IHC Handling Systems mejora los prototipos virtuales y la máxima calidad de los equipos offshore; la estrecha integración de Simcenter Femap y Solid Edge lo hace posible

Producto: Femap, Simcenter
Industria: Productos de Consumo

Con Simcenter Femap, la empresa aumenta la reutilización de diseños probados, lo que aumenta la productividad y disminuye loscostos.

La necesidad de prototipos virtuales

En la industria offshore, la certeza operativa es uno de los requisitos más importantes. Las instalaciones son grandes y las inversiones son altas. Prácticamente todo es único y deja poco margen de error. Como proveedor de herramientas para la instalación de equipos offshore, IHC Handling Systems v.o.f. (IHC Handling Systems) está muy familiarizado con el mercado. La funcionalidad y la calidad deben validarse antes de la producción. Los prototipos virtuales son la única manera de garantizar esto.

IHC Handling Systems es parte de IHC Merwede, líder mundial en la industria del dragado y offshore. Los productos de IHC Merwede incluyen buques de dragado, equipos y componentes, así como buques de uso especial y tecnología. IHC Handling Systems se centra en productos para petróleo, gas y viento, como equipos para el tendido de tuberías, equipos para la instalación de plataformas de petróleo y gas y equipos para la instalación de molinos eólicos marinos.

Respuesta y comunicación rápidas

Con el fin de colocar tuberías en el fondo marino o poner pilas de molinos de viento en posición vertical, las tuberías tubulares de pared delgada deben ser recogidas por pinzas. Estas son abrazaderas de metal que se colocan en el interior y exterior del tubo. La fuerza con la que las abrazaderas agarran el acero permite la elevación del producto. Para la nivelación de plataformas petrolíferas, IHC Handling Systems proporciona equipos para establecer una conexión temporal entre la construcción del fondo marino y las chaquetas sobre las que se apoya la plataforma. La mayoría de los productos producidos son específicos del proyecto. IHC Handling Systems generalmente tiene una participación temprana en nuevos proyectos offshore. “Los clientes se acercan a nosotros debido a nuestra reputación y experiencia”, dice Cor Belder, ingeniero conceptual de IHC Handling Systems. Es importante tener certeza sobre la solución conceptual en una etapa temprana. Una respuesta rápida a las demandas de los clientes y la comunicación son esenciales. “Al mismo tiempo, también queremos ofrecer certeza funcional. Eso solo se puede lograr utilizando herramientas de diseño avanzadas e integradas”.

Menor costo de software

Hace unos años, IHC Handling Systems compró licencias del software Solid Edge® de Siemens Digital Industries Software, un sistema híbrido integral de diseño asistido por computadora (CAD) 2D /3D y el software Algor® Simulation (que actualmente es propiedad de Autodesk y se ofrece bajo el nombre de Autodesk® Simulation Mechanical) para análisis de elementos finitos (FEA). Ambas soluciones fueron compradas a través de Bosch Engineering, un socio de Siemens Digital Industries Software. “Junto con una compañía hermana en el grupo IHC Merwede, fuimos precursores en el uso de Solid Edge”, dice Belder. “Algor funcionó muy bien junto con Solid Edge, y la transferencia de datos entre las dos aplicaciones permitió un análisis rápido de las alternativas de diseño”. Pero en una reciente reevaluación de las aplicaciones de ingeniería asistida por computadora (CAE), Belder vio margen de mejora, específicamente en las áreas de integración de datos, mallado y programación.

“Al principio de la evaluación, desarrollamos una preferencia por Simcenter Femap”, dice Belder. “Simcenter Femap ofrece una mejora significativa en la funcionalidad sobre Algor a menores costos de software. Queremos dedicar nuestro tiempo a la evaluación de diseños alternativos y no queremos perderlo por cuestiones relacionadas con la transferencia de datos. Simcenter Femap y Solid Edge están estrechamente integrados, lo que ahorra tiempo y reduce el riesgo”. Belder señala que además del robusto intercambio de geometría, la malla es más constante y permite un mejor refinamiento local.

Iteraciones rápidas

En un proyecto típico, el ingeniero conceptual desarrolla nuevos modelos o combina y reutiliza los existentes. “Los conceptos casi siempre se modelan en Solid Edge”, dice Belder. “En las primeras etapas, estos son diseños simplificados enfocados en la funcionalidad, pero listos para ser utilizados en análisis preliminares de CAE. La integración de Simcenter Femap y Solid Edge permite iteraciones rápidas en esta fase conceptual”. Estos diseños conceptuales funcionales también se utilizan para la comunicación con el cliente.

IHC Handling Systems utiliza tanto la funcionalidad lineal como la no lineal del solucionador de software NX™ Nastran® integrado en el software Simcenter Femap™. La funcionalidad lineal se utiliza para todos los cálculos estáticos, así como para el análisis de contactos. El análisis de contacto se utiliza a menudo para diseñar herramientas de elevación, donde las almohadillas de fricción de acero se presionan en el interior y el exterior de la tubería o pilar utilizando cilindros hidráulicos. El análisis no lineal se utiliza para el cálculo de la fricción entre el pilar de acero y las almohadillas de fricción. Esta fricción es la base del agarre necesario para levantar el pilar o tubería. La cantidad de fricción se define por la presión ejercida sobre los cilindros. Al mismo tiempo, la presión no debe conducir a la deformación de la tubería. “Estos son cálculos complejos que tardan hasta 20 horas”, señala Belder. “Tenemos que encontrar el óptimo técnico y económico, en otras palabras, la funcionalidad debe garantizarse al menor costo posible. Llevamos los cálculos al límite de elasticidad del material”.

Reutilización de diseños probados

La reutilización de mallas y cajas de carga ahorra mucho tiempo a los sistemas de manipulación de IHC, especialmente en proyectos donde se pueden utilizar conceptos existentes, aunque puede haber muchas variaciones posibles. Un ejemplo es la herramienta de eliminación que se utiliza para levantar pilares. Las herramientas de Upending deben ser capaces de manejar muchas combinaciones diferentes de diámetro / espesor de pared y deben ser capaces de recoger pilares con diámetros de hasta 6.000 milímetros. El cliente especifica el diámetro del pilar y la capacidad de elevación de la grúa disponible. Para encontrar la solución más económica, el ingeniero tradicionalmente seleccionaba variantes y realizaba los cálculos necesarios. Esto implica que, para cada variante, la generación de la malla y la aplicación del estuche de carga son necesarios para realizar un único cálculo. La geometría de las variantes difiere demasiado para reutilizar la malla y el estuche de carga.

Utilizando las capacidades de programación de Simcenter Femap, el modelo CAE se puede configurar y generar automáticamente, por ejemplo, desde Excel® software de hoja de cálculo, incluyendo la malla y el caso de carga a analizar. Además, programar con Simcenter Femap es fácil de aprender. “Usando la forma tradicional de trabajar, podríamos analizar solo tres combinaciones al día”, dice Belder. “La programación en Simcenter Femap nos ahorra una parte significativa del tiempo necesario para modelar, mallar y aplicar el caso de carga. Los preparativos se pueden reducir de horas a minutos. Podemos responder mucho más rápido a los cambiantes requisitos de los clientes”. Según Belder, construir la aplicación de la herramienta de gasto tomó, en general, no más de una semana: “La inversión ya se ha pagado por sí misma, porque siempre tenemos que hacer cálculos en los proyectos para las herramientas de eliminación, que usamos a menudo en nuestros proyectos”.

Se ha logrado el objetivo de trabajar mejor, más rápido y más rentable utilizando Simcenter Femap. “Estábamos satisfechos con las herramientas de ingeniería que teníamos, pero siempre hay margen de mejora. El uso de Simcenter Femap nos permite, mejor que nunca, servir a nuestros clientes con nuestra experiencia y calidad”, concluye Belder.