Co je CAESAR II?
CAESAR II vyhodnocuje strukturální odezvy a napětí potrubních systémů podle mezinárodních norem a standardů. Je průmyslovým standardem pro analýzu napětí potrubí, se kterým jsou porovnávána všechna ostatní řešení.
CAESAR II umožňuje rychlou a přesnou analýzu potrubních systémů vystavených široké škále zatížení (včetně hmotnosti, tlaku, teplotních vlivů, seismických účinků a dalších statických i dynamických podmínek) podle více než třiceti osmi mezinárodních potrubních norem a mnoha environmentálních a technických směrnic.
Proč používat CAESAR II?
CAESAR II se používá z různých důvodů, ale především proto, že vlastníci a provozovatelé vyžadují jeho použití pro ověření, zda potrubí navržené pro jejich zařízení bude po uvedení do provozu fungovat spolehlivě a bezpečně. CAESAR II je obvykle vyžadován díky své vyspělosti, přesnosti výpočtů a schopnosti pokrýt analytické požadavky mnoha různých projektů v různých průmyslových odvětvích. Zajišťuje, že potrubí je certifikováno v souladu s projektovými předpisy a normami, které platí kdekoli na světě, kde se průmyslová zařízení nacházejí.
CAESAR II umožňuje rychlou a přesnou analýzu potrubních systémů vystavených široké škále zatížení (včetně hmotnosti, tlaku, teplotních vlivů, seismických účinků a dalších statických i dynamických podmínek) podle více než třiceti osmi mezinárodních potrubních norem a mnoha environmentálních a technických směrnic.
Kdo používá CAESAR II?
CAESAR II je uznávaný softwarový nástroj pro analýzu napětí potrubí. Široce jej využívají inženýři a projektanti k posouzení strukturální odezvy potrubních systémů na různé zatížení a k zajištění jejich bezpečnosti, shody s normami a spolehlivosti.
EPC společnosti a vlastníci/provozovatelé po celém světě používají CAESAR II k analýze potrubních systémů v rámci svých offshore i onshore projektů.
Obsluhovaná odvětví:
- Ropa a plyn
- Petrochemie
- Chemický průmysl
- Farmacie
- Potravinářství a nápoje
- Vodní hospodářství
- Energetika – jaderná / nejaderná
- Těžba
- Polovodiče
- Lodní průmysl
- Služby a utility
- Infrastruktura / AEC / BIM
Renomovaný software:
- Software mezinárodně uznávaný EPC společnostmi, provozovateli zařízení a notifikovanými orgány.
Komplexní analýza napětí potrubí:
- Statická a dynamická analýza: CAESAR II umožňuje uživatelům provádět jak statické, tak dynamické analýzy napětí, přičemž zohledňuje širokou škálu zatěžovacích stavů, včetně tepelné roztažnosti, tlaku, seizmických účinků, větru a dalších dynamických sil. Tento komplexní přístup zajišťuje, že jsou vyhodnoceny všechny kritické aspekty napětí potrubí.
- Nelineární analýza: Software podporuje nelineární analýzu, která bere v úvahu velké posuny, nelineární omezení a další složité chování potrubních systémů. Tato schopnost umožňuje přesnější modelování reálných podmínek.
Shoda s mezinárodními normami:
- Podpora norem: CAESAR II podporuje širokou škálu mezinárodních potrubních předpisů a norem, včetně ASME, ISO, EN, B31.1, B31.3 a mnoha dalších. To zajišťuje, že návrhy splňují regulační a bezpečnostní požadavky specifické pro různé regiony a průmyslová odvětví.
- Automatická kontrola shody s normami: Software automaticky ověřuje shodu s normami a poskytuje inženýrům přehled o úrovních napětí, přípustných mezích a možných rizikových oblastech.
Uživatelsky přívětivé rozhraní:
- Intuitivní prostředí pro modelování: CAESAR II nabízí uživatelsky přívětivé rozhraní, které zjednodušuje proces modelování. Inženýři mohou rychle vytvářet modely pomocí grafického zadávání, čímž se zkracuje doba zaučení a zvyšuje efektivita.
- 3D vizualizace: Software poskytuje možnosti 3D vizualizace, které umožňují uživatelům zobrazovat a interaktivně prohlížet potrubní modely. Tento vizuální přístup usnadňuje pochopení složitých konfigurací potrubí a identifikaci možných problémů. Hodnocení výsledků analýzy napětí je zjednodušeno díky moderní grafice, která je vysoce výkonná a pohotová během tvorby, úprav i prohlížení modelu. Grafická animace výsledků podporuje rozhodování a řešení problémů.
Pokročilé modelování zatížení a podpor:
- Flexibilní modelování zatížení: CAESAR II umožňuje modelovat různé typy zatížení, včetně teplotního, tlakové zátěže, vlastní hmotnosti, užitného zatížení a příležitostných zátěží. Uživatelé mohou definovat zatěžovací případy a jejich kombinace, aby přesně simulovali reálné podmínky. Komplexní definice zatěžovacích případů je podporována speciálním editorem, který zajišťuje, že všechny podmínky, kterým je potrubí vystaveno, jsou zohledněny a vyhodnoceny.
- Možnosti podpor a omezovačů: Software nabízí širokou škálu typů podpor a omezovacích prvků, včetně pružinových závěsů, tlumičů rázů a kotev. Inženýři mohou tyto prvky modelovat tak, aby odrážely skutečné podmínky podpory a optimalizovali návrh.
Integrace s jiným softwarem:
- Interoperabilita: CAESAR II se hladce integruje s dalšími produkty Hexagon, což usnadňuje výměnu dat a spolupráci mezi různými obory. Obousměrná integrace s CADWorx Plant Professional snižuje riziko chyb a nákladného opakování mezi návrhem potrubí a analýzou napětí, zvyšuje efektivitu pracovního postupu a minimalizuje duplicitní zadávání dat.
- Import/Export dat: Software podporuje import a export dat z různých CAD a inženýrských softwarů, což umožňuje snadný přenos dat a spolupráci s ostatními týmy a zainteresovanými stranami. Pokročilé rozhraní PCF umožňuje import modelů potrubí z různých systémů pro návrh potrubí a provozních zařízení.
- Integrace s GT STRUDL: Možná prostřednictvím CIMSTEEL CIS/2 nebo GT STRUDL .GTI, umožňuje sdílení informací o zatížení, post-analýzu a zajišťuje, že skupiny pro analýzu potrubí a civilní/strukturní skupiny spolupracují bez duplicitních informací a práce.
Podrobné reporty a dokumentace:
- Komplexní reporty: CAESAR II generuje detailní reporty, které zahrnují výsledky analýzy napětí, zatěžovací případy, průhyby, síly v podpěrách a další kritická data. Tyto reporty jsou nezbytné pro dokumentaci, kontrolu a ověřování souladu s normami.
- Přizpůsobitelný výstup: Uživatelé si mohou přizpůsobit formát reportů a výstup tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům projektu nebo klienta, což zajišťuje jasnou komunikaci výsledků analýzy.
Optimalizace návrhu:
- Iterativní návrh: Inženýři mohou provádět iterativní analýzy návrhu, aby optimalizovali potrubní systémy z hlediska nákladů, hmotnosti a výkonu. Úpravou parametrů a opětovným spuštěním analýzy mohou uživatelé nalézt nejefektivnější řešení. Vestavěný nástroj Loop Wizard automatizuje a optimalizuje návrhy expanzních smyček, čímž šetří čas a materiálové náklady.
- Analýza vibrací: CAESAR II umožňuje provádět analýzu vibrací, která pomáhá inženýrům pochopit, jak změny parametrů ovlivňují chování systému, a identifikovat kritické faktory při rozhodování o návrhu.
Přesná simulace reálných podmínek:
- Vliv teploty a tlaku: Software přesně modeluje vlivy teploty a tlaku na potrubní systémy, zahrnující teplotní roztažnost, smrštění a napětí způsobené tlakem.
- Analýza vibrací a únavy materiálu: CAESAR II dokáže vyhodnotit účinky vibrací a životnost proti únavě materiálu, což pomáhá předcházet selháním způsobeným cyklickým zatížením a dynamickými silami.
- Začlenění potrubního kódu B31J: Snižuje čas potřebný pro návrh a analýzu potrubí a především náklady na výstavbu a údržbu během životního cyklu.
- Podpora návrhu: Data o zatížení přírub pro analýzu připojení zařízení podle EN-1591 a dalších standardů.
- Vestavěná kontrola chyb: Analýzu lze provést pouze tehdy, jsou-li potrubní modely a data kompletně a přesně definovány; v opačném případě CAESAR II hlásí chyby a určuje, co chybí a co je třeba opravit, než analýza může pokračovat.
Pokročilé modelování materiálů:
- Knihovny materiálů: CAESAR II obsahuje rozsáhlé knihovny materiálů s údaji o vlastnostech materiálů, včetně teplotně závislých vlastností. Inženýři mohou vybírat vhodné materiály pro své návrhy nebo definovat vlastní materiály podle potřeby.
- Tečení materiálu (Creep): Software zohledňuje účinky tečení materiálu, zejména u aplikací při vysokých teplotách, čímž zajišťuje dlouhodobou spolehlivost a bezpečnost.
Průmyslové aplikace:
- Ropa a plyn: CAESAR II je široce využíván v ropném a plynárenském průmyslu pro navrhování a analýzu složitých potrubních systémů v rafineriích, petrochemických závodech a na offshore plošinách.
- Výroba energie: Software je nezbytný pro analýzu potrubních systémů v elektrárnách, zajišťující bezpečný provoz za podmínek vysokého tlaku a vysoké teploty.
- Chemický a procesní průmysl: CAESAR II podporuje analýzu potrubních systémů v chemických závodech, farmaceutických zařízeních a dalších procesních odvětvích, kde jsou klíčové bezpečnost a spolehlivost.
Zajištění kvality a dodržování průmyslových předpisů:
- Přísný program zajištění kvality v souladu s normou ASME NQA-1, povinnou v jaderném průmyslu.
Školení a podpora:
- Technická podpora: Hexagon poskytuje komplexní technickou podporu pro pomoc uživatelům při řešení problémů, aktualizacích softwaru a sdílení osvědčených postupů, což zajišťuje, že týmy mohou plně využít možnosti softwaru.
- Školící materiály: Uživatelé mají přístup k různým školícím materiálům, včetně webinářů, tutoriálů a dokumentace, aby mohli maximálně využít výhod CAESAR II. K dispozici je také bezplatné eLearning školení prostřednictvím Hexagon University.
CAESAR II nabízí robustní sadu funkcí a výhod pro analýzu namáhání potrubí, což z něj činí neocenitelný nástroj pro inženýry a projektanty v různých odvětvích. Jeho schopnosti při analýze statických i dynamických zatížení, zajištění souladu s normami a optimalizaci návrhů přispívají k bezpečnějším, efektivnějším a spolehlivějším potrubním systémům.
- Statická analýza
- Dynamická analýza
- Intuitivní tvorba modelu pro analýzu
- Nástroje a průvodci pro návrh
- Načítání a prohlížení modelu závodu
- Komplexní kontrola chyb
- Robustní definice zatěžovacích případů
- Uživatelsky definovatelné reporty
- Analýza větru a vln
- Seismická analýza a analýza usazení podpěr
- Podpora mezinárodních norem potrubí
- Podpora více vydání norem
ASME B31J – SIFy a pružnosti - Konstrukce pružinových závěsů s třením
- Rozsáhlé databáze materiálů
- Databáze oceli a modelování
- Databáze expanzních spojek
- Návrh závěsů a databáze
- Analýza FRP/GRP – sklolaminát podle BS 7159 nebo ISO 14692
- Obousměrná integrace s Intergraph Smart® 3D a CADWorx Plant Professional
- Export výsledků do Microsoft® Excel®, Word a MDB souboru
Modelování potrubních systémů
Analýza potrubních systémů, často nacházející se na kritické cestě projektu, musí být prováděna rychle a zároveň spolehlivě. CAESAR II nabízí různé funkce, které analytikům umožňují rychle a přesně vytvářet uzlové modely, čímž pomáhají udržet projektové harmonogramy na správné cestě.
Průvodce expanzní smyčkou
Přidání expanzní smyčky je běžným řešením pro snížení vysokého napětí nebo zatížení v potrubním systému. CAESAR II nabízí nástroje k určení nejvhodnějšího umístění smyčky a k výpočtu potřebné velikosti. CAESAR II může využít CAD model k rychlému nalezení vhodného místa pro smyčku, čímž se snižuje potřeba opakované analýzy a návrhu. Průvodce smyčkou (Loop Wizard) může automaticky navrhnout expanzní smyčku na základě cílové hodnoty a dostupného prostoru.
Analýza přírub podle EN1591
Norma EN-1591 je výpočtová metoda pro šroubované, těsněné, kruhové přírubové spoje, která zajišťuje strukturální integritu a těsnost proti úniku. Jedná se o podrobnou a moderní normu, která poskytuje vyšší přesnost než metoda Taylor Forge, umožňující významné snížení tloušťky přírub a velikosti šroubů až o 50 % nebo více.
Průvodce dilatačními členy
Začlenění dilatačního členu do modelu analýzy potrubí může být náročné. Uživatel musí pečlivě definovat nejen samotný člen, ale také všechny potřebné táhla a zajistit, aby bylo vše správně propojeno tak, aby byly umožněny odpovídající stupně volnosti. Správné pružnosti dilatačního členu musí být rovněž specifikovány podle katalogu výrobce. Modulu Expansion Joint Modeller v CAESAR II tento proces zjednodušuje tím, že automaticky vytváří model s přesnými pružnostmi a propojeními, včetně táhel.
Návrh závěsů a databáze
Pružinové závěsy jsou klíčové pro podpírání potrubního systému při vyrovnávání vertikálních posunů. CAESAR II umožňuje uživatelům vybírat ze třiceti osmi katalogů výrobců závěsů, aby podporovali svůj potrubní systém a vyrovnávali vertikální posuny. CAESAR II pak automaticky vybere vhodný závěs na základě zatížení a pohybu v místě závěsu, jak určí uživatel.
Seismický průvodce
Potrubní systémy v oblastech náchylných k zemětřesení musí být navrženy tak, aby odolaly seizmickým zatížením. Naštěstí umožňuje CAESAR II uživatelům snadno aplikovat mapovaná zrychlení na jejich modely jako vhodně upravená rovnoměrná g-zatížení a využít statickou seizmickou metodu. Tento proces lze dokončit s minimálními vstupy a během několika sekund.
Komplexní kontrola chyb
CAESAR II obsahuje komplexní kontrolu chyb, která byla vylepšována po mnoho let. Tento kontrolor prověřuje vstupy uživatele a poskytuje pokyny, aby pomohl, pokud je v zadání identifikováno něco neočekávaného nebo nedefinovaného.
Editor zatížení
Specifikace všech potřebných případů zatížení platných pro daný návrhový scénář je klíčovou součástí celého procesu analýzy. CAESAR II šetří čas tím, že navrhuje použitelné případy zatížení a nabízí funkce, které usnadňují práci s komplexními případy zatížení.
Generování zpráv
Po dokončení analýzy je často nutné sdílet výsledky s dalšími účastníky projektu. CAESAR II umožňuje uživatelům snadno exportovat výsledky analýzy do populárních formátů, jako jsou MS Word nebo Excel.
Izometrie napětí
Stresový izometrický výkres je užitečným doplňkem každé zprávy, ale jeho ruční anotace může být časově náročná a náchylná k chybám. Pomocí Isogenu, který je nedílnou součástí CAESAR II, lze přesné izometrické výkresy snadno a rychle vytvořit jen několika kliknutími. Stačí zadat požadované informace a Isogen se postará o zbytek, čímž se eliminuje riziko chyb a zároveň šetří čas.
Dynamická, modální analýza
Přirozené frekvence potrubního systému by měly být vypočítány ke snížení rizika problémů s vibracemi, které mohou způsobit únavové selhání. Příliš nízká první přirozená frekvence může znamenat, že potrubí je snadno excitováno a je tedy náchylnější k vibracím. Nejlepší postupy doporučují nejnižší přirozenou frekvenci minimálně 4 až 5 Hz. Podobně přirozená frekvence potrubního systému, která je blízká frekvenci např. zdvihového zařízení, může také způsobit problémy a vést k rezonanci a selhání. CAESAR II poskytuje modální analýzu pro výpočet přirozených frekvencí a souvisejících tvarů režimů potrubního systému. Spuštění modální analýzy a kontrola přirozených frekvencí a animací souvisejících s tvary režimů je snadno proveditelné pomocí CAESAR II.
Integrace analýzy potrubí s CADWorx Plant Professional
Proces vytváření modelu pro analýzu napětí potrubí může být pro analytiky časově náročný, protože často vyžaduje ruční rekonstruování modelu z izometrických výkresů. CADWorx a CAESAR II mohou tento proces zefektivnit digitálním přenosem dat potrubí z návrhového modelu pro vytvoření analytického modelu. Vlastnosti pro analýzu mohou být rovněž přeneseny z CADWorx do CAESAR II, což šetří čas a úsilí analytika. Proces lze dále zefektivnit při úpravách tím, že se odkazuje na návrhový model v analytickém prostředí a změny se zpětně předávají návrháři importem modelu CAESAR II do CADWorx. To zajišťuje, že potrubí konečně vydané pro výstavbu odpovídá tomu, co bylo analyzováno.
Integrace analýzy potrubí se Smart 3D
Nejpracnější částí provádění analýzy napětí potrubí je často samotné vytvoření modelu, které obvykle zahrnuje jeho ruční rekonstruování z izometrických výkresů. Tento proces lze zjednodušit digitálním přenosem dat z návrhového modelu ve Smart 3D do CAESAR II, čímž vznikne analytický model přímo. To nejen šetří čas a úsilí analytika, ale také umožňuje snadné provádění úprav. Analytik může v analytickém prostředí odkazovat na návrhový model, činit informovaná rozhodnutí o změnách a minimalizovat zpětnou komunikaci s návrhářem. Po dokončení analýzy lze aktualizovanou trasu potrubí, umístění podpěr a zatížení snadno přenést zpět návrháři.
