应用PVElite应注意的问题..pdf
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1、1 PVElite简介 及 应用 2 PVElite 软件是由美国 COADE 工程软件公司编制的, 基本包含了设备设计中中常用 计算,涉及十几个国外标准规范,输入的数据多,多项选择的参数比较多,需要设计人在 计算时在多个选项中做出明确选择,而且这类参数对计算结果影响较大,为便于大家正确 理解和使用该软件,熟悉软件计算书,特将主要内容概括如下。 1软件使用的标准规范 1.1 基本元件计算规范 ASME VIII Division 1 ,2002 修订版。 PD5500,2000 版,仅限于管板、接管根部局部应力计算。 TEMA, Tublar Exchanger Manufacture s A
2、ssociation,1999年第 8 版, 仅限管板计算。 WRC 107,Welding Research Council Bulletin 1979版。 WRC 297,Welding Research Council Bulletin 1984版。 API 579 ,Local Thinning and General Metal Loss Level 1 and 2 evaluation。 1.2 风载计算规范 ASCE 7,American Society of Civil Engineers Standard 7 (formerly ANSI A58.1), 1993 版。 AS
3、CE 7 ,American Society of Civil Engineers Standard 7 (formerly ANSI A58.1), 1995 版。 UBC,Uniform Building Code,1994 版。 NBC,National Building Code of Canada,1990 版。 IS-875,Indias wind design code ,1987 版。 USER DEFINED,自定义风载数据。 1. 3 地震载荷计算规范 ASCE 7,American Society of Civil Engineers Standard 7 (former
4、ly ANSI A58.1), 1993 版。 ASCE 7,American Society of Civil Engineers Standard 7 (formerly ANSI A58.1), 3 1995 版。 UBC,Uniform Building Code, 1994 版。 NBC,National Building Code of Canada, 1990 版。 IS-1893 ,Indias seismic code,1984 版。 Response Spectrum Analysis。 14 包含的材料规范 ASME VIII Division 1 ,2002 修订版。
5、ASME VIII Division 2 ,2002 修订版。 PD5500 ,2000 版。 2PVElite 主要功能 可以按照 ASME VIII Division 1 、Division 2 、PD5500 规范,考虑静压力、静重量、 接管载荷、风和地震载荷对设备及元件进行强度计算。 21 立式容器 Vertical Vessel 可对裙座式、支褪式、支耳式立式容器进行计算。考虑各工况下,静压力、静重量、 接管载荷、风及地震载荷组合。 计算方法 :ASME VIII Division 1, 以上风载、地震规范,工业习惯计算法。 22 卧式容器 Horizontal Vessel 考虑压
6、力、风载、地震载荷,按照L.P.Zick 方法对容器鞍座处、中间部位、封头部 4 位的应力及加强圈的计算。 计算方法 :ASME VIII Division 1, L.P.Zick方法,工业习惯计算法。 23 壳体和封头 Shell and Head 包括圆筒体、椭圆封头、碟型封头、球封、锥形封头,锥形圆筒体、平封头。可以 计算所需厚度、最大许用压力、许用最低金属温度和外压加强圈。 计算方法 :ASME VIII Division 1, L.P.Zick方法,工业习惯计算法。 24 法兰 Flange 对以下几种法兰进行计算: 高颈法兰及整体法兰 任意式法兰 衬环法兰 圆形及非圆形平盖 TEM
7、A 中的管箱盖。 反向法兰 软件除可以考虑内外压外,还可以考虑外载荷(力和弯矩)的作用。 计算方法 :ASME VIII Division 1, L.P.Zick方法,工业习惯计算法。 5 25 接管 Nozzle 进行接管焊缝尺寸校核、开孔补强计算、失效路径分析。 计算公式按照: ASME Code Section VIII, Division 1 UG-37 至 UG-45 ,计算步骤见 图 UG-37.1 ,可以计算任何连接角度的接管,并能按照UCS-66 计算接管的 MDMT 。 26 浮头 Floating Head 按照 ASME Code Section VIII, Divisi
8、on 1 Appendix 1或 Soehre s 方法计算。 27 管板 Tubesheet 按照 TEMA 8 th Edition 和 PD 5500 进行各种管板厚度计算。 28 局部应力 Local Stress WRC 107/FEA 计算筒体或球壳上附件外载荷引起的局部应力,应力评定按照 ASME VIII Division 2 。 29 支耳/ 支腿/ 轴耳/ 吊耳 Leg/Lug/Trunnion/lifting lug 按照常用工业标准进行计算, 许用应力按 AISC 钢结构手册或 ASME 取值,还可以按 照 WRC107 计算局部应力。 210 基础板 Base Rin
9、g 按照中性轴法 (Neutral axis shift method) 或简化法 (Simplified method) 计算基础板 6 的厚度,还可以对连接在基础板上的吊耳进行计算。 211薄膨胀节 THIN JOINT 按照 ASME VIII Div. 1 Appendix 26 计算。 212厚膨胀节 THICK JOINT 适用于固定管板换热器中膨胀节的计算,不是按照EJMA(the Standard of the Expansion Joint Manufacture Association) 计算,而是按照 S.Kopp 和 M.F.Sayre 编写的 “Expansion J
10、oint for Heat-Exchanger” 。 213 ASME 管板 TUBESHEET 按照 ASME VIII Div. 1 Appendix AA 计算固定和 U 型管板。 214 半管 Half-Pipe 按照 ASME VIII Div. 1 Appendix EE 计算。 215大开孔 Large Opening 按照 ASME VIII Div. 1 Appendix 2 和 14 进行整体整体平盖大开孔计算。 216 方形容器 Rectangular Vessel 7 按照 ASME VIII Div. 1 Appendix 13 计算。 217局部应力计算 WRC 2
11、97/PD5500 Annex G 按照 WRC 297 或 PD5500 Annex G计算接管根部局部应力。 218 ASME 附录 Y中法兰类型 按照 ASME VIII Div. 1 Appendix Y计算。 219 管子及补强 PIPE&PAD 按照 ANSIB31.3(Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping Code) 计算。 3. 安装方法 4. 建立计算模型的步骤 4.1 建立模型前 , 首先根据项目工程规定对“Configuration”进行设定或选择 操作方法 :Tools/Configuration/Job Specif
12、ication Setup Parameters 4.1.1 “ Check The Items You Wish to be Active”中特别需要注意以下内容: (1)Round Thickness to nearest Nominal Size 该参数决定是否将计算厚度按照1mm 梯度进行圆整。如需圆整,则选该项。程序缺 8 省不进行圆整 . (2) Increase Blind Flange Thickness for Reinforcement 在平盖单个开孔补强计算中, 程序缺省不增加平盖的厚度, 如果需要增加平盖的厚度, 则选该项。 (3) Use OD as the basi
13、s for the shell Radius in Zick 程序按照 Zick 方法计算卧式容器时, 缺省采用容器内径ID 进行计算, 如果按照外径 OD 计算,则需要选择该项。 注意:用 ID 计算比用 OD 计算结果较保守。 (4) Do not use bolt correction factor 在 TEMA 及 PD5500 中,进行法兰及管板厚度计算时,如果螺栓间距大于许用螺栓间 距,则用修正系数乘以法兰弯矩进行法兰厚度计算;在ASME III 并未引入该修正系数, 所以在按照 ASME III 进行法兰的设计计算时,应选择不使用该参数。 缺省设置为使用修正系数进行计算修正。 (
14、5) Use Code Case 2260/2261 9 按照案例 Code Case 2260/2261 计算的椭圆和碟型封头厚度比按照UG-32 或附录 1 计算的厚度小。 程序缺省采用 ASME UG-32 或附录 1,不按照案例 Code Case 2260/2261 。 (6) Use EigenSolver 计算设备自震周期的方法不只一种, 程序包含了 Freese/Rayleigh-Ritz和 EigenSolver 两种计算方法。 传统上采用 Freese/Rayleigh-Ritz. 法对裙座自支撑设备进行的计算,可以满足工程的 要求,但对于非裙座自支撑的设备(如采用支耳、褪
15、式支座或中间裙座)的计算精度就较 差。 (7) Use Pre-99 Addenda Division 1 Onlg ASME 1999 年修订版中修改了按照division 1 设计的材料性能, 在一定程度上提高了 材料的许用应力值。程序附带两套材料性能数据库,如果采用99 年修订前的材料性能进 行计算,需要选择该项,缺省采用新的材料数据库。 (8) No MDMT Calculation 10 如果不需要计算 MDMT ,则选该项。 (9) No MAWP Calculation 如果不需要计算 MAWP ,则选该项。 (10) Use Bolt load instead of Bolt
16、Area times Bolt Allowable Stress 该项影响裙座基础板的计算, 采用 Bolt Area * Bolt Allowable Stress方法计算的基础 板/地脚螺栓 /盖板的厚度较采用Bolt load 方法的更保守。 4.1.2 “ Nozzle Analysis Directive “中特别需要注意以下内容: (1)No Corrosion on Inside Welds 一般不要选择该项。按ASME 要求,应该考虑内侧的腐蚀。 (2) Use AD-540.2 skech b and not sketch d for normal 该参数的选择取决于开孔补强
17、的结构形式,该项影响开孔补强计算中有效补强面积的 有效高度取值,应根据具体开孔补强结构选择, 详见 ASME VIII division 2 图 AD-542.1 。 (3) Compute Increased Nozzle Thickness 11 如选择该项 ,则接管的最小壁厚trn 除满足 ASME VIII division 1 UG-45的规定外,还 应符合以下要求: 如果公称直径 Nps 18 则 trn=max(OD/150 , 内压计算的壁厚 ) inch 注:ASME 中没有该要求,只是工业设计中一种做法,一般不选该项。 (4) Compute and Print Areas
18、 for Small Nozzles? 缺省为 :符合 ASME III UG-36不要求补强的条件时 ,不对其进行计算。如需要计算, 应选择该项。 (5) Compute Chord Length in Hillside Direction 该项选择对计算结果影响很小。 4.1.3 其他 (1)Allowable Tower Deflection(inchs per 100 feet) 塔计算中缺省的许用挠度为6 inchs/100 feet (1mm/200mm ) ,如果采用其他值,需 要输入指定的数值。 12 注意:不同的工程项目或不同设备有不同的要求,进行计算前,必须检查输入值是否
19、正确。 (2)Wind Shape Factor 如该值为“ 0” ,则程序计算该值;如果采用特别指定的数值,需要输入该参数。 (3)Oper. Nat. Fre(Hz), Empty Nat. Fre(Hz), Empty Nat. Fre(Hz) 指各工况下容器自震周期,如果为” 0” ,程序自动计算。一般不填,由程序计算。 (4)Material Database Year 对于 ASME VIII Division 1,程序附带多个版次的材料数据库,必须在输入数据建立模 型前完成该项的选择 . 该项共有三个选择 ,” Current ” ,” 1999” 和” 2000” 。 4.2
20、完成对 Configuration的设定或选择後 , 点击” Design Data ”输入容器数据 . 特别需要注意以下内容 : 4.2.1 容器总体数据 13 (1)Hydrotest Type 有四种选择 :UG99b,UG99c,UG99(35)和 No Hydro ,液压试验压力计算方法不同。 第一种 UG99b: 液压试验压力 = 1.3*MAWP *Sa/S 式中: MAWP: 最大许用工作压力。是指容器在正常操作位置上,在最高设计温度或最 低设计金属温度 MDMT 下,在容器顶部处,容器所允许承受的最大表压。该压力是按照容 器上各元件的有效厚度、最高设计温度或最低设计金属温度M
21、DMT 和相应温度下液柱静 压力各种载荷,按照ASME 各元件相应计算公式计算所的许用压力值。 S: 设计温度下,材料许用应力。 Sa: 液压试验温度下,材料许用应力。 第二种 UG99c: 液压试验压力 = 1.3*MAP Head(Hyd.) 14 式中: MAP:受压元件(壳体 /法兰/接管等)的最大许用压力。 Head(Hyd.): 该元件液压试验时,液柱静压头。 对于立式容器,如果液压试验位置为立式状态时,Head(Hyd.) = 元件到容器 顶部的距离 +容器顶部伸出高度( Projection from top ) 。 对于立式容器,如果液压试验位置为卧式状态时,Head(Hyd
22、.) = 容器最大直 径+容器顶部伸出高度(Projection from top)+容器低部伸出高度(Projection from Bottom ) 。 注意:一般较少采用该方法,如果采用该方法 ,必须计算出每个元件 /法兰的 MAP., 而且要求得到用户的同意,检验师有权要求设计人提供每个元件/法兰在液压条件下的计算 书. 第三种 UG99b(35): 液压试验压力 = 1.3*P *Sa/S 式中: P: 容器设计压力。 S: 设计温度下,材料许用应力。 Sa: 液压试验温度下,材料许用应力。 15 该形式为第一种的变通形式,按照 ASME VIII Division UG99 中 n
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