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提出日:  07/18/2006

名前:  Bob  Worden

職種:  CAD Manager at OPC

見出し 

米国テキサス州ヒューストンのOPC DRIZOは、3Dおよび双方向の利点がある CADWorx/PIPEおよびCAESAR IIを使用して、効率、精度、設計品質を高める。


詳細 

新興国に地球規模のソリューションを提供:
旧ソビエト連邦の崩壊で、多くの新興国が現れ、巨大な問題を抱えている。それは、これらの国の豊かな天然資源の開発を通じて、持続的成長に資金を供給する方法、そして、こうした商品を世界市場に持って行く方法である。 最小の資本支出で、可能な限り迅速にインターネットを使うことが、世界の新興国に普遍の目標である。従って、政府は、必要な財政的支援および専門知識を提供して、これらの資源を市場に持って行き、利益分配を受けようと、グルーバル企業に関心を向けている。
こうした提携の1つが、カザフスタン共和国のカラチャガナク油・ガス田を開発、管理するために結ばれた。これは、カザフスタン政府とABTL合同企業の間の提携である。ABTLは、イタリアのAGIP、英国のBritish Gas、米国のTexaco、ロシアのLUKoilで構成されている。
カラチャガナク油・ガス田は、復元可能な埋蔵量3億トンの石油・ガスコンデセート、5000億立方メートルの天然ガスを含有すると推定されている。初期計画は、初年度で石油およびコンデセート360万トンで、これを2001年以後に1200万トンに引き上げる。 カラチャガナク油・ガス田は、高濃度のH2SとCO2を含む超酸性ガスを生成し、グリコールの脱水を重視する。完全な脱水は、こうした汚染物質の除去の鍵となるので、これらの要素を無害にし、除去を簡単にする。

環境影響の減少:
プロジェクトの技術管理は、英国ロンドンのBechtel-Snamprogetti(BESP)が落札した。BESPは、米国テキサス州ヒューストンのOPC DRIZOを選んで、OPCのDRIZO特許取得プロセスを使用して、グリコールの接触および再生ユニットを設計した。 ガスの脱水の仕様書は、70barg(ゲージ圧)において、100万分の1体積以上の水を必要としなかった。OPCのDRIZO特許技術を使用することは、このユニットが、低い装置によって、従来の分子篩よりも低い資本支出で作られることを意味した。また、DRIZOユニットも、実質的に排出ゼロである。
また、OPC設計のDRIZOユニットを独自にするのは、これらがジエチレングリコール(東部では簡単に入手可能)またはより効率的なトリエチレングリコール(西部では簡単に入手可能)を使用して実行できるということである。つまり、今後、トリエチレンは、より簡単に入手可能になれば、使用できるのである。DRIZOユニットはこうした柔軟性を提供できる唯一のプロセスである。
熱交換器に供給される、水分に富んだグリコールは、湿性ガスに存在する酸性要素の一部を構成する。こうした要素を抽出する第1段階は、引火したガスが再圧縮し、その後の脱水に対し、プラントの湿性ガス流に戻るフラッシュドラムに、この液体を送り込むことである。
DRIZOプロセスは、多くのグリコール再生プロセスと同様に、汚染ガスの副生成物の燃焼がないので、実質的に排ガスがない。DRIZOプロセスの副生成物は、純度水準が99.99%+ のグリコールおよび酸を生成する水である。この非常に高いレベルのグリコール純度は、湿性ガス流に再導入される際の脱水効率を大きく高める。

設計の検討:
要求事項は、世界中のどこからでも、ユニットを組み立てて、出荷できるということだった。全体寸法が長さ13.5メートル×幅7メートル×高さ21.2メートルであるので、スキッドを単一のユニットとして組み立てて、輸送することができないのは明らかだった。
設計プロセスの際、製造後のユニットを回路、陸路、鉄道で輸送するために、2メートル×2メートル×10メートル未満の、ボルトで固定できる部分に分解できるように、鋼鉄製品および配管の方向を設定する必要があった。この方法は70トン超の鉄鋼を削減し、製造費および輸送費を大きく節約した。

CADWorx PIPEは効率的な3D設計の鍵
設計プロセスの初期にOPCは、OPCに強力な3Dモデル化ツールを提供するプラント設計ソフトウェアを使用するユニットを設計する必要があると判断した。探索を重ねた末、OPCは、COADEのCADWorx/PIPEに決めた。
CADWorx/PIPE はOPCに3D、2Dの製図、製造用等測図法、部品表を生成する能力を与え、COADEのCAESAR II応力解析パッケージへの双方向リンクを提供した。
OPCは、CADWorx/PIPEを簡単に習得、実施、使用できることがわかった。実際、OPCの設計者は、わずか2日間の研修後に実行した。またOPCは、COADEがパッケージの購入に含めた1年間の技術サポートおよびプログラム更新にも、大きな価値を見出した。 CADWorx/PIPEの仕様書主導のルーティンは、各付属品がプロジェクト仕様書に従って設置されたことを意味し、材料および寸法データが正確なコンポーネントのみが、モデルに設置されることが保証された。これにより、ヒューマンエラーが大幅に減少した。
また、CADWorx/PIPEの作業グループの特徴は、多数の設計者が、モデルの異なる部分で作業すると同時に、互いの作業を設計のどの時点でも確認することを容易にしたことである。このようにして、工数が減少し、生産が増加した。

成果物は3D設計の真の利点:
3Dでの作業に大きな利点があったとはいえ、これをコンピュータやソフトウェアにアクセスせずに使用することはあまりない。設計審査および外勤では、従来の形式での表示を保つ2Dの製図および報告を必要とした。こうした「成果物」には、2Dの設計図、正面図、断面図、製造用等測図法、スプール図、部品表が含まれた。CADWorx/PIPEの単一モジュール形式内で、OPCは、労力、修正、除去をほとんど必要とせずに、3Dモデルから自動的に項目を生成することができた。別の利点は、モデルへの調整が自動的に2Dの製図に反映されることだった。これ自体は珍しくはないが、本当にCADWorx/PIPE を際立たせていたのは、製造用等測図法や断面図に修正を渡し、モデルに戻す能力だった。正に「往復」のエンジニアリングである。
Fern Computer Consultancyは、大成功したソリューションの作成で大いに貢献してきた。Robによると「当社はFernと非常に良い関係にある。Fernは当社の産業とニーズを理解している。FernおよびCOADEと協力してTD/12を開発し、この開発を通じて、よい関係を築いた。迷惑をかけられることなどなく、必要なときにそこにいてくれた」ということである。

CADWorx/PIPE およびCAESAR II:応力解析の設計への統合
OPCは、作業の重複を省く他の方法も探していたが、応力解析に関する部分の仕事に関してそれを行うのは途方もないことに気が付いた。一般に設計者は、応力アイソメ図をプラントのレイアウトから作成する。それから応力解析技術者は、これらを使用して、応力解析の情報を入力する。製図に印が付けられると、再検討のために、設計者に戻される。すべてが正確ならば、設計者がレイアウトに変更を加え、それに応じて、応力アイソメ図を修正する。CADWorx/PIPEは、COADEのCAESAR II配管応力解析プログラムに双方向リンクする能力があったので、OPCはエンジニアリングや設計を行う数百時間を節約する機会があった。設計の予備段階の思わぬメリットで、設計者は解析用に、CAESAR IIに提案された支持点、ハンガー、拘束を備えた配管レイアウトを送ることができた。その結果、潜在的な大きな問題を設計の初期段階に把握した。
いったんCAESAR II で解析が実施されると、応力解析技術者は結果に基づき、レイアウトの変更や支持材の配置について、推奨を行った。CADWorx/PIPE はこうした結果を、3Dモデルに直接読み込むことができ、設計者がレイアウトの実現可能性に提案された修正を再検討できるようにした。すべての当事者が満足した時点で、CADWorx/PIPEはCAESAR II の変更情報を、ルーティングやサポート推奨を含むCADWorx/PIPE配管モデルに取り込んだ。
双方向の利点は、ここでは中断しなかった。またCADWorx/PIPEは、解析結果を取得し、応力アイソメ図を双方向に生成することができる。設計者は、製図に現れる解析情報を選択する。

展望:
OPCは、CADWorx/PIPEおよびCAESAR IIを使用するすべての利点を、まだ十分には理解していないと感じており、設計プロセスにおける3Dモデル化の使用を通じて得られる、さらに大きな効率がまだあるのではないかと考えている。
設計者が仕事の一部として受け入れた日常的な課題の多くは、この設計ツールを使用することで排除される。それでもこうした日常的な課題の結果は必要とされたが、CADWorx/PIPEが、結果を、効率的で安全な設計の自動的な副産物にした。 OPCにCADWorx/PIPEを使用することは、より高性能に作業を行い、顧客により多く提供し、設計に使われる費用に対し、より品質の高い製品を納品することを意味している。
これまでOPCは、単にプラントのレイアウトおよび断面図を作成し、製造用等測図法およびスプール図を、二次加工業者の責任として残していただけかもしれない。現在、OPCはこうした図面を自動的に作成することができ、CADWorx/PIPEの能力を使用して、不一致を検出するので、鋼の初部品を切断するか、最初のアークが明らかな利点とぶつかる前に、実際に設計を証明する立場に置いている。
OPCは、CADWorx/PIPEおよびCAESAR IIなどの統合エンジニアリングCADシステムを実施する決定は、価値があり、痛みのない動きであると考えている。OPC DRIZOは、こうした設計ツールの使用から、プロジェクトや使用者は大いに利益を得ていると感じている。


 


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