В случаях, для проверки конструкции недостаточно стандартных формул ASME VIII, чтобы предусмотреть поведение какого-либо компонента, применяется более сложный аналитический метод - анализ конечного элемента (FEA). Компания Welding Units использует метод анализа конечного элемента на протяжении уже более десяти лет, применяя при этом программное обеспечение LUSAS, а в последнее время - ПО ANSYS, работающее в сочетании с AutoCAD Inventor.
Анализ конечного элемента позволяет более точно и полно предусмотреть поведение анализируемых ключевых компонентов. Сфера его применения не ограничивается типовыми фланцевыми соединениями для трубопроводов. Он может использоваться для стандартной проверки любых узлов на соответствие кодексу ASME VIII Div 2 путем анализа значений интенсивности напряжений на ключевых местах узла с учетом линейных характеристик материалов. Анализ конечного элемента также может использоваться при изучении отдельных областей, испытывающих повышенные нагрузки, чтобы учесть нелинейные характеристики материалов для оценки вероятности аварий из-за разрывов или серьезной деформации. Анализ усталости является закономерной последовательностью анализа конечного элемента, позволяющей быстрее вносить изменения и проводить повторный анализ для выявления и устранения проблемных мест.
Наиболее распространенным методом анализа конечного элемента является осесимметричный двухмерный анализ, который позволяет получить достаточный уровень точности в сравнительно сжатые сроки. Этот метод может быть усовершенствован путем расширения анализа до трехмерной модели, чтобы учесть эффект болтовых отверстий, градиент изгибающего момента и прочие несимметричные отклонения от нормы..Компания Welding Units использует анализ конечного элемента в сочетании с практическими испытаниями, сравнивая показания датчика сопротивления, полученные в ходе испытаний, с результатами анализа. Это позволяет точно скорректировать подходы, применяемые при анализе, чтобы получить результаты, заслуживающие доверия.
Обычная практика применения анализа конечного элемента компанией Welding Units принимает во внимание следующие параметры:- распределение нагрузки по поверхности фланцевого соединения
- поведение уплотнительных колец при различных нагрузках
- рост нагрузки на болтовые крепления во время эксплуатации
- расположение мест концентрации высоких нагрузок
- следствия применения необычных конфигураций, например, конических отверстий, острых углов сочленения и т. д.
