školenie firmy G-TEAM

CAESAR 2

OBSAH

úvod – prečo áno ako na to – nastavenie a základné funkcie

výpočtové moduly a palety nástrojov vstupné procesné dáta, materiály modelovanie trasy a napäťová analýza

kontrola nastavení programu customizácia prostredia

workflow pre konkrétny projekt import dát zadanie procesných, materiálových a ostatných

premenných výpočet, reporty a izometrie

Vaše rozhodnutie a možnosti

CAESAR 2 je riešenie pre komplexnú napäťovú analýzu potrubí podľa národných štandardov vrátane (EN 13 480-3)

najrozšírenejšie najpodporovanejšie najrešpektovanejšie

EN 13480 - definície

čo sa píše v manuáli

CAESAR II je softvér pre napäťovú analýzu vyvíjaný a predávaný firmou Intergraph CAS. Tento softwarový balík je silný inžiniersky nástroj pre návrh a analýzu potrubných systémov.

Používatelia programu CAESAR II vytvárajú model použitím jednoduchých valcov (rúr) a tvaroviek a definovaním záťažových podmienok pôsobiacich na systém.

Pre takto zadané vstupné dáta, CAESAR II poskytne výsledok vo forme posunutí, zaťažení (reakcií) a napätí v potrubnom systéme.

Následne CAESAR II porovná tieto výsledky s limitmy špecifikovanými zvolenou národnou normou (kódom).

čo sa píše v manuáli

CAESAR II sa najčastejšie používa pri návrhu nových potrubných systémov. Horúci potrubný systém predstavuje unikátny problém pre inžiniersku prax. Veľké dilatácie potrubia musia byť absorbované podperami a pripojenými zariadeniami. Potrubný systém musí byť dostatočne tuhý na to, aby preniesol svoju vlastnú váhu a zároveň dostatočne pružný, aby zvládal dilatácie vplyvom tepla.

CAESAR II analýzou odhadne zaťaženia, posunutia a napätia. CAESAR II zohľadňuje veľa okrajových podmienok pre

potrubia a zariadenia, ktoré sú špecifikované v inžinierskych odporúčaniach - kódoch (ako je ASME B31 komisia, ASME Section VIII, a Welding Research Council) alebo v návodoch a odporúčaniach výrobcov potrubných komponentov(API, NEMA, alebo EJMA).

čo sa píše v manuáli

CAESAR II nie je obmedzený len na teplotnú analýzu potrubných systémov.

CAESAR II má tiež možnosti modelovania a analyzovania obrovského množstva statických a dynamických zaťažení, ktorým môže byť systém vystavený.

CAESAR II preto nie je len riešením pre nové systémy ale vhodný aj na riešenie a prípadné redesignovanie existujúcich systémov. Vie určiť príčinu poškodenia, alebo zhodnotiť závažnosť neočakávaných prevádzkových podmienok ako je interakcia média v systéme alebo mechanických vibrácií od rotačných strojov.

kďe hľadať pomoc

C:\Program Files (x86)\Intergraph CAS\CAESAR II 5.30\C2_Docu CAESAR II 2011 Quick Reference Guide

základný prehľad rovníc národných kódov CAESAR II 2011 User Guide

inštalácia, prehľad modulov, modelovanie, analýzy CAESAR II 2011 Applications Guide

podrobné možnosti modelovania komponentov, príklady CAESAR II 2011 Technical Reference Manual

technický komentár ku konfigurácii, modelovaniu a dynamike

www.coade.com Caesar 2 - discussion forum

čo sa píše v manuáli

1. User Guide popisuje základné funkcie a flow rutinných operácií. Poskytuje prehľad o možnostiach programu a uvádza užívateľa do možností modelovania, analýzy a výstupu. Je považovaný za generálnu mapu. Tento dokument je prvotný zdroj informácií.

2. Technical Reference Manual vysvetľuje funkciu vstupných a výstupných dát pre každý modul programu. Tento manuál tiež objasňuje veľa teórie, na ktorej je postavené fungovanie programu. Je nadstavbou pre User Guide.

3. Application Guide poskytuje príklady ako používať CAESAR II, ktoré ilustrujú metódy modelovania jednotlivých potrubných komponentov ako aj celého potrubného systému a analýz tohto modelu. Je v skratke návod “Ako to urobiť..”.

4. Quick Reference Guide poskytuje najmä prehľad o aktuálnej (nainštalovanej) verzii a technických zmenách.

ako na to? začať s user guide

START CAESAR II (Chapter 4) GENERATE INPUT (Chapter 5) PERFORM ERROR CHECKING (Chapter 6) BUILD LOAD CASES (Chapter 6) EXECUTE STATIC ANALYSIS (Chapter 6) REVIEW OUTPUT (Chapter 7)

START CAESAR II

kontrola nastavení programu

kontrola nastavení programu

kontrola nastavení programu

kontrola nastavení programu

kontrola nastavení programu

kontrola nastavení programu

kontrola nastavení programu

GENERATE INPUT

materiály (17+2+1+1+79)

definovanie odbočiek

definovanie uložení

PERFORM ERROR CHECKING

BUILD LOAD CASES

EXECUTE STATIC ANALYSIS

REVIEW OUTPUT - grafika

REVIEW OUTPUT - forces

REVIEW OUTPUT - stress

REVIEW OUTPUT - nozzle check

REVIEW OUTPUT - izometrie

praktické ukážky

1 input list/zadávanie, pre 5.XX 2 tool bars customization/úprava paliet nástrojov, pre 5.XX 3 bend/oblúky 4 reductions/redukcie 5 loop/U-kompenzátor 6 graphical input/zrkadlenie 7 input error check/kontrola chýb 8 load case/napäťové stavy 9 basic isogen export/základné generovanie izometrií 10 stress isometric/izometrie podrobnejšie 11 custom reports/vlastné správy 12 model graphics/nastavenie grafiky 13 multinet users viewlet/zosieťovanie viacerých užívateľov

ostatné výpočtové moduly

dynamická analýza - moduly

dynamická analýza - zadanie

dynamická analýza - obecne

The dynamic analysis capabilities found in CAESAR II include natural frequency calculations, harmonic analysis, response spectrum analysis, and time history analysis.

The dynamic techniques employed by CAESAR II require strict linearity in the piping and structural systems. Dynamic responses associated with nonlinear effects are not addressed. An example of a nonlinear effect is slapping, such as when a pipe lifts off the rack at one moment and impacts the rack the next.

dynamická analýza - typy

Modal – vlastné frekvencie Harmonic – harmonické budenie Earthquake (Spectrum) – seizmicita (na zákl. spektier

odozvy) Relief Loads (Spectrum) – seizmicita (force-time profile) Water Hammer/Slug Flow (Spectrum) – rázy v potrubí Time History – analýza pohybu vybraných vibrujúcivh

uzlov

dynamická analýza

Natural frequency information can indicate the tendency of a piping system to respond to dynamic loads. A system’s modal natural frequencies typically should not be too close to equipment operating frequencies and, as a general rule, higher natural frequencies usually cause less trouble than low natural frequencies.

CAESAR II provides both calculation of a system’s modal natural frequencies, as well as animated plots of the associated mode shapes.

dynamická analýza

CAESAR II also provides for the analysis of dynamic loads that are cyclic in nature. Applications of harmonic analyses include fluid pulsation in reciprocating pump lines or vibration due to rotating equipment. These loads are modeled as concentrated forces or displacements at one or more points in the system. To provide the proper phase relationship between multiple loads a phase angle can also be associated with these forces or displacements.

Harmonic responses represent the maximum dynamic amplitude the piping system undergoes and have the same form as a static analysis - node deflections and rotations, local forces and moments, restraint loads, and stresses.

dynamická analýza

The third type of dynamic analysis available in CAESAR II is the response spectrum method. The response spectrum method allows an impulse type transient event to be characterized by a response vs. frequency spectra. Each mode of vibration of the piping system is related to one response on the spectrum.

These modal responses are summed together to produce the total system response.

The stresses for these analyses, summed with the sustained stresses, should be compared to the occasional stress allowables defined by the piping code.

dynamická analýza

The fourth type of dynamic analysis is time history analysis. This is one of the most accurate methods, in that it uses numeric integration of the dynamic equation of motion to simulate the system response throughout the load duration.

CAESAR II’s Time History Analysis method can solve any type of dynamic loading, but due to its exact solution, requires more resources (memory, calculation speed and time) than other methods.

Therefore, it may not pay to use this method when, for example the spectrum method offers sufficient accuracy.

structural steel modeler

underground pipe modeler

SIF – stress intensification factor

analytical tool to evaluate the vessel stresses in the immediate vicinity of a nozzle - this method to computes the stresses at both the inner and outer surfaces of the vessel wall, and report the stresses in the longitudinal and circumferential axes of the vessel/nozzle intersection.

WRC 107/297

Leakage is a function of the relative stiffnesses of the flange, gasket and bolting. ASME Section VIII ANSI B16.5 Rating Tables

flange leakage/stress calculations

The B31G criterion provides a methodology whereby corroded pipelines can be evaluated to determine when specific pipe segments must be replaced.

remaining strength of corroded pipelines B31G

CAESAR II provides a computation module which computes a limit for the total displacement per corrugation of an expansion joint. According to EJMA (Expansion Joint Manufacturers Association)

expansion joint rating

American Institute of Steel Construction code check uses the forces and moments at the ends of the structural members, computes stresses, and allowables, and determines a unity check value.

structural steel checks - AISC

Each individual suction, discharge, and extraction nozzle must satisfy the equation:

3F + M < 500De

NEMA SM23 (steam turbines)

API 610 (centrifugal pumps)

API 617 (centrifugal compressors)

API 661 (air cooled heat exchangers)

method for evaluating the allowable loads on shell type heat exchanger nozzles

Section 3.14 of the HEI bulletin discusses

Heat Exchange Institute Standard For Closed Feedwater Heaters

method for evaluating the allowable loads on Fired Heaters

API 560 (Fired Heaters for General Refinery Services)

ostatné utility

Using the PCF Interface

ďakujem