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Formation it l'utilisation du logiciel de calcul de tuyauterie CAESAR II Exemples CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

Formation CAESAR II

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Formation CAESAR II

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  • Formation it l'utilisation du logiciel de calcul de tuyauterie CAESAR II

    Exemples

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESA R II - Exemples Page 2

    INTRODUCTION

    CAESAR II est Ie log iciel de ca lcul de tuyauteri e Ie pi us di Ffuse dans Ie monde.

    Flex ible et teciUliquement recorUlu pour la qualite de ces resultats, il pennet de verifier Ie di mens ionnement des systemes de tuyauterie en conformite avec les principaux codes de construction utili ses dans I' industri e.

    Le support de cours presente de maniere synthetique quelques exemples d ' utili sation du logiciel CAESA R II. Ces exemples sont donnes it titre indicatif et ne sont pas systematiquel1lent abordes dans leur integralite pendant la formation .

    Une description complete et detailiee de tmltes les fonction s du logic iel est di sponib le dans les troi s manuels d ' aide en ligne au format PDF.

    Le vo lume intitule "USC I' guidc" conti ent des informations d 'ordre genera l sur les differentes fonct ions du logiciel et decrit les principales operat ions utili sees pour la creation et I'analyse du modele de calcu l.

    Le "Technical rcfcrcrcncc Manucl" donne des explica ti ons c1etail Iees sur Ie fonctionnement des diFferents modules du logiciel. II pn!sente egalelllent les theori es sur lesquelies sont bases les ca lcul s rea li ses par CAESAR II .

    Le tro isieme manuel "Application G uide" presente des exemples iliustrant I' utili sation de CAESAR II . Ces exelllpies decrivent les differentes techniques de Illode li sati on de systemes de tuyauteries complets et de nombreux composan ts indi viduels.

    CAESAR II possede ega lelllent une aide interacti ve qui peut etre acti vee it tout moment en pos itionnantle curseur dans un champ et en pressant la touche Fl.

    Objectifs de fa formation

    Connaitre les capacites du logicie l et comprendre son architecture Pouvoir modeli ser un systeme de tuyauterie complexe Comprendre les differents types de chargelll ent Mocleliser de bonnes conditions aux li mites Pouvoir ca lculer un systeme de tuya uterie complexe en statique Savoir interpreter les n!sultats et ve rifier la confonlli te it un code de construction

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESA R 11 - Exemples Page 3

    GENERA LITES

    Un n!seau de tuyauteri e doil eIre conyu pour resister aux so llicitations engendn'es par les chargemenls d' ori gine statique ou dynamique.

    Pour ce fai re, il est necessaire de sati s fa ire aux criteres d ' acceptation sui vants:

    Les conlrainles calclliees doivent eIre inferieures aux conlrai nles adm iss ibles definies se lon Ie code de calcul applicab le.

    Les efforts (forces et momenls) calcu les doivent eIre inie ri eurs aux efforts admiss ibles app licables aux equipements COIUlexes.

    Les e fforts (forces et moments) calcules doivenl eIre inferi eurs aux effo rts admiss ibles app li cables sur les elements de supportage.

    Les efforts appliques au droit des brides doi ve nl respecter les criteres d 'elancheites pour to us les cas de chargement considenis.

    Le n!seau do it repondre aux ex igences du cahier des charges (spec ification du demandeur) .

    De fayon generale Ie reseau doit etre en accord avec les regles de I' art du meti er.

    CET IM - Pole Dimensionnement S imulation et Logicie ls

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 4

    CODES DE CONSTRUCTION

    CAESAR II permet de verifier Ie dimensionnement des ("(:seaux de tuyauteri e et des equipements connexes en confonnite avec les codes de construction utili ses dans l"industrie.

    Les pri ncipaux codes disponi bles da ns CAESAR II sont presentes ci-dessous.

    Codes de construction - tuyauterics

    ANSI 831 .1 Power Piping

    ANSI 831.3 Process Piping

    ANSI 831.4 Pipeline transportation system for liquid hydrocarbons and other liquids

    ANSI 831.4 Ch IX Pipeline transportation system for liquid hydrocarbons and other liquids

    ANSI 8 31 .5 Refrigeration piping and heal transfer components.

    ANSI 831 .8 V Gas transmission and distribution piping

    ANSI 831.8 Ch VIII Gas transmission and distribution piping

    83 1.11 "

    Slurry Transportation Piping Systems

    ASME SECT III Class 2 ~ Boiler and Pressure Vessel Code - Rules for Construction of Nuclear Power Plant Components

    Canadian Z662 Oi l and Gas Pipeline Systems

    8S 806 \

    Boiter Pipe Work

    ANSI 831.1 (1967) Power Piping

    Stoomwezen (approved) Dutch Piping Rule

    RCC-MC Regles de conception et de construction des materiels mecaniques des ilots nucleaires REP

    RCC-M D Regles de conception et de construction des materiels mecaniques des itots nucleaires REP

    CODETI Code de construction des tuyauteries industrielles

    UKOOA UK Offshore Operator Association - GRP Piping

    DNV Norwegian Det Norske Veritas

    EN 13480 Tuyauteries industrielles metalliques

    CET IM - Pole Dimensionnement Simulat ion et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exeml2 les .)

    Page 5 ,

    Codes de v erification des cquipcmcnts ,,/1 j"'-A PI 610 Centrifugal Pumps For Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries

    PI617 Axia l and Centrifugal Compressors and Expender-Compressors for Petroleum, Chemical. and Gas Services Industries A

    A PI 560 Fired healers for general refinery services

    A PI 650 Welded steel tanks for oil storage

    A PI 661 Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service

    N EMA SM 23 Steam Turbines for Mechanical Drive Service

    A SME VIII Div 1 Boiler & Pressure Vessel Code

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  • )

    Formation CAESAR 11 - Exemples

    INTERFACE GRAPHIQUE

    Feuille d'entree des donnees

    ... : C1ank:~~

    T~ l: ! 200.cmJ I ,_.~ I '-'CJ

    ,-----,0 1 PlOUU'el :~ I ,,_ .. >c-:::J H}do Prest: c=::J

    \

    J I

    "

    ..

    ~ ~ ~ .

    I JL

    \ \ \ '" Reset la zone dessin

    Code: [831 .3 [vi SC: 1137.003 I

    5Hl: 131.!m f1 :

    'H' 137.!lXI F> SH. 137.!nl fl. SH.~ 131.!m f4:

    'H' 137.!Ol " SH6: 137.00) '" 5H7: 137.!Ol '"

    'H' 131.!Dl ,. 'H, l 37.m

    "

    \ \

  • '" I Formation CAESAR II - Exemples Page 7

    CONFIGURA TION

    Menu TOOLS/ Col/figuratiol/

    I

    rCti&:;;:'ti~eiuP --,- - ~ / j FAA Ptq>elties .r oat.base DeIriions LI'is

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Database dCfinitions

    Choix des diametres exteri eurs et des epaisseurs Choix du fichier des unites de trava il Choix du fourni sseur de supports it ressort Choix de la norme pour la definition des diametres ex terieurs et des epaisseurs

    Miscellaneous

    Choix de la memoire a llouee

    Sit' s and Stresses

    Choix du code de cal cuI par defaut Choix du facteur multiplicateur pour les cas de chargement occasionnel

    Geometry Directives

    Choix de I' incn:ment des na:uds de calcul s

    3D Viewer Settings

    Choix des couleurs de I 'espace graphique

    CETIM - Pil le Dimensionnement Simulation et Logicie ls

    Page 8

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 9

    EXEMPLE 1

    Ligne de tuyauterie simple

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation el Logic ie ls

  • Formation CAESAR 11 - Exemples

    Donnees

    Tuyauterie en 8" Pression: Temperature:

    Geometrie

    SCH40 15 bars 200C

    Produit: Materiau: Calorifuge:

    Page 10

    Vapeur A I06 B 50mm

    Utiliser les pages d 'ecran de donnees pour definir la geometrie du systeme lntroduire les coudes aux changements de directions

    z y

    X

    ( vk- p~ ..it t..o> " ",,' f'" r-) ... ( "-ct."',, U. ba1.wl".. - ) . --P e,{~J- ck h~~ Co ~ tj,e,u...I.. .s /;u ...

    CETIM - Pole DimensiOlmement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Choix des diametres de tllyallteries accessibles

    D IAIvIET RE cles TUYA U TERIES

    ANSI ( inc h es ) Units: Eng lish 0.50.75 11 .25 1 .522.533.5 4 568 10 1 2 14 16 1 8 20 22 24 26 28 3032 34 36 42 JI S (millim ete rs) Units:S I 152025324050 65 8 0 90 100 125 150 200 250 300350 400 4 50 500 550 600 650 DIN (millime te rs) Units : mm 1520 2S 32 4050 65 80 100 125 150200 250 300 350 400500 GOO 7 00 BOO 900 1000 1200 1400 1600 1 800 2000 2200

    EPAISSEURS DISPONIBLES

    A N SI A NSI 936: 10 Steel Pipe N om lna ls: S XS XXS A NSI 836 : 10 St ool Pipe Numbors: 102030406080 100 120 140 160 ANSI 830. 1955 Pipe Numbers: 55 "' OS 40S 80S J IS J IS 191)0 S t~Hl l Pipe N umbors ; 102030 406090 100"120 140 100 J IS 1990 5S Pipe Numbers: 55 105405 DIN

    La nonne D IN ne c o mp o rte p as d e schedule . T aper S pour ob l enir l'e p aisseur stan.dart pour chacun d es 28 d iamehes .

    Creation d ' nn conde

    M =1 f2 AllylI.' du coudc

    Element 10 to 40 Element 40 to 50

    DX=20 000 mm DZ= 4 000 mm

    (EntreI' Ie eoucle clans eet element)

    Noeud d'entree c1u coucle:

    Page II

    Element genere automatiquement Element genere automatiquement Noeucl c1e sortie c1u coude:

    Noeucl positionne au Y, angle e1u eouele:

    CETIM - Pole DimensiOImement Simulation et Logieiels

    38 39 40

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 12

    Creation de nreuds intermediaires pour detinir des points de supportage

    z

    Uti li ser la cOI1Ullande "Break" pour modeliser un support tous les 6,0 m Definir un ancrage II chaque extremite Definir un guide + support poids pour les autres points

    y

    x

    00

    La commande "Break" permet d' ajouter des nceuds en divisant un element existant en ajoutant un nceud il ia distance souhaitee au plusieurs nceuds it egale distance (Distance de l'element existant divise par Ie nombre d 'e lements voulus.

    Voir la coml11ande "Break"

    Eh~ment 10 - 40 (longueur 20 m)

    Premier nceud ajoute Deuxieme nceud ajoute Troisieme nceud ajoute

    20 30 35

    Longueur 6000 mm Longueur 6000 nml Longueur 6000 mm

    Nouvel element Nouvel e lement Nouvel element

    10-20 20- 30 30- 35

    On obtient automatiquement Ie dernier element 35-40 avec une longueur resultante de 2000 mm.

    ~bli;()';) -'l ~ ~ ttl ~ . k, ~ {} 5 iJJ (iTO

    _-~~~&~ (t6rP

  • Formation CAESAR II - Exemples

    DHinir un ancrage au Nreud 10

    Af>e0erdy.~ ] ""'-[ J

    ...... '-L J

    f 1 I

    :~ z x

    Detinir un guide + support poids pour les autres points (20, 30, 35, . .... )

    T~1: 1 200.1lXO I T_2~

    I '_'~

    Ple.u.fDlf l CJ Pteuuo2{ j '"",-I 1

    EIIItic~llm~0(D5 ~"Rotia:Q29:20 I

    pt,e o~l fUdO..u,. ~o...ay.~

    CETIM - Pole Dimensiolmement Simulation el Logiciels

    Page 13

  • /

    Formation CAESAR II Exemples Page 14

    Symboles des principaux types de supports

    Guide Longitudinal:

    (2 ) (11" cL.. ..tJ.~1 ( f "'-1'~ ,, 1>1... 'av&~ .;. JJ.. dJ..o-~ ."'~ ) Lo... .lb- ~ -....-f-~ .

    Support Po ids:

    Stop:

    Point Fixe: ( C1>- 'lf 't) .

    Ancrage: x

    Support it ressort vari able:

    Support a ressort constant :

    Ri gid strut:

    Dispositif auto-bloquant:

    Support proviso ire:

    CETIM - Pole Dimensi . onnement SImulation et Logiciels

  • ------------~~~----------------------------.-------------------------------------------

    Formation CAESAR 11 - Exemples Page 15

    Creation d'un element rigide ou d'un element vanne

    Utili ser la conm1ande "Break" pour creer un element vanne (74-76) de longueur 500 mm et de masse 600 kg entre les points 70 et 80 .

    x

    Note I : Modeli sation d 'un element rigide:

    La rigidite de cet element est egale it 10 fo is l' epaisseur du tube precedemment decrit.

    Si l' e lement rigide est decrit avec masse = 0, Ie poids total de l' element = 0 (pas de masse due au fluide ni au calorifuge.

    Si l' element ri gide est decrit avec une masse > 0, Ie poids total de l' element = la masse specifiee + masse du fluide + 1.75 la masse equivalente du calorifuge.

    Note 2: Modeli sation d' un element varme ou d ' une bride:

    CAESAR II propose plusieurs bases de donnees incluant des elements vannes avec des longueurs et masses predefinies. II est recommande de verifier les valeurs dorll1ees par CAESAR II.

    CETIM - Pole Dimensiorll1ement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Execution du calcul

    Etape I : cliquer sur I' icone '====!

    : fnors' 0 w . ,

    .... uo- TUl

    On e J_t 10 to 20 '" NONZERO I KSOUTION THI CKNESS bco$ been specihed and the In.auiaLion densI ty,s ZERO or UMDEFIHED 051119' cUlf.lllt 0 1 0 184 211 kg/d,,] tor C.lei .... 5 i h c.t.

    CENTER OF GIU.V11'Y REPORT Total Vght I C'9' , c

    Pi pe InS\l l a t l0n Refractory fhlid Pipeths. Rf r ty PipetFlli i d Pipe+hs+Rfrty+F1d

    M .. . ,

    J0305.S 142(.4

    0 . 0 0 . 0

    3312' . 9 30105 .5 3372') . OJ

    17252 . 9 15540 . 7

    0 . 0 o 0

    1107'LO 11252 . 9 1107'J 0

    4861 4316

    o o

    4811 4861 48 11

    Page 16

    ~ __ ~.~~el ________ ~W~ I_Z ________ ~ Cette page d'ecran indique les erreurs eventuelles et les warnings.

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR Il - Exemples Page 17

    Cas de chargement de base

    Suite it la premiere demande d ' execution du caleul , CAESA R II propose automatiquement les chargements de base et les combinaisons sous la forme du tableau presente ci-dessous.

    Uti liser la commande "Recommend" pour I'aide it defini tion des cas de charges et des cO ll1binaisons des cas de base (po ids propre, press ion et thermique) hors cas de chargement occasion nels (acceleration, vent, etc.)

    Icone d 'execution du calcul Commancle l'recommend"

    r . 'Static Ana lysis - [E: \sAUVE Lf-07\CLlENT 2007129 SUPPORT COURS CIllEXAMPLE COUDE] E.ae ~dit

    Ii !iii ~ I L+ T -~ 1 ~- ~' Load Case Editor I Load Case Options I Wind Loads I Wave Loads I

    WW HP W 01 PI TI

    Loads Defined in Inpt.JI I Lo~d Cases St..-ess TYI>e I W -Weight L1 V\W+HP 01 . Displcmnt Cose nl L2 W+01+T1+P1 T1 . Thermal Case ttl L3 W+P1 Pl . Pressure Case ", HP . Hydro. P,esSUIe L4 l2-L3 'WW . Waler Fined Weight VINe Weight no contents

    Cancel

    Poids pro pre de la tuyauteri e en eau Pression test hydraulique Poids Propre + fluide (densite a detinir)

    HYD OPE SUS -

    EXP

    I

    Oeplacement sur un nce ud associe it tout type de support Press ion de ca leul Temperature de calcul

    I

    I

    CETIM - Pole Oimensionnement Simulation et Logiciels

    I

    I I

    I Reco~mend I Load Cyctes I

    fjji

  • Formati on CAESAR II - Exemples Page 18

    Apres revue des propos itions de CAESA R II, executer Ie ca lcul par la commande W Note: Le tab leau des cas de charge apparai t des lors que l' on ajoute un no uveau chargement (T2, P2, acce leration, vent, etc)

    On peut ega lement y acceder en cliquant cel icone

    File Input Analysis\ Output I Dols Qiagnostics !;SL 'liew !::ielp - - - '1-

    DtC7~~ ~ ~ ~

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation el Logiciels

  • Format ion CAESAR Il - Exemples

    Verification des resultats

    Afficher I' etat des deplacements aux nreuds pour les ditTerents cas de chargement.

    Le cas de calcul presente est Ie Poids Propre + Pression I

    ::J DISPLACEMENTS REPORT

    CAESAR II Ver.5.00.3. (Build 060426) Date: DEC 18. 2007 Time: 15:48 J ob: E:\SAUVE L-07\CLlENT 2007\29 SUPPORT COURS ... \EXIIMPLE COUDE Licensed To: ANALYSING SERVICES -- ID "16365 DISPLACEMENTS REPORT: Nodal Movements CASE 3 (SUS)W+P1

    NODE ox mm.

    10 20 30 35 38 39 40 48 49 50 55 58 59 60 68 69 70 74 76 80 90

    100 101

    -0.000 -0.001 -0.002 -0.003 -0.003 0.258 0.869 7.245 7.803 8.014 7.690 7.212 6.939 6.420 1.172 0.709 0.488 0.249 0.157 0.000

    -0.000 0.000 0.000

    OY mm.

    0.000 -0.000 0.000 -0.000 -0.941 -1.084 -1.172 -1 .088 -0.915 -0.782 -0.784 -0.786 -0.910 -1.086 -0.627 -0.255 0.014 0.013 0.013 0.012 0.006 0.000 0.000

    OZ mm.

    -0.000 -0.000 -0.000 -0.000 -4.252 -4.882 -5.139 -5.145 -5.231 -5.584 -9.253

    -12.710 -13.034 -13.119 -13.118 -12.939 -12.229

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 20

    Definir un support it ressort variable

    Le support a ressort variable est a creer au Na:ud 55 (Na:ud intermediaire entre les na:uds 50-60)

    II ex iste deux fa90ns de modeli ser un support it ressort :

    CAESAR II peut generer automatiquement un support a ressort variable L'util isateur peut defin ir lui-meme Ie support a ressort variable en uti lisant les donnees

    fournisseur

    Recommandation: Preferer la definit ion par l' uti li sateuL

    Marche it suivre pour la definition par I'utilisateur

    Definir un support poids Executer Ie calcul pour connaitre la charge appliquee au na:ud 55 et Ie deplacement

    thermique associe. Revenir au fi chier de creation Remplacer Ie support poids par un support it ressort vari able Choisir dans Ie catalogue de votre fo urnisseur Ie support it ressort correspondant aux

    resultats obtenus so il: -Masse appliquee a ce point donne la charge it fro id (Theoreti cal installed load) -Deplacement au na:ud pennet de choisir la raideur du ressort (Spring rate)

    D.""'" O SIFI& Tees

    l r-----------~==~==::J

    i It Oes9lDau.

    ...Jl AIMl ! I H .... I v I AvlliaUe Space (neg 101 CMt; ~loadV~1 ,. ..

    . "" - """""""-_ .. .-1 ... "" No. HlII'95u l l.oc.aIilr

    AbStotAInJtSpm,,:: ~ ~ {)peIa!i'9l.oad (Tdll lt loc.J ),!~ load c-D~ Option Iv :

    FreeRmaitatNodII: rrccResbaRai Node:

    -

    F,ee Colkj [vi Pr~HinJI!IDa!a

    ''''''.'''1'''' 1 ""'.'" IC," ~""",,,"J """lom ..

    OR ~--

    I I """" Ellat ,_ '""'I z r X

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR" - Exemples Page 21

    Modelisation d'un deplacement impose au Nreud 100

    Chacune des directions de blocage d'un support peut recevo ir des de placements imposes pour prendre en compte les chargements suivants:

    Chargement thermique Tassement de biitiment Deplacement de structure sous I'effet sismique ou acceleration Etc .

    0 ' ..... i OSIf. &r_ '-~-~rk ' . TK It ... G ! '0.

    f ~ N8~ z ,_ ... G J .. c-J .. z

    "] ! ~~111 06)\.u;r;e 1 ... 1 '-CJ~:EJI OAlawal:to s ..... z " I ,_ ... G"", __ Stf: IoIu:

    f WlO: t.lexlbtll l l 0 , '--8 - I I fwe: y GIIIX ""

    Exemple

    Un deplacement DX= 1 mm, DY=1 mm, DZ= I mm au Nceud 100 it I'aide d' un CNode 101 .

    Note l : A chaque direction bloquee du support do it correspondre une va leur de deplacement:

    Une valeur differente de zero correspond au deplacement impose Une valeur de deplacement egale it zero indique que la direction est bloquee.

    Note2: Si un champ de cleplacement est libre, Ie blocage ne sera pas act if dans cette direction.

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 22

    Modelisation d'un Connecting Node

    26

    Figure 1 Figure 2

    Ces deux modeles sont totalement identiques

    Dans Ie modele de la fi gure 2: On associe un CNode (27) au nCEud 26. II n' y a pas d 'elements entre les nCEuds 26-27.

    D R....,., DSIFs & Tees [

    F,om: ~--1 O Bend To: r'26 10. N.~ . D Aigid ~ - D ElIp6I'lsion Joint

    " ~~~~~~~~~======~ DX: 1500.000 mm I 0 Reslleints 0 D isplace ments DY; c-= ==:JCJ D H./IInget$ DZ I J I ~~N~O~_~'~======~ o Forces/M omenh

    , 0 UnilOfm Lo&Js Diameter.~2~'9~.O=750~ ~D~Wi~""~/w~_=e~:::::====;.-::;~ ""tISch: 8.1799 II . -- ]

    o Seem Welded Meteritll: h~,"l 06~. ,,"''"' 06= B'--___ -"I~v l :~F;::~rr~.5cOO _1 I r D~IIow&ble S iren corro:llion:l U XXXJ 1 Elastic Modukn {Hl 1 Insul Thk: I SO.OOOO I I Elas tic Modulus :~~: ~~;~~ []

    ;.;. F ..... "t~ M no1,.I,,1I ;~

    FROM IIODE

    T O UODE

    ox DY ~"'

    oz 111111

    0

    I ~

    ~ ~

    i z I} z

    ~ z

    ~ 0

    ~ ill

    PIPE 00

    nllTl

    I Node r,s 1 CNodF==j Type; lANe G:: Gap:

    , S lif; [ ] Mv.

    ~:: [ J CNodeFJ .., : G.ap: Slit: L J Mv.L ~

    Type: I :==rv: Ga p: -[Node C ]CNodeo Str. r:=J M~ [Node CNode L I

    T . ....... .... Gao:l 1

    PIPE Seam Weld Joint WALL Welded Fou:t or Ill"' (WI)

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

    ".

    .MILL TOL ~"

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 23

    -0 c?

    0.) '/ Modelisation d'un Connecting Node

    b Apres execution du caleu l, on obtient les efforts sui vants au nceud 26.

    "'",-

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Modelisation d'une reduction

    " FlOII'( ~ O NIm!I TO:~

    1----, " '"' t 1 rft~ Jo oz, I I

    O OIf,ell

    Do ... o Rigid o Exp...aonJan o Resbam D H/II'9!If'

    N ....

    O f an:euWamert.

    O Oisptacemenll

    D UrioonloD

    ""--Mil T d - "'""",,,,= -' ConIJliott UOII ItId Tl"kj50.(x))) I

    T~11200ocm ] , ... ,

    O W"nd/Wo!IVO ~:='~~~---,-" MateMl [IlIE)\1CliB [vI OAlowatJlD Slrus

    Ela.di:loIod..b(Ct l 2.OJ4(E~1Il5 I EIsstieModbtHn !uDiiE.OO5 I ''''''" .... ~1)~ .. JQ EIIIsticMcdM (Hl).: !2.IJ34(E.OO5 I

    Poinon'. RtIio: 10.2920

    T~3:c=J ~ofllW:y; 17.lm .. I Prenu-el;j 15.1mJ Jf:l flidOemiy.~ A_ c:::J l ''''''''''"O'''"'''c:::J

    H}OoPre,,:j22.5mJ I

    g'

    DiMletel2: imlHl J

    TIi:kneu 2: ~ ...... c=J

    .1 '~ z

    '==:J i z ! 9 z

    i 0 g t ! :1 ,Z

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

    Page 24

  • Formation CAESAR 11 - Exemples Page 25

    Ajout de nouveaux chargements occasion nels Ajouter un chargement sismique sur la base d ' une analyse pseudo-statique:

    Acceleration en X =0,3 G Acce leration en Y =0,3 G Acceleration en Z =0,2 G (2/3 accelerat ion horizontale)

    Notel: Attention it I' unite de ce chargement (N/m ou G) (voi r Special Execution Parameters)

    Note 2: Cette fonct ion peut s'utiliser pour modeliser la neige

    " Flom: 110 I o Bend o Reducel ~ To: 120 o Name D R"Ol o SIFt LTees 1 o EK~nsionJoint if "

    ~ ~ VCCIOf 1 Vector 2 VectOf 3 D~ 16000.000 mm I ~ Reslrants o Displacements ';0

    DY: 1 10 o Hangers ~ ~u~~ o Nozzles UY: 0.300 DZ: I I ~ UZ: . 0.200 J ~ D Offsels o FOfces/Moments ';0

    ,, 1 ~ Uniform LOllids I ~ Diameter:1219.0750 I 0 Wind/WlII .... e ;! ~ WI/S eh: Is. 1788 I

    "J ';0 o Seam Welded r M.,.,;"I: l(lOS}A1OS B Iv! '[ ~ WlF.e,o,,~ o An~ble Stress ~ "

    ~ -Mill T 01 ~: 12.5000 Elastic Mod\.aIs (C): 12.0340E+OOS I ~

    '" Corrosion: 11.0000 I Elastic Mod.ikJs [Hl): 11.9)06E+005 I J' I n,uI T hk: 150. 0000 I ElM'" Moduk., (H2~ 12.0340E+005 10 c ~ '"

    " EI .. ,., Moduk., (H3~ 12.0340E+005 I 0 3 T""" 1: 1200.0000 I Poinon's Ratio: 10.2920 I .... 0 T""" 2: I I ~ "-0 To"", 3: I I Pipe Density: 17.83344 I " II Pressure 1: 115.0000 10 l Fluid Density: L._ J ~ Pressure 2: r==---] Insulation Density: C"=t ~ Hydro Press: 122.5000 1 y -)

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

    "

  • Formation CAESAR ll - Exemples

    Ajouter un chargement a u vent Vitesse du vent en X = Vitesse du vent en Y =

    30 m/s 30 m/s

    ChaC li ne des directi ons du ve nt s' ana lyse individuell elllent .

    Page 26

    I ere Etape: Act i ver la fonc ti on vent dans les e lements concernes par ce chargement. Dans un Illellle calcul il est poss ible d'activer ou de desactiver Ie vent a volonte.

    1

    F,om: 10 O eend D Reduceo To:

    D N_ D R,,", o SIF." Tees 0 20 o ElCpMlsion Jow. " i} 0W~

    I< 6000.000 nvn o Aed.aint. o Displacement. ~ O W oIIIve DY: 0 o HanglHs g O Off 0'"

    o Nozzle. I Wnd Shepe Fac::hx; I ! 0 FOfce.lMomenI. ] ~ 0.800 Do/heb ~ UrifOlrn l oad. !l " d t'.ll Oiam~el:f219.0750 I 0Wn::I/Weve ~ [ WllSch: 8 .1 788 renlU ~ o Seam Welded Mete, iat~'06 B ~ 1= 1.' G, , f

    WI Fector: o AIowable S tleu '" [ ;;; 1.1 ,neG. hD_ y -Mi. Tol %: 12.5000 Elastic Modulus (q 2.0340E~005

    Conosion: 1.0000 Eladic Modulus (Hl~ 1. 9006E +005 H Insul Thk: I SO.OOOO Elastic Modulu. (H 2~ 2. 0340E +005 0 c ,.

    It

    Elastic Modulus {H 3); 2.0340.005 3 Temp 1: 200.0000 i Poiuon'. Ri!ltio: 0.2920 Temp 2: Temp 3: ;Ii Pl>o De"tity; 7.83344 = 0 ~ Prenue ' : lSJXKIO FUdOensity: ~

    Prenue 2: Insulation Dens~

    Hydro P,eu : 22-5IXKI

    CETIM - Pole Dimensionnement Sim ulat ion et Logic ie ls

  • Formation CAESAR 1I - Exemples Page 27

    i"" Etape: Executer Ie calcul pour acceder au menu Wind Loads

    . ... '.111. AII.II),'!' (I "AIIY~1 111\(IIHII }fllIl\}Q\I!l~r(}rn(I)IIR"'fI1U~A/q'll ((lltlll 1\ ~e ~dit

    load Case EditOlllo\Ynd Diection S pecllCaOOn X Wild Direction cosine (Of vectOl)

    Y W"nd Direction come [01' vecla )

    Z Wind Direction cosine (or ... ectOl) 0.0000

    1~ 1 O~ I

    Note. lhe units used hele are acquifed fr om the input r~e. not the cuuen! selting 01 the corVlgUlation Wei

    SavelContinue CM'lCe/

    C&"ICel

    3' "'' Etape: Renseigner les condi tions de vent

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logic iels

  • Formation CAESAR 11 - Exemples

    Detail des chargements

    Static Analysis - [E: \sAUVE l -07ICLIENT 2007129 SUPPORT COURS CIllEXAMPLE COUDE 1] E.iIe ~dit

    Load Case Editor I Load Case Options I Wind Loads 1 Wave Loads I

    Loads Defined in Input J load Cases 'iii -Weight L1 V\IVV+HP+H 01 Displcmnt Case til L2 W+D1 + T1 +P1 +H T1 . Thermal Case til L3 W+P1+H PI . Pressure Case In HP . Hydro. Pressure L4 Ul H - Hanger Loads LS U2 Ul - Unif Load Case til L6 U3 U2 - Unit Load Case tl2 L7 WNl U3 . Unif Load Case "3 --La WN2 'W'IN1 Wind Load Case ttl L9 L4+lS ... L6 'W1N2- Wind Load Case tt2 L1 0 L2-L3 'W1N3- Wind Load Case "3 WlN4- 'Wind Load Case "4 L11 L3+L7 WW W ater Filled Weight L1 2 L3+L8 W NC . Weight no contents L1 3 L3+L9

    Cancel

    Cas de chargements de base ou combinaison

    W H T I it T9 WW 01 it 09 PI it P9 HP U I U2 U3 Win I it Wincl 4

    Autres:

    FI it F9 WNC

    Poids Propre + fluide (densite it clMinir) Support it ressort Temperature T I it T9 Poicl s propre cle la tuyauteri e en eau Oeplacement Cas I it Cas 9 Pression P I it P9 Pression test hyclraulique Acceleration en X Acceleration en Y Acceleration en Z Vent cas I itcas4

    Efforts ex terieurs F I it F9 Poicls propre sans fluide

    I Stress TYI)O HVD OPE SUS OCC OCC OCC occ OCC OCC EXP OCC occ OCC

    CETIM - Pole Oimensionnement Simulation et Logiciels

    Page 28

    Recommend I Load Cycles I

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 29

    Load cases/Stress types

    Chaque chargement ou combinaison est associe it un type de verification de contraintes

    Pour les chargements primaires Pour les chargements secondaires Pour les chargements occasionnels

    SUStained EXPansion OCCasional OPErating FATigue HYDrostatic HGR

    Pour les chargements primaires + secondaires Pour les chargements il ia fat igue Pour les chargements test hydraulique Pour Ie calcul des charges appliquees sur les ressorts

    I Load Case Oplions Cliquer sur la commande Module iI chaud ou froid

    !ilStatic- Analysis - [E:\sAUVE L-07\ClIENT 2007129 ~II

    Load Case Ecfltor L~d Case Options I Wind Loads 1 Wave Loads I

    L1 L2 L:l L4 ~ L6 Q La ~ L10 L11 L12 L13

    II)

    lond Case lIame

    HYDRO TEST CASE I CASE CONDITION 1

    SL ) CASE , 11

    "'NI (Ocq :) ocq I-I CASE W NUlllvN 1

    L3+L7(OCC) /

    / Type de chargement

    Comb Method

    SRSS

    Abs Abs Abs

    Snubbers Aruve?

    I Cancel I

    type de combinaison

    Frottement actif

    \ Hanger \ Elastic frlctl~n

    Stiffness ..... ,,1. I" . ., IRigld IEC 1.00DO As Design IEC 1.0000 As Design IEC ~

    +'A=CS1 I D;'=esiign'--EIE-=-c -'I- 1iiOOo As Design IEC 1.0000 As Design IEC 1.0000 As Design IEC 1.0000 As Design EC 1.0000

    Support it ressort actif ou non

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Combinaisons utilisees dans Ie caIcul

    SRSS Algebraic Abs

    Somme quadratique Somme de chargements de ca lcu l de type thermique SOl1lme de chargements SUS + acc (ou autres)

    Voi r dans CAESAR Illes mItres combinaisons possibles

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulati on et Logic ie ls

    Page 30

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 31

    Ajout d'un piquage DN 150 SCH40 Type de raccordement: Te forge

    Nouveaux l1(l!ud de calcul : 85 situe it egale distance entre 80 et 90.

    z

    y

    >

    CETIM - Pole Dimensiorlllement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Ana lyse et verification des resultats

    Relancer Ie calcul e t verifier la confonnite au code de ca l cui B3 1-3.

    CAlSAJIU Vcr.S.OO.3, (Blli ld 060(26) D~c: DEC '9, a007 Ti me: 18:46 Job: 1:\3AUVEL-O?ICLIEffT 3001\39 SonOlll COUlI ... IEXAMPI.l: COOD!: I

    li(en~ed To: AlfAtY3IJfG SEJlVICl!S ID U16365 CODE caMPLlAN'CE EXTEJ'fDED REPORT: Code Stu:~~c~ on Ekmcrrt::;

    V3liou~ 10'ld C;:;c:;

    t03d C,.:::c lrom Hodt Code Sue:::::: AlloW3ble !t,e::::::

    lOAD CASE m:manON XIV

    CASE 1 (H"iD) WW\iPH CASE 3 (SU3) WP,H CASE 10 (E)Q)Ll0~a-L3 CASE 11 (OCC1Llh13.L? CASE 12 (OCC)112=I.3 .L6 CASE 13 (OCC)LI3::l3.t9

    lilter::: U:::ed: St , t:;::; Code ) 100000.0000

    If./:;q.mM. JU:::q.mh'l.

    Piping Code: B31.3 a004, April 39, a 005

    ... CODE COMPLIA1{CE EVALUATImfPA SSED ...

    Hi911t~ Strc::::::e:::: (l'U~q.mm.) CodeStte~~ JI;rtio i~ 13.5:;rt Jf ode 65 tOADCASE: 10 (EXP)t to::I.at3 Code Strt~~: a36.1 AUow;)blt: 3a4.9

    Axi~ 1 Stre~~: 445.5 @Uode ao tOADCASE: 10 (J:XP)tl0::I.at3 Behdill9 Stt e~~: a36.1 @Jfode 65 t OADCASl: 10 (lXP)tI0::I.at 3

    Tot ~ioll St rt~~: 6.3 @llode 39 tOADCASl: 10 (J:XP)tI0::I.at 3 Hoop St l t~~: 30.9 @Nodt 96 tOADCASl: I (HYD) WW.HP.H 3D ).{;)X Ilrt c n~",: 505.1 @llode 20 tOADCASE: 10 (l!XP)tI0::I.at3

    3 (SOS) .00 6.33 10 (l!XP) .00 61.36 U(OCC) .00 9 .16 la(OCC) .00 6.13 13 (OCC) .00 9.14-

    131.69 336.40 163.40 163.40 163.40

    JI~io

    . 0 24.a

    5.0 4.6 5.3

    To Jfode

    210 210 210 210 210

    Code !trc::: :; Jf ./:::q.mm.

    16.53 11.05 a5.o1 16.95

    a&.41

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulati on et Logicie ls

    Page 37

    AIIOW3bl t Stu::::::: Jf./:::q.mh'l.

    131.69 326.20 163.40 163.40 163.40

    1I:I1.io

    13.4 a t 6 13.1 10.3 14.4

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 33

    EXEMPLE2

    Reservoir avec tuyauterie

    CETIM - Pole Dimensionnelllent Simulation et Logiciels

  • \ Formation CAESAR 11 - Exemples Page 34 Donnees BlDON Diametre exterieur: Epaisseur: Hauteur virole: Materiau: Calorifuge: Corrosion:

    JUPE Diametre exterieur: Epaisseur: Hauteur viro le: Materiau: Calorifuge: Corrosion:

    PIQUAGE Longueur: Materi au:

    Geometrie

    2000 mm 25 mm 5000 mm A 516 60 120 mm 3 nUll

    2000 mm 25mm 5000 nUll A 5 16 60 120mm 3mm

    300 mm A 106 B

    TUYAUTERJE Tuyauterie en 10" SCH 40 Materiau: A I 06 B Calorifuge: 50 111m Corrosion: 3 mm

    BRIDES Welding neck PN 50 face surelevee Longueur: I 17 mm Masse: 410 kg Materiau: A 105

    PRODUIT: Eau Press ion: 25 bars Temperature: 200C

    Utili ser les cartes pour definir la geometrie du systeme.

    ______ -.'40

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Definir Ie piquage suivant WRC 297

    : Classic Piping input

    From: III I o Bend ~. ===~D Narre 0 Rigid To: Ll oo~~1 ,

    D RedJcef D SIF,Uees

    - . ~ 0 E >

  • p!!I-

    Formation CAESA R 11 - Exemples Page 36

    EXEMPLE3

    Compensatenr de dilatation

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR 11 - Exemples Page 37

    E-'(emple 3 - Ligne de tuyauterie compensateur de dilatation

    Donnees

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples

    TUYAUTERIE Tuyauteri e en 4" SCH 40 Materiau: A3 l2 TP 304

    PRODUIT: Vapeur Pression: 20 bars Temperature: 300C

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulati on et Logicie ls

    Page 38

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 39

    Geometrie

    Creer une ligne de 20 111 sc indee en 4 parties de 5 m

    '''"''''--q

    D .... 0 ...... ~ OR;;' DSIF,uees "'" [" .3 H 0 ' ......... ~

    I SC:~ '"

    mtllll ... r~)R""" O-J

    ;

    '" J 5HI: "'071 "~ o H .... I '" DN- 5HZ. 115.140 DF~1 ~ . 0"'''' 0 ""''''''' I SHl 115.140 D lNnlJW_ SH' 115.140 ~Q

    0 "" 115.140

    OSMII\N'~ MtriIIl!(151)\312 TPllI.. 'vi f SH. 115.140 ~~ ""'- 0~~en SH1: 115.140 i "d ""m ' ......... IOl [1.951lE'OOS [ SHi 115.140 """'"

    om """ ...... ~1l~ i 1 S", 115.140

    "'" . """ ..... I!lI [1.95'lE'OOS ICJ .. U f~ , J

    """ ..... ~~ [ 1.95'lE'OOS 1 II S,.n fVrr.~ T~l: lm 0 Pciacn's RaIio: 11292D f "~N.Hu.md 1.2

    i 0 0, ~o"' imm I 0 01 ,",,0 ... ~

    """"",o ... lnIlIDl I ~ [' .... """-1 z

    H,aoPt.

    CETIM - Pole Dimensiolmement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples

    Supportage

    Modeliser un support poids + un guide tous les 4 m Modeliser un ancrage a chacune des ex tremites

    Creation d'un compensateur de dilatation axial:

    Delinir un element de 500 mm dans I'axe dUl110deIe

    Page 40

    Modeliser Ie compensateur avec une raideur axiale de 200 N/ml11 et une raideur transversa le de 100 N/mm

    ..... -"]

    fFcJeOeniy. 'aomo I FUdO..q; ~Omsip; ,G.laxJJ !

    i , I

    T 1_ Sit IlXLCOJ IInfrgSIl: CJ Toniln Stf; ~

    ElectivelD: J12S.1Dl I

    i

    ~.----+-----' z

    Active Ie ca lcul de la force due a I' effet de fond

    CETIM - Pole Dil11ensionnel11ent Simulation et Logiciels

  • Formati on CAESAR II - Exemples

    Autres types de compensateurs

    Compensateur uni verse l Compensateur lateral avec tirants Compensateur angulaires Compensateur it cat'dan Etc.

    Page 41

    Ces types de compensateurs sont plus complexe et l1(!cessite I' utili sation des elements sui vant :

    Soufflet T irants Tubes

    Disponible dans CAESAR II Elements ri gides Disponible dans CA ESAR II

    Pour relier ces elements et de n nil' les degres de liberte possibles, on utili se des CNodes et des blocages de l1ll:uds selon Ie type de compensateur it modeliser.

    CETIM - Po le Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • ,.

    ies eN odes

    el c/es

    Formalion CAESAR II - Exel11ples

    Analyse des n!sultats

    CAESAR II V('r.S.OO.3, (Build 060'26) Date: DEC 20, 2007 Time: 16:32 Job: E:ISAUVEL07ICLIENT 2007130 CETIM AP ... ICOMPEIISATEUR DII 200 LicmsedTo: AlfALYSINGSERVICES .. ID tU63f>S RESIRAIHT SUMMAr EXTElfDED REPORI':Loads On Restraints Various Load Cases

    NODE Load Case FX II.

    LOAD CASE DEFlIIITlON KEY

    CASE I lOPE) \lm.PI CASE 2ISUS) \I.PI CASE 3IEXP)L3,LIL2

    10 1 lOPE) 2 (SUS)

    3 (EXP)

    RigidAliC 2.2029

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 43

    EXEMPLE4

    Ligne de tuyauterie avec installation d'une double-enveloppe

    CETIM - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • Formation CAESAR 11 - Exemples Page 44

    Exemple 4 - Ligne de tuyauterie avec installation d'une double-enveloppe

    Donnees

    Installation d ' une double enveloppe entre les nreuds 50/600

    Longueur de la doubleenveloppe: Diametre du tube

    3000 Illm (creation de deux nreuds de calculs 52/54) 8" SCH 40

    Temperature du fluide de refroidissement Pression de cal cuI

    Modelisation

    100cC 4 barg

    Au na:ud 52, creer un CNode 520 avec un ancrage associe Au nreud 54, creer un CNode 540 avec un ancrage associe

    Puis creer une tuyauteri e entre les na:uds 520 et 540 avec les caracteristiques de la double enveloppe (Diametre, epaisseurs, temperature et press ion)

    " 10'''' D.""'" D Hama OR9;l 0 511, ' hili

    ..,o~,=_=o=J="::::;;~==~ 1 i ~o...... 0 """""", ~ 0...... i

    " .... 1lIl_

    ::l

    0::'-. i )) O l.lrbloada f

    ~o~~~N~/W~_~ ______ -J1 p ~l::'Wetied MateriaI:"I[\57)UI~"'21;;;Pll

  • Formation CAESAR 11 - Exemples Page 45

    EXEMPLE5

    Introduction aux calculs dynamiques (analyse modale)

    CETIM - Pole Dimensiollnement Simulati on et Logiciels

  • Formation CAESAR II - Exemples Page 46

    Exemple 5 - Introduction aux calculs dynamiques (analyse modale) Activer Ie module dynamique de CAESAR II (conullandes ANALYSIS puis DYMANIC)

    E~

    Puis executer Ie calcul.

    CETI M - Pole Dimensionnement Simulation et Logiciels

  • = ..

    Formation CAESAR JI - Exemples Page 47

    Les resultats defilent sur I' ecrall .

    iii DYNAMIC EIGENSQl VER Ii' JOB NAME: I F:\SAUVE L08\CLIENT 2008\2 SUppORT COlJRS CII\EXAMPL J

    Frequency 1

    3.15886 Hz. Elapsed Time' 0: 0: 0 Frequency 2 : 6.24231 Hz. Elapsed Time = 0: 0: 0 Frequency 3 = 6.40434 Hz. Elapsed Time = 0: 0: 0 Frequency 4

    7.59412 Hz. E lapsed Time = 0: 0: 1

    Frequency 5 = 9.01576 Hz. Elapsed Time = 0: 0: 1 Frequency 6

    13.27380 Hz. Elapsed Time 0: 0: 1

    Frequency 7 = 15.91095 Hz. Elapsed Time: 0: 0: 2 Frequency 8

    16.97000 Hz. Elapsed Time. 0: 0: 2

    Frequency 9 = 20.73576 Hz. Elapsed Time' 0: 0: 2 Frequency 10

    21.1lO!I71 Hz. Elapsed Time = 0: 0: 3

    Frequency 11 = 32.26840 Hz. Elapsed Time = 0: 0: 3 Frequency 12

    32.32545 Hz. Elapsed Time 0: 0: 4

    Frewenc. 13 = 39.35658 Hz. E""sed Time. 0: 0: 4

    I Cancel I

    CETlM - Pole Dimensiollnement Simulation et Logiciels