;
• параметр управления точностью ускоряет расчет масс и центров тяжести (чем больше, тем быстрее);
• управление точностью расчета объема заполнения может ускорить расчет заполнения для сильно изрезанных полостей (типа межтрубных пространств).

Программа запускается нормально, но при любом изменении модели аварийно завершается. В чем может быть дело?

Скорее всего, программа обновлялась через Помощь->Проверить обновления. С некоторых пор на Windows 7 этот способ перестал работать стабильно. Причину установить не удалось. Возможно, это связано с прекращением поддержки Windows 7 фирмой Microsoft. В этому случае остается снести программу через панель управления, зачистить ее бывшую папку, и переустановить вручную. Также нужно проверить настройки многопоточности (Параметры-Настройки-Режим геометрического ядра) и выбрать режим "Стандартная многопоточность" или "Многопоточность отключена". Другая возможная причина - редкий тип видеокарты, интегрированной с материнской платой и не полностью совместимой с технологией VBO. В этом случае может помочь установка дополнительной видеокарты.

Для материала приходится вводить предел прочности и текучести. Почему нельзя ввести готовые значения допускаемых напряжений?

Допускаемые напряжения – расчетная величина. Они вычисляются довольно сложно и зависят от многих факторов. В каждом нормативном документе (ГОСТ, ASME, EN) их алгоритмы вычисления совершенно различны. Даже если ввести их значения вручную, их нельзя будет использовать при переключении расчетного норматива, например, с ASME на EN. Даже в пределах одного расчета их не получится использовать, например, в расчете при гидроиспытаниях. А механические характеристики объективны – по ним всегда можно вычислить допускаемые напряжения индивидуально для каждого случая.

Почему невозможен расчет элемента из стали 09Г2С КП245 ГОСТ 8479 (поковка) с учетом сероводородной коррозионной среды?

Потому, что при расчете с учетом сероводородной коррозионной среды допускаемые напряжения определяются не по таблице, а на основании механических характеристик. В ГОСТ 8479 эти характеристики приведены только при 20°C. Можно назначить свойства стали 09Г2С по ПНАЭ, там они приведены как раз для КП245.

Почему нельзя присоединить ответный фланец или крышку к вварной бобышке с глухими отверстиями (под ввертные шпильки)?

Потому, что расчет фланца совместно с крышкой требует расчета коэффициентов жесткости, который не описан в нормативах для конструкции с ввертными шпильками (ГОСТ 34233.4, приложения Е, К). Приближенно можно было бы принять коэффициенты жесткости как для плоской крышки, или как для плоского фланца со сквозными отверстиями, но брать на себя такую ответственность мы боимся.

В программе можно выполнить расчет каркасной крыши резервуара?

Нет, сама каркасная крыша не считается. Это должен быть численный расчет на устойчивость методом конечных элементов с учетом геометрической нелинейности (нагрузки значительно перераспределяются при малых деформациях пологой оболочки, это нужно учитывать). Для таких расчетов разработаны специальные программные комплексы для расчета строительных конструкций (например, СКАД, Лира, Ansys). Реализовывать такой функционал в нашей программе мы пока не берёмся. Можно задать каркас крыши через инструмент “Конструктор” и экспортировать балочно-оболочковую модель вместе с нагрузками в файл APDL, чтобы исследовать прочность и устойчивость резервуара, например, в программе Ansys. Или можно задать каркас крыши и узел опирания, подготовленный в сторонней САПР (Компас3D, Solidworks). Картинка будет правдоподобная, но рассчитать программа сможет только нагрузку от веса каркаса и расход материалов.

В программе можно выполнить расчет толщины стенки днища, при условии что сосуд стоит на фундаменте или на балочном поле?

Расчетные нормативы на сосуды и аппараты не предусматривают такого опирания. Для расчета емкостей, опирающихся всей поверхностью на фундамент, можно воспользоваться методикой для РВС (модуль «ПАССАТ-Резервуары»). Там есть требования по минимальной толщине как днища, так и примыкающей обечайки. При опирании днищем на балки необходим численный анализ методом конечных элементов (МКЭ) с оценкой напряжений по ГОСТ 34233.1 (п.8.10).

.