طراحی مخازن تحت فشار بر اساس استاندارد ASME Sec. VIII و PVElite

مخازن تحت فشار جزء لاینفک صنایع فرایندی می­ باشند، از صنایع غذایی گرفته تا نفت و گاز، صنایع هسته­ ای و … . هر جا که سیالی نیاز به ذخیره سازی دارد یا می بایست روی آن کار فرآیندی انجام شود، استفاده از مخازن اجتناب ناپذیر است. در گذشته  نه چندان دور، برای مهندسان چاره­ای جز استفاده از ابزارهای سنتی طراحی و مراجعه­ های مکرر و خسته کننده به استانداردهای طراحی نبود. اما با گسترش روزافزون علوم کامپیوتری، دیگر نیازی به استفاده از ابزارهای سنتی طراحی حس نمی­ شد، هر چند که تسلط بر استاندارهای طراحی و مراجعه به آنها به عنوان منبع اصلی طراحی، هیچگاه و در هیچ زمانی کنار گذاشته نشد.

یکی از مهم­ ترین و پرکاربرد ترین نرم افزار های طراحی مخازن تحت فشار، نرم افزار PV ELITE  می­باشد که برای اولین بار توسط شرکت COADE به بازار ارائه گردید. این نرم افزار با توجه به ویژگی ­هایی نظیر کارکرد آسان، استفاده از استانداردهای طراحی مخازن، امکان انتخاب استاندارد طراحی مورد نظر توسط کاربر و ارائه گزارش جامع و کامل از روند طراحی و محاسبات مربوط به مخازن مورد توجه بسیاری از مهندسان قرار گرفت.

هدف اصلی از ارائه پکیج آموزشی حاضر در این مدیادرس ، آموزش نحوه مدل سازی مخازن در نرم افزار PVELITE می­باشد. به منظور برقراری ارتباط راحت­ تر با نرم­ افزار می­ بایست که آشنایی کافی با مخازن، اجزای آنها و استانداردهای طراحی داشت. به عبارت دیگر بدون داشتن اطلاعات کافی در این زمینه، بکارگیری نرم افزار و کار با آیکون های متعدد آن با مشکل همراه خواهد بود. به همین منظور سعی شده که پکیج حاضر در چهار فصل ارائه شود. سه فصل اول آن شامل ارائه مطالبی در زمینه مخازن و استاندارهای طراحی می­باشد و فصل چهارم به نحوه مدل سازی مخازن در نرم افزار PVELITE اختصاص یافته است.

فهرست سرفصل ها مطرح شده در آموزش طراحی مخازن تحت فشار بر اساس استاندارد ASME Sec. VIII و PVElite ، در ادامه آمده است:

فصل ۱) آشنایی با مخازن و اجزای آنها 

• تعریف مخازن
• تقسیم بندی انواع مخزن
• چرا مخازن، کروی یا استوانه­ای هستند؟
• معرفی اجزای مختلف مخازن
  • پوسته یا Shell و آشنایی و فرایندهای ساخت آن
  • انواع سرپوش یا Head
    • سرپوش­های کروی، Hemispherical Head
    • سرپوش­های بیضوی، Elliptical Head
    • سرپوش­های شبه کروی، Torispherical Head
    • سرپوش­های مخروطی، Conical Head
    • سرپوش­های تخت، Flat Head
  • معرفی انواع تکیه ­گاه
    • تکیه­ گاه دامنی، Skirt Support
    • تکیه­ گاه دسته­ای، Lug Support
    • تکیه­ گاه پایه­ای، Leg Support
    • تکیه­ گاه­ های تیر گون، Beam Support
    • تکیه­ گاه­ های رینگی، Ring Support
    • تکیه­ گاه­ های زینی، Saddle Support
  • رینگ­های تقویتی
  • نازل­ها
  • فلنج­ و انواع آن
  • دریچه بازدید، Manhole
  • نربان و پلتفرم، Ladder & Platform
  • گوشواره، Lifting Lug
  • عایق، Insulation
  • آستر، Lining
  • شیر اطمینان، Safety Valve

 فصل ۲) آشنایی با استاندارد ASME SEC VIII, DIV1

• تعرف استانداردها و معرفی آنها
• تاریخچه استاندارد ASME
• آشنایی با بخش­های مختلف استاندارد ASME
• معرفی استاندارد ASME Sec8
• معرفی بخش­های مختلف استاندارد ASME Sec8 Div1
• رابطه محاسبه تنش در پوسته مخازن با استفاده از تئوری­های پوسته
• تنش در پوسته­های استوانه­ای
• تنش در پوسته­های کروی
• رابطه محاسبه ضخامت پوست­ها
• تعریف انواع فشار در ASME
• تعریف تنش مجاز، Allowable Stress
• تقسیم­بندی خطوط جوشکاری روی مخازن
• تعریف ضریب بازده اتصالات، Joint Efficiency
• تعریف ضریب خوردگی
• ارائه الگوریتم محاسبه ضخامت مخازن استوانه­ای
• مثال عددی محاسبه ضخامت یک مخزن افقی
• تست هیدرواستاتیک مخازن
• روش انجام تست هیدرواستاتیک
• تعریف سوراخ پد، Telltale Hole

فصل ۳) آشنایی با استاندارد ASME SEC VIII, DIV2

• معرفی استاندارد ASME SEC8 div2
• آشنایی با روش زیک در تحلیل مخازن افقی روی دو تکیه ­گاه زینی
• ترسیمه آزاد نیرویی روی مخزن
• نمودار گشتاور خمشی و نیروی برشی
• تنش­های خمشی در وسط مخزن و محل تکیه­ گاه ­ها
• تنش­های برشی روی مخزن
• تقویت شدگی روی مخزن
• روابط تنش­های برشی در حالت­ های مختلف مخزن
• تنش محیطی در مخزن
• ارائه الگوریتم طراحی مخازن افقی روی تکیه ­گاه ­های زینی

فصل ۴) روش مدل­سازی مخازن در نرم افزار PVELITE

• بخش اول: آشنایی با منوهای نرم ­افزار
• بخش دوم: مدل سازی المان­های اصلی
  • مدل­سازی پوسته­ های استوانه ای
  • مدل­سازی انواع سرپوش: کروی، بیضوی، شبه کروی و تخت
  • مدل­سازی پوسته­ های مخروطی
  • مدل­سازی تکیه­ گاه ­های skirt
• بخش سوم: مدل سازی المان های فرعی
  • مدل­سازی رینگ­های تقویتی
  • مدل­سازی نازل­ها
  • مدل­سازی تکیه­ گاه­ های Lug
  • مدل­سازی تکیه­ گاه­ های Leg
  • مدل­سازی پلتفرم و نردبان
  • مدل­سازی سینی­ها
  • مدل سازی عایق­ها
  • مدل­سازی آستر
  • مدل­سازی مایعات درون مخازن
  • مدل­سازی نیروهای وزنی روی مخازن
  • مدل­سازی Half Jacket
  • مدل سازی گوشواره ها
  • مدل سازی Packing
  • مدل­سازی تکیه­ گاه­ های زینی