نام كتاب:

تحلیل تنش در سیستم‌های Piping با استفاده از نرم‌افزار CAESAR II

ناشر: انتشارات انديشه‌سرا (با ﻣﺴﺅوليت بهزاد پاكروح)

نویسندگان: مهندس محسن خورسند و مهندس علی کلبخانی

ویراستار:مهندس مهدی خورسند

 مشخصات ظاهري: 680ص وزيري

 

مقدمه

دنیای صنعتی امروز با شتاب بسیار چشمگیر به سوی آینده گام بر می­دارد و این شتاب را مرهون منابع تامین انرژی کره زمین و شکوفایی نیروی انسانی می­باشد. چرا که این نیروی انسانی است که با کشف، استخراج و فن­آوری منابع انرژی، شکوفایی صنعتی و رفاه بیشتر بشر را عرضه داشته است.

کشور ایران به عنوان یکی از بزرگترین منابع انرژی جهان محسوب می­شود. وجود منابع نفت و گاز و نیز معادن زیرزمینی فراوان، این ادعا را ثابت می­کند. بنابراین وظیفه ماست که با تبدیل این منابع انرژی خدادادی به انرژی­ها و محصولات صنعتی با ارزش­تر، ضمن شکر نعمتهای خداوند بزرگ، گامهای بزرگی در راستای ارتقا و پیشرفت صنعتی، اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور عزیزمان برداریم.

برای نیل به اهداف فوق، نیاز به طراحی و ساخت واحدهای صنعتی از قبیل پالایشگاهها، واحدهای پتروشیمی، نیروگاهها و نیز واحدهای فرآوری معدنی است.

هم اکنون در کشور، شرکتهای مهندسی مشاور زیادی در زمینه طراحی واحدهای فوق مشغول خدمت هستند. در این شرکتها، گروههای مهندسی از قبیل فرآیند، عمران، مکانیک، Piping، برق، ابزار دقیق، مواد و صنایع امور محوله در خصوص طراحی را انجام می­دهند. بخش مهندسی Piping، به عنوان یکی از مهمترین بخشها در زمینه طراحی و اجرا محسوب می­شود.

در اغلب شرکتهای طراحی، گروه مهندسی Piping به سه بخش طراحی (Design)، بخش مدلسازی (Modeling) و بخش تحلیل تنش و طراحی تکیه­گاه (Stress Analysis & Support Design) تقسیم می­شود.

کتاب حاضر ضمن آشنایی علاقمندان با مفاهیم کلی مهندسی Piping، به آنها نحوه  طراحی تکیه­گاه و نیز تحلیل تنش را در سیستمهای Piping با استفاده از نرم­افزار CAESAR II را می­آموزد.

کتاب حاضر مشتمل بر دو بخش تئوری طراحي تکیه­گاه، و تحلیل تنش در سیستمهای Piping با استفاده از نرم­افزار CAESAR II مي­باشد.

بخش اول شامل 6 فصل مي­باشد. در اين بخش با اصول کلي طراحي تکیه­گاه در سيستمهاي Piping  و نیز مدارک فنی مربوط به آن آشنا مي­شويد.

در بخش دوم که مشتمل بر 8 فصل مي­باشد، شما با نحوه تحلیل تنش در سیستم های Piping با استفاده از
نرم­افزار CAESAR II آشنا خواهيد شد. تئوری مربوط به این قسمت در بخش اول کتاب ارائه شده است. در عین حال بعضی از مسائل فنی و تکنیکی مرتبط با تحلیل تنش با استفاده از این نرم­افزار در این قسمت مورد بحث قرار گرفته است.

با توجه به حجم بالای کتاب، بعضی از فصول در كتاب ديگري قرار گرفته­اند که این كتاب نیز به زودی وارد بازار خواهد شد. در این جلد مباحثی از قبیل پروژه­های انجام شده با استفاده از تحلیلهای دینامیکی مختلف و نيز طراحي تكيه­گاه در سيستمهاي Piping غوطه­ور (Submerged) و مدفون (Buried) و نیز طراحی سازه با استفاده از نرم­افزار CAESAR II، گنجانده شده است.

                                     

                        

نرم­افزار CAESAR II

نرم­افزار CAESAR II رايج ترين ابزار براي طراحي مکانيکي سيستم­هاي Piping مي­باشد. این نرم­افزار به عنوان کاربردي­ترين برنامه در زمينهﻱ تحليل تنش سيستم­هاي Piping و اتصالات و نیز تجهيزات متصله شناخته شده است. سيستم­هاي Piping حامل سیالات دارای دماهای بالا، يک مشکل منحصر به فرد که وجود کرنش های حرارتی بالاست را براي مهندسين مکانيک به وجود مي­آورند.  اين سیستم ها بايد از طرفي به قدر کافي سخت باشند که بتوانند وزن و بارهاي وارده را تحمل کنند و از طرف ديگر به قدر کافي انعطاف پذير باشند که با جابه جايي­هاي حرارتي سازگار شوند. بارها، جابه جايي­ها و تنش­هاي اعمال شده به سيستم Piping، از طريق نرم­افزار CAESAR II مورد آناليز قرار مي­گيرند. براي کمک به اين طراحي، CAESAR II، خيلي از محدوديت­هاي مقرر شده براي اين سيستم­ها و يا تجهيزات وابسته به آن ها را، از طريق آناليز اعمال مي­کند. اين حدود رسما توسط کدهای Piping ( مثلا قسمت های مختلف کد ASME B31 )يا استانداردهای مربوط به ساخت تجهيزات مرتبط با Piping ( ازجمله API، NEMA  وEJMA) مشخص مي­شود.

نرم­افزار CAESAR II به تحليل حرارتي سيستم هاي  Pipingمحدود نشده است. چرا که اين نرم­افزار قابليت مدل­سازي و تحليل محدودهﻱ کاملي از بارهاي استاتيکي يا ديناميکي را که به سيستم اعمال مي شوند، داراست. این نرم­افزار نه تنها وسيله­اي براي طراحي سيستم هاي جديد است بلکه قادر به عيب­يابي و يا طراحي مجدد سيستم­هاي موجود نيز مي­باشد. در اين حالت مي­توان علت تخريب سيستم­هاي موجود را تشخيص داده و يا شدت شرايط عملکردي غيرمنتظره از جمله تقابل سيال و سيستم Piping و يا ارتعاش مکانيکي ايجاد شده به وسيله تجهيزات دوار را مورد ارزيابي قرار داد.

 

فهرست

فصل اول:  مدارك فني طراحي سيستمهاي Piping

مقدمه

دياگرام فرآيندي جريان (PFD)  

دياگرام Piping وابزاردقيق (P&ID)

ليست خطوط Piping (Pipeline List)         

مشخصه­هاي فني طراحي

جانمايي سيستم Piping  

نقشه­هاي طراحي سيستمهاي Piping

نقشه­هاي تركيبي و مدلهاي مقياس

نقشه­هاي آيزومتريك سيستم Piping

خطوط آيزومتريك تنش

كدها و استانداردهاي طراحي            

فصل دوم : بررسي ملزومات تنش در سيستمهاي Piping

مقدمه  

مباني تئوري كدهاي Piping

بارهاي موقتي و سطوح سرويس

پروژه­هاي كميته B31

فصل سوم : بارهاي وارده بر سيستمهاي Piping

مقدمه

بارهاي مستمر

بارهاي موقتي

بارهاي انبساطي 

تركيب بارگذاري

محاسبات كامپيوتري

فصل چهارم : انواع تكيه­گاه از نظر ساختاري در سيستم­هاي Piping

مقدمه

تكيه­گاههاي وزني

قيدهاي صلب

كمك­فنرها (Snubbers)  

نوسان­گيرها

صفحه­ستونها

قابهاي مقيدكننده چند لوله­اي

فصل پنجم:پروسه طراحي سيستمهاي تكيه­گاهي در  Piping

مقدمه

آماده­سازي اطلاعات لازم جهت طراحي سيستمهاي تكيه­گاهي

انتخاب موقعيت تكيه­گاههاي مربوط به سيستم Piping

نشان دادن تكيه­گاه در نقشه آيزومتريك

تحليل تنش سيستم Piping

تعيين بارهاي مورد نياز براي طراحي سيستم تكيه­گاهي

طراحي مفهومي

طراحي تفضيلي  

فصل ششم:طراحي اجزاء موجود در سيستمهاي تكيه­گاهي

مقدمه  

مقاومت مواد

تحليل تكيه­گاه   

بخش دوم   تحليل تنش در سيستمهاي Piping  با استفاده از نرم افزارCAESAR

فصل هفتم: مقدمه­اي بر نرم­افزار CAESAR II

مقدمه

كاربردهاي نرم­افزار

برتري CAESAR II نسبت به ساير بسته­هاي نرم­افزاري

مراحل عمليات تحليل تنش در نرم­افزار

ورود به نرم­افزار  CAESAR II  

عمليات پايه­اي       

مدلسازي سيستم Piping با استفاده از صفحه ورودي اطلاعات  

پروسه بررسي خطاهاي مدل  

ساخت حالت بارها

اجراي تحليل استاتيكي

بررسي نتايج حاصل از تحليل استاتيكي  

فصل هشتم :معرفي محيط نرم­افزار، منوها، فرمانها و توابع آن

منوي اصلي نرم­افزار

مدلسازي سيستم Piping با استفاده از صفحه ورودي اطلاعات

فرمانهاي صفحه Piping Input   

مدلساز سه­بعدي

فصل نهم : مدلسازي اتصالات سيستمهاي Piping

زانويي­ها  

قيدها (Restraints)

قلابها (hangers)  

فصل دهم : تحليل استاتيكي

پروسه بررسي خطاهای مدلسازی

ساخت حالت بارهاي استاتيکي

تعریف اطلاعات مربوط به بارگذاری ناشی از جریان باد   

مشخص کردن پارامترهاي هيدروديناميکي

اجراي تحليل استاتيکي

ورود به پروسه تحليل استاتيکي

فصل يازدهم : مباحث فنی در مدلسازی و تحلیل سیستمهای Piping

 کاربرد المان صلب

 عمل فنر سرد

مفاصل انبساطي 

الگوريتم طراحی قلاب

مدلسازي اثرات اصطکاک

سازگاري مسائل غيرخطي با ملزومات کد

بارهاي لرزه­اي استاتيکي   

بارهاي ناشي از باد

بارگذاري هيدروديناميکي (موج و جريان)

فصل دوازدهم : تحليل ديناميكي

مقدمه

قابليتهای تحليل ديناميکي در CAESAR II

مراحل اصلي در ورودي تحليل ديناميکي

بررسی پردازشگر ورودی تحليل ديناميکي

نوع تحليل (هارمونیک/طیفی/ مودال/ تاریخچه زمانی)

بارهای نوسانی (Pulsation Loads)              

تحلیل بار تخلیه شیر اطمینان فشار

انواع پروفیلها

پروفیلهای بار طیفهای پاسخ/ تاریخچه زمانی

ایجاد حالت بارهای طیفی/ تاریخچه زمانی

ترکیب نتایج حاصل از تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی

پارامترهای کنترل دینامیکی

بررسي اطلاعات ورودي بر اساس گروه تحليل

بازبيني و رفع ايرادها و اجراي تحلیل فايل  

انجام تحليل

پردازش خروجي تحليل ديناميکي  

فصل سيزدهم : مدلسازی و ارزيابي اجزاء Piping و تجهیزات

ارزيابي اجزاء و تجهيزات   

ضرايب تشدید تنش نقاط تقاطع

ضرايب تشدید تنش زانويي­ها

كد WRC 107  ( تنش هاي  مخزن)  

كد WRC Bulletin 297  

محاسبات تنش/ نشتي فلنج

استحکام باقيمانده خطوط لوله خورده شده، B31G

ارزيابي مفاصل انبساطي

بررسي فولاد سازه­اي – AISC

كد  NEMA SM23 ( توربين هاي بخار)

كد API 610  (پمپ هاي گريز از مرکز )

كدAPI 617   (كمپرسورهاي گريز از مرکز)

كدAPI 661   (مبدلهاي حرارتي هوايي)

انجمن استاندارد مبدلهاي حرارتي براي گرمكنهاي آب تغذيه بسته  

كد API 560  ( هيترهاي آتشي براي سرويسهاي پالايشگاهي)

فصل چهاردهم:مدلسازی، تحلیل استاتیکی و ارزیابی بارهای اعمالی به خط تخلیه پمپ

تعریف سیستم

تهيه نقشه

مدلسازی سیستم Piping

بررسي و بازبيني مدل سيستم

انجام تحلیل استاتیکی

بررسی نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی

گزارش نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی

ارزيابي بارهاي تخليه پمپ

ايجاد يك مدل دقيقتر 

محاسبات كد WRC297 تكميل شده در انتهاي پروسه بررسي خطا

بررسي بارهاي روي نازل

طراحي مجدد سيستم

بحث و نتيجه­گيري


برچسب‌ها: caesar ii
+ نوشته شده در شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 0:23 توسط معرفی کتاب |