应用PVElite 应注意的问题教材.docx
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应用PVElite应注意的问题教材
PVElite简介
及
应用
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
ASMEVIIIDivision1，2002修订版。
PD5500,2000版，仅限于管板、接管根部局部应力计算。
TEMA,TublarExchangerManufacture’sAssociation,1999年第8版，仅限管板计算。
WRC107,WeldingResearchCouncilBulletin1979版。
WRC297,WeldingResearchCouncilBulletin1984版。
API579，LocalThinningandGeneralMetalLossLevel1and2evaluation。
1.2风载计算规范
ASCE7，AmericanSocietyofCivilEngineersStandard7（formerlyANSIA58.1），1993版。
ASCE7，AmericanSocietyofCivilEngineersStandard7（formerlyANSIA58.1），1995版。
UBC，UniformBuildingCode，1994版。
NBC，NationalBuildingCodeofCanada，1990版。
IS-875，India'swinddesigncode，1987版。
USERDEFINED，自定义风载数据。
1.3地震载荷计算规范
ASCE7，AmericanSocietyofCivilEngineersStandard7（formerlyANSIA58.1），1993版。
ASCE7，AmericanSocietyofCivilEngineersStandard7（formerlyANSIA58.1），1995版。
UBC，UniformBuildingCode,1994版。
NBC，NationalBuildingCodeofCanada,1990版。
IS-1893，India'sseismiccode，1984版。
ResponseSpectrumAnalysis。
1．4包含的材料规范
ASMEVIIIDivision1，2002修订版。
ASMEVIIIDivision2，2002修订版。
PD5500，2000版。
2．PVElite主要功能
可以按照ASMEVIIIDivision1、Division2、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。
2．1立式容器VerticalVessel
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:
ASMEVIIIDivision1,以上风载、地震规范，工业习惯计算法。
2．2卧式容器HorizontalVessel
考虑压力、风载、地震载荷，按照L.P.Zick方法对容器鞍座处、中间部位、封头部位的应力及加强圈的计算。
计算方法:
ASMEVIIIDivision1,L.P.Zick方法，工业习惯计算法。
2．3壳体和封头ShellandHead
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:
ASMEVIIIDivision1,L.P.Zick方法，工业习惯计算法。
2．4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
●TEMA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:
ASMEVIIIDivision1,L.P.Zick方法，工业习惯计算法。
2．5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：
ASMECodeSectionVIII,Division1UG-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。
2．6浮头FloatingHead
按照ASMECodeSectionVIII,Division1Appendix1或Soehre’s方法计算。
2．7管板Tubesheet
按照TEMA8thEdition和PD5500进行各种管板厚度计算。
2．8局部应力LocalStress–WRC107/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ASMEVIIIDivision2。
2．9支耳/支腿/轴耳/吊耳Leg/Lug/Trunnion/liftinglug
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。
2．10基础板BaseRing
按照中性轴法（Neutralaxisshiftmethod）或简化法（Simplifiedmethod）计算基础板的厚度，还可以对连接在基础板上的吊耳进行计算。
2．11薄膨胀节THINJOINT
按照ASMEVIIIDiv.1Appendix26计算。
2．12厚膨胀节THICKJOINT
适用于固定管板换热器中膨胀节的计算，不是按照EJMA（theStandardoftheExpansionJointManufactureAssociation）计算，而是按照S.Kopp和M.F.Sayre编写的“ExpansionJointforHeat-Exchanger”。
2．13ASME管板TUBESHEET
按照ASMEVIIIDiv.1AppendixAA计算固定和U型管板。
2．14半管Half-Pipe
按照ASMEVIIIDiv.1AppendixEE计算。
2．15大开孔LargeOpening
按照ASMEVIIIDiv.1Appendix2和14进行整体整体平盖大开孔计算。
2．16方形容器RectangularVessel
按照ASMEVIIIDiv.1Appendix13计算。
2．17局部应力计算WRC297/PD5500AnnexG
按照WRC297或PD5500AnnexG计算接管根部局部应力。
2．18ASME附录Y中法兰类型
按照ASMEVIIIDiv.1AppendixY计算。
2．19管子及补强PIPE&PAD
按照ANSIB31.3（ChemicalPlantandPetroleumRefineryPipingCode）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/JobSpecificationSetupParameters
4.1.1“CheckTheItemsYouWishtobeActive”中特别需要注意以下内容：
（1）RoundThicknesstonearestNominalSize
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。
程序缺省不进行圆整.
（2）IncreaseBlindFlangeThicknessforReinforcement
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）UseODasthebasisfortheshellRadiusinZick
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）Donotuseboltcorrectionfactor
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ASMEIII并未引入该修正系数，所以在按照ASMEIII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。
（5）UseCodeCase2260/2261
按照案例CodeCase2260/2261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ASMEUG-32或附录1，不按照案例CodeCase2260/2261。
（6）UseEigenSolver
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、褪式支座或中间裙座）的计算精度就较差。
（7）UsePre-99AddendaDivision1Onlg
ASME1999年修订版中修改了按照division1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）NoMDMTCalculation
如果不需要计算MDMT，则选该项。
（9）NoMAWPCalculation
如果不需要计算MAWP，则选该项。
（10）UseBoltloadinsteadofBoltAreatimesBoltAllowableStress
该项影响裙座基础板的计算，采用BoltArea*BoltAllowableStress方法计算的基础板/地脚螺栓/盖板的厚度较采用Boltload方法的更保守。
4.1.2“NozzleAnalysisDirective“中特别需要注意以下内容：
（1）NoCorrosiononInsideWelds
一般不要选择该项。
按ASME要求，应该考虑内侧的腐蚀。
（2）UseAD-540.2skechbandnotsketchdfornormal
该参数的选择取决于开孔补强的结构形式，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ASMEVIIIdivision2图AD-542.1。
（3）ComputeIncreasedNozzleThickness
如选择该项,则接管的最小壁厚trn除满足ASMEVIIIdivision1UG-45的规定外，还应符合以下要求：
如果公称直径<=Nps18则trn=max（0.134,内压计算的壁厚）inch
如果公称直径>Nps18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）ComputeandPrintAreasforSmallNozzles？
缺省为:
符合ASMEIIIUG-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）ComputeChordLengthinHillsideDirection
该项选择对计算结果影响很小。
4.1.3其他
（1）AllowableTowerDeflection（inchsper100feet）
塔计算中缺省的许用挠度为6inchs/100feet（1mm/200mm），如果采用其他值，需要输入指定的数值。
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正确。
（2）WindShapeFactor
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）,EmptyNat.Fre（Hz）,EmptyNat.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）MaterialDatabaseYear
对于ASMEVIIIDivision1,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完成对Configuration的设定或选择後,点击”DesignData”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
（1）HydrotestType
有四种选择:
UG99b,UG99c,UG99（35）和NoHydro，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MDMT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.）
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（Projectionfromtop）。
对于立式容器，如果液压试验位置为卧式状态时，Head（Hyd.）=容器最大直径+容器顶部伸出高度（Projectionfromtop）+容器低部伸出高度（ProjectionfromBottom）。
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。
该形式为第一种的变通形式,按照ASMEVIIIDivisionUG99中note35的规定,当未计算最大许用工作压力MAWP时,可用设计压力代替MAWP计算液压试验压力.
（2）ProjectionFromTop
按照UG99c计算液压试验压力时用，没有其他用途。
（3）ProjectionFromBottom
按照UG99c计算液压试验压力时用，没有其他用途。
（4）MinimumMetalTemperature
是值容器最低设计金属温度。
（5）FlangeDistancetoTop
按照UG99c计算液压试验压力时用，没有其他用途。
（6）ConstructionType
是指名牌与设备的连接方式。
只打印在计算书中，对强度计算无影响。
（7）ServiceType
是指设备的用途。
只打印在计算书中，对强度计算无影响。
（8）DegreeofRadiography
是指设备的探伤比例，只打印在计算书中，对强度计算无影响。
（9）MiscellancousWeight
是指进行计算时，附件重量百分比。
要视模型情况确定数值大小,例如在单独输入梯子/平台,塔盘/填料,保温/防火层重量时,可取较小值。
（10）UseHigherLong.Stresses?
考虑地震载荷、风载荷时，如选择该项，则许用应力取材料许用应力的1.2倍。
（详见UG-23）
（11）ConsiderVortexSheddling
是指是否考虑风引起的震动。
一般不考虑。
（12）CorredHydrotest
是指是否考虑腐蚀后液压试验工况。
（13）Hydro.Allow.Unmodified
缺省：
选择该项。
（14）Hyd.Allowableis90%Yield
如果希望液压试验的许用应力取材料屈服限的90%，则应选择该项,否则取许用应力的1.3倍。
4.2.2DesignModification
（1）SelectWallThicknessforInternalPressure
选择该项，程序将按照内压确定壁厚，如果输入的壁厚小于内压计算的厚度，将增加输入的壁厚满足内压要求。
注：
1）只有当RoundThicknesstonearestNominalSize被选择时，该项才有效。
2）必须在建立模型之前选择该项。
（2）SelectWallThicknessforExternalPressure
选择该项，程序将按照外压确定壁厚，如果输入的壁厚小于外压计算的厚度，将增加输入的壁厚满足内压要求。
注：
选择该项时，程序不考虑加强圈，只是单纯增加壁厚。
（3）SelectStiffeningRingforExternalPressure
选择该项，程序进行外压计算时，壁厚不变，选择加强全使其满足外压要求。
注：
选择该项时，程序只考虑加强圈设计，不增加壁厚。
（4）SelectWallThicknessforAxialStress
选择该项，程序将按照轴向应力确定壁厚，如果输入的壁厚小于按照轴向应力确定的厚度，将增加输入的壁厚满足轴向应力要求。
注：
1）只有当RoundThicknesstonearestNominalSize被选择时，该项才有效。
2）必须在建立模型之前选择该项。
4.2.3StressCombinationLoadCase
（1）LoadCase
PVElite缺省设定了17种载荷组合工况，详见下页LoadCaseDetail表，后三种考虑了风载震动，一般只选前14种工况，或根据工程规定重新组合。
（2）VaryCompressiveAllowablesAccordingtoTemperature
程序缺省取外压设计温度和内压设计温度的大者，核算外压计算系数“B”值，程序在涉及内压载荷组合的计算中，同样取外压设计温度和内压设计温度的大者。
如果选用该项，则涉及外压载荷组合的计算中，按照外压设计温度核算外压计算“B”值，涉及内压载荷组合的计算中，按照内压设计温度计算，而不取外压设计温度和内压设计温度的大者进行计算。
LoadCaseDetail
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NP（NoPressure）
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IP（InternalPressure）
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EP（ExternalPressure）
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HP（HydrotestPressure）
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EW（EmptyWeight）
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OW（OperatingWeight）
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HW（HydrotestWeight）
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WI（WindLoad）
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EQ（EarthquakeLoad）
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HE（HydrotestEarthquake）
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HI（HydrotestWind）
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WE（WindBendingEmptyNewandCold）
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WF（WindBendingFilledNewandCold）
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CW（AxialWeightStressNewandCold）
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FS（AxialStressduetoAppliedAxialforce（SeismicCase）
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FW（AxialStressduetoAppliedAxialforce（WindCase）
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BW（BendingStressduetoLat.ForceforWindCase,Corroded）
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V?
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BS（BendingStressduetoLat.ForceforSeismicCase,Corroded）
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BN（BendingStressduetoLat.ForceforWindCase,Uncorroded）
BU（BendingStressduetoLat.ForceforSeismicCase,Uncorroded）
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