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Rendiamo semplice ciò che per molti è complicato

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AIAS 2019 INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRESS ANALYSIS
AN ORIGINAL FE MODELLING OF A LONGITUDINAL MULTI-PASSES SEAM WELDING SIMONE TRUPIANO, VALERIO G. BELARDI, PIERLUIGI FANELLI, FRANCESCO VIVIO, LUCA GAETANI

Department of Enterprise Engineering, University of Rome Tor Vergata, Via del Politecnico, 1, 00133, Rome, Italy
Department of Economics, Engineering, Society and Business Organization, University of Tuscia, Largo dell’Università, 01100, Viterbo, Italy
Eleo2 Engineering S.r.l., Via Benedetto Stay, 69, 00143 Rome, Italy

ABSTRACT

Both finite element and analytical methods for simulation of welding are essential to predict residual stress and distortions of welded components. Best FE modelling is obtained by using solid elements for thermo-structural simulation with high computational cost. In this contest, an equivalent modelling of plates based on shell elements is proposed in order to streamline the simulations. The equivalent model is composed of n levels of shell elements, centered on the weld seam, in order to evaluate rotations and translations typical of a multi-pass weld. There are as many levels as the number of the weld passes that compose the seam. The interconnection between the n shell levels is realized by rigid beam elements. The latter ones are connected to shell elements by constraint equations. Solid brick models of the plates are used as a benchmark for the equivalent models in thermal and mechanical simulations. The equivalent modelling is in good agreement with solid results, showing a strong decrease of computational burden, enabling the simulation of large welded models in operative conditions. © 2019 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/) Peer-review under responsibility of the AIAS2019 organizers Keywords: Welding simulation; Shell elements; Residual stress; Welding distortion; Butt joint

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FINITE ELEMENT ANALYSIS DI UN SERBATOIO TUMULATO PER STOCAGGIO GPL
Autore e Speaker: Luca Gaetani (Eleo2 Engineering Srl - Roma,Italia)
Altri Autori: Emma Rabiti (Officine Maraldi Bertinoro SpA-Bertinoro,Italia); Alessandro Masia; Lorenzo Germoni (Eleo2 Engineering Srl - Roma, Italia)

SOMMARIO
Un serbatoio tumulato per lo stoccaggio di GPL di un impianto petrolchimico della capacità di 1500 m3 è stato progettato in ambito PED. A causa delle peculiarità d’installazione di questo tipo di apparecchi in pressione, specifiche normative e considerazioni progettuali, strutturali e costruttive vanno implementate nella fase di design dell’apparecchio. I codici per gli apparecchi in pressione (norme armonizzate) e/o ASME non coprono in esplicito tutti gli aspetti meccanico-strutturali di questo tipo di applicazione.
Scopo del presente lavoro è mostrare come integrando i requisiti di sicurezza di un codice di progettazione e costruzione come l’ASME VIII Div.2 sia per la progettazione con metodi tradizionali che “design by analysis” con la linea guida EEMUA 190:2000 può essere considerato un approccio completo ed esaustivo alla progettazione di questo tipo di apparecchi dal punto di vista delle prestazioni di sicurezza strutturale attese dalla direttiva PED

 

 

ANALISI A FATICA DI UN REATTORE CHIMICO SECONDO GLI APPROCCI DELLA PARTE 5 DEL CODICE ASME VIII DIV. 2
Autore e Speaker: Luca Gaetani (Eleo2 Engineering Srl - Roma,Italia)
Altri Autori: Alessandro Masia; Lorenzo Germoni (Eleo2 Engineering Srl - Roma, Italia)

SOMMARIO
Un reattore chimico semibatch è un'apparecchiatura nella quale si svolge una reazione chimica in maniera semi discontinua, operante in condizioni di carico cicliche di temperatura e pressione. L’applicazione richiede un’attenta valutazione dei rischi strutturali associati ai rischi di guasto di fatica. Scopo del lavoro è proprio mostrare come eseguire analisi e verifiche a fatica per questo tipo di reattore secondo l’approccio suggerito dai metodi di “design by analysis” della parte 5 del codice ASME VIII Div. 2 [1]. Dei due approcci elastici proposti nel codice ASME il primo metodo denominato “smooth bar fatigue curve” fa riferimento alle curve di fatica fornite dal codice nell’Annex 3-F, l’altro denominato “S-N curve” è specifico per la verifica a fatica dei giunti saldati. A tale scopo sono stati implementati e quindi analizzati due diversi modelli agli elementi finiti con software di calcolo Ansys®. I risultati comparativi degli approcci proposti dal codice sono riportati nel presente lavoro.

 

 

A COMPARATIVE CREEP AND CREEP FATIGUE ANALYSIS OF AN AUSTENITIC STEAM SUPERHEATER
ASME Symposium on Elevated Temperature Application of Materials for Fossil, Nuclear, and Petrochemical Industries – March 25-27, 2014
author and speaker:
Luca Gaetani – Eleo2 Engineering Srl – Rome, Italy
other authors:
Lorenzo Germoni – Eleo2 Engineering Srl – Rome, Italy
Alessandro Masia – Eleo2 Engineering Srl – Rome, Italy
Patrizio Di Lillo – Walter Tosto SpA – Chieti, Italy

ABSTRACT
A steam superheater is a component which operates at elevated temperature in the creep regime.
The component is normally not working in cycling condition. Due to operation failures, the component, has been subjected to several unplanned start-ups and shutdown. The SSH has reported a very high level of damage of the tubesheet to shell junction in field (high deformation and weld cracks).
Several investigations have been performed to analyze the effect of temperature, pressure and external loads on the equipment with finite element techniques and different creep and creep-fatigue evaluation approaches: ASME III subsection NH, simplified inelastic analysis and a full creep model have been used. A comparison of the results is reported in this paper.

 

 

DETAIL INVESTIGATION OF OMEGA METHOD FOR CREEP ANALYSIS OF PRESSURE VESSEL COMPONENTS
PVP2013 – July 14-18, 2013, Paris, France
author and speaker:
Luca Gaetani – Eleo2 Engineering Srl – Rome, Italy
other authors:
Alessandro Masia – Eleo2 Engineering SrL – Rome, Italy
Francesco Vivio – University of Rome Tor Vergata – Rome, Italy
Michele Ferracci – University of Rome Tor Vergata – Rome, Italy

ABSTRACT
A comprehensive creep material model for evaluation of high temperature applications of ferritic, martensitic and austenitic steels is available in API 579-1/ASME FFS and in ASME VIII Div 2 CC-2605-1 codes based on MPC Project Omega.
Although the model can be used directly to analyze pressure vessels components behavior in a non-linear finite element creep analysis, several numerical and theoretical limits are to be taken into account in the implementation of the FE user-subroutine of the material model.
In this context, a deep parametric analysis, both theoretical and numerical, based on different possible operating conditions and material behavior (temperature, pressure, stress field, elastic-plastic material properties and plastic flow rules) has been performed to review the model results on a high pressure vessel component.
Based on results of these analyses, a theoretical critical review of the method is presented.

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