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EN18

Verteilung der Nenn-, Struktur- und Kerbspannung an einer Störstelle

Legende:

1 Nennspannung

2 Strukturspannung

3 Kerbspannung

4 Extrapolation zur Ermittlung der Strukturspannung am möglichen Risseinleitungspunkt

Bild 18-1 — Verteilung der Nenn-, Struktur- und Kerbspannung an einer Störstelle

Extrapolation zur Ermittlung der Strukturspannung aus Ergebnissen des Finite-Elemente-Verfahrens oder der Dehnungsmessung

Bild 18.3 - Extrapolation zur Ermittlung der Strukturspannung aus Ergebnissen des Finite-Elemente-Verfahrens oder der Dehnungsmessung (in Anhang N)

Punkte zu Ermittlung der Strukturspannung durch Extrapolation auf den Punkt der Spannungskonzentration (im dargestellten Fall der Nahtübergang):

a) Geringe Biegespannungskomponente, Messlänge ≤ 0,2e, lineare Extrapolation

b) Hohe Biegespannungskomponente, steife elastische Bettung, Messlänge ≤ 0,2e, quadratische Extrapolation

c) Messlänge > 0,2e, lineare Extrapolation

Der Begriff „Messlänge” bezieht sich auf die Abmessung des Dehnungsmessstreifens bzw. die Teilung des FE-Netzes.

Typischer Spannungsverlauf bei konstanten Hauptspannungsrichtungen

(a)  Typischer Verlauf der Hauptspannungen

(b)  Verlauf der Hauptspannungsdifferenzen und daraus resultierender Wert von Δσeq

Bild 18-4 — Typischer Spannungsverlauf bei konstanten Hauptspannungsrichtungen

Formabweichung an Längsnähten

(a) Axialer Versatz

(b) Unrundheit

(c) Winkelfehler

Bild 18-10 – Formabweichung an Längsnähten


Variablen

Variable 83 - Schweißnahtklasse

Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite

18.4(a): Nahtschweißverbindungen

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Prüf- gruppe

1 und 2

Prüf- gruppe

3

 

Durchgeschweißte Stumpfnaht, bündig geschliffen, einschließlich Reparaturschweißung

Ermüdungsanriss gewöhnlich an Nahtfehlern

Naht zerstörungsfrei geprüft und nachweislich frei von Oberflächenfehlern und größeren oberflächennahen   Fehlern (siehe  EN  13445-5:2014)

 

An Stelle von few    ist fe    zu verwenden.

90

71

1.2

Durchgeschweißte Stumpfnaht, beidseitig

geschweißt oder einseitig bis zum (unlösbare) Beilage oder zur temporären nichtschmelzenden Unterlage geschweißt

1:3

Naht zerstörungsfrei geprüft und  nachweislich  frei  von größeren Fehlern (siehe EN 13445-5:2014); bei einseitig geschweißten Nähten

Durchschweißung*

80

63

1.3

e

1:3      

Naht zerstörungsfrei geprüft und nachweislich frei von größeren Fehlern (siehe EN 13445-5:2014)

 

Einfluss von Mittellinienversatz bei der Spannungsberechnung berücksichtigt*

80

63

1.4

Naht zerstörungsfrei geprüft und  nachweislich  frei  von größeren   Fehlern   (siehe EN 13445-5:2014).

 

 

a £ 30°

80

63

a > 30°

71

56

*Bei Nahtversatz siehe 18.10.4


Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite (fortgesetzt)

18.4(a): Nahtschweißverbindungen

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Prüf­gruppe
1 und 2

Prüf­gruppe
3

1.5

Durchgeschweißte

Stumpfnaht, einseitig geschweißt,     ohne

Unterlage

Wenn vollständige Durchschweißung sichergestellt*

63

40

Wenn Innenseite für Sichtprüfung nicht zugänglich und vollständige Durchschweißung  nicht sichergestellt*

40

40

1.6

Durchgeschweißte

Stumpfnaht, einseitig geschweißt,         mit bleibender

Unterlage

Nur Rundnähte (siehe 5.7) Mindestnahtdicke  = Wanddicke

 

 

Wurzellage auf vollständige Verschmelzung geprüft

56

40

Einlagenschweißnaht

40

40

1.7

Sickennaht

Nur Rundnähte (siehe 5.7)

Mindestnahtdicke   = Wanddicke

 

 

Wurzellage  auf vollständige Verschmelzung geprüft

56

40

Einlagenschweißnaht

40

40

*Bei Nahtversatz siehe 18.10.4.

Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite (fortgesetzt)

18-4(b) — Verbindung Schale-Boden bzw. Schale-Rohrboden

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Prüf­gruppe
1 und 2

Prüf­gruppe
3

2.1

Aufgeschweißter Boden

 

Boden muss ausreichende Festigkeitseigenschaften über die Dicke aufweisen, um Lamellenrissbildung zu vermeiden

 

 

(a)

Beidseitig durchgeschweißt

(Bild a):

 

 

- wie geschweißt

71

63

- Übergang nachbearbeitet

(siehe 18.10.2.2)

80

63

(b)

Beidseitig mit versenkter Kehlnaht geschweißt (Bild b):

 

 

- Ermüdungsrisse in der Schweißnaht*

32

32

- Ermüdungsrisse in der Schale vom Nahtübergang

63

63

(c)

Einseitig durchgeschweißt, ohne Gegennaht (Bild c):

 

 

- wenn Innenseite sichtgeprüft und frei von Schweißgutüberlauf oder Wurzelrückfall.

63

40

- wenn Innenseite für Sichtprüfung nicht zugänglich und vollständige Durchschweißung nicht sichergestellt

40

40

2.2

Aufgeschweißter Boden mit Entlastungsnut

Naht zerstörungsfrei geprüft und  nachweislich frei von größeren Fehlern (siehe EN 13445-5:2014 vom NDT).

 

 

Beidseitig oder einseitig geschweißt und erste Lage bündig geschliffen

80

63

Einseitig geschweißt:

 

 

- wenn Innenseite sichtgeprüft und frei von Schweißgutüberlauf oder Wurzelrückfall

63

40

- wenn Innenseite für Sichtprüfung nicht zugänglich

40

40

* für Nahtdicke < 0,8 x Schalenwanddicke

2.3

Eingeschweißter Boden

(a)

Beidseitig durchgeschweißt oder mit versenkter Kehlnaht geschweißt  (Bild a);
bezogen auf Ermüdungsrisse in  der Schale

 

 

- wie geschweißt

71

63

- Übergang nachbearbeitet (siehe 18.10.2.2).

80

63

(b)

Beidseitig mit   versenkter Kehlnaht geschweißt  (Bild b):

 

 

- bezogen auf Ermüdungsrisse     in der Naht, auf Grundlage  der Spannungsschwingbreite an der Nahtdicke

32

32

- Mindestnahtdicke ≥ 0,8 x Bodendicke

63

63

(c)

Einseitig  durchgeschweißt, ohne Gegennaht (Bild c):

 

 

- wenn Innenseite sichtgeprüft  und  frei  von Schweißgutüberlauf oder Wurzelrückfall

63

40

- wenn Innenseite für Sichtprüfung nicht zugänglich

40

40


Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite (fortgesetzt)

18-4(c) — Verbindungen an Abzweigen

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Prüf­gruppe
1 und 2

Prüf­gruppe
3

3.1

Lochrand (an Ausschnittinnenseite)

1

1 Rissverlauf von der Ecke

ausgehend in das Bauteil;

Rissebene dargestellt.

Berechnung gewöhnlich wie bei ungeschweißten Bauteilen. Vereinfachte Berechnung gemäß Anhang Q mit Werten für Klasse 100 zulässig.

 

An Stelle von few ist fe zu verwenden.

100

100

3.2

Nahtübergang in Schalenwand

       

 

          

 

Durchgeschweißt

 

 

- wie geschweißt

71

63

- Übergang nachbearbeitet (siehe 18.10.2.2)

80

63

Mit versenkter Kehlnaht geschweißt:

 

 

- Mindestnahtdicke ≥ 0,8 x kleinere Dicke der verbundenen Wände, wie geschweißt

63

63

- Nahtdicke < 0,8 x kleinere Dicke der verbundenen Wände

32

32

- Übergang nachbearbeitet (siehe 18.10.2.2)

71

63

3.3

Schweißgut unter

Spannung

 

Mit Kehlnaht oder versenkter Kehlnaht geschweißt

32

32

3.4

Übergang in Abzweig

         

 

 

Wie geschweißt

71

63

Übergang nachbearbeitet (siehe 18.10.2.2).

 

en = Wanddicke des Abzweigs in Gleichung (18.10-6)

80

63


Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite (fortgesetzt)

18-4(d) Doppelmäntel

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Prüf­gruppe
1 und 2

Prüf­gruppe
3

4.1

Verbindungsnaht mit Formdichtung

 

Durchgeschweißt,  Naht zerstörungsfrei geprüft und nachweislich frei von größeren Fehlern (siehe EN 13445-5:2014)

 

 

Einseitig geschweißt:

 

 

- Mehrlagenschweißnaht; Wurzellage auf vollständige Verschmelzung geprüft.

63

40

- Einlagenschweißnaht

40

40

Beidseitig geschweißt oder einseitig   geschweißt mit Gegennaht

71

56


Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite (fortgesetzt)

18.4(e): Anbauteile

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Struktur­vergleichs­spannung

Nennver­gleichs­spannung

Prüf­gruppe
1, 2, 3

Prüf­gruppe
1, 2, 3

5.1

Anbauteil beliebiger Form  mit Randkehle oder Randabschrä­gung, mit  der  Oberfläche eines spannungsbean­spruchten Bauteils stumpfverschweißt, Nähte  ggf. um  die Enden herumgeführt

Bei um  die  Enden herumgeführten Nähten eine Klasse höher, wenn Nahtübergang nachbearbeitet
(siehe 18.10.2.2)

 

 

L ≤ 160 mm, t ≤ 55 mm

71

56

L > 160 mm

71

50

5.2

Anbauteil beliebiger Form, Oberfläche am spannungsbean­spruchten Bauteil anliegend, Nähte ggf. um die Enden herumgeführt

Bei um die Enden herumgeführten Nähten eine Klasse höher, wenn Nahtübergang nach­bearbeitet
(siehe 18.10.2.2)

 

 

L ≤ 160 mm, W ≤ 55 mm

71

56

L > 160 mm, W ≤ 55 mm

71

50

L > 160 mm, W ≤ 55 mm

71

45

5.3

Durchgehende Versteifung

Bei  durchgeschweißten Nähten eine Klasse höher, wenn Nahtübergang nachbearbeitet
(siehe 18.10.2.2).

 

 

t £ 55mm

71

56

t > 55mm

71

50


Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite (fortgesetzt)

18.4(f): Auflagerungen

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Prüf­gruppe
1 und 2

Prüf­gruppe
3

6.1

Auflagerung eines liegenden oder stehenden Behälters

1 mit durchgehender Kehlnaht rundum verschweißt
2 Unterlegblech

Wie geschweißt

71

71

Nahtübergang zur Schale nachbearbeitet
(siehe 18.10.2.2)

80

80

6.2

Zapfenlagerung

1 Unterlegblech

Wie geschweißt

71

71

Nahtübergang zur Schale nachbearbeitet
(siehe 18.10.2.2)

80

80

6.3

Sattelauflager

1 mit durchgehender Kehlnaht rundum verschweißt

Wie geschweißt

71

71

Nahtübergang zur Schale nachbearbeitet
(siehe 18.10.2.2)

80

80

6.4

Standzarge

Beidseitig geschweißt:

 

 

- wie geschweißt

71

71

- Nahtübergang zur Schale nachbearbeitet
(siehe18.10.2.2)

80

80

Einseitig geschweißt

56

56

6.5

Tragpratzen (mit oder ohne Verstärkungsblech) mit umlaufender Kehlnaht mit dem Behälter verschweißt

 

 

71

71

Tabelle 18.4 – Klassifizierung von Schweißverbindungen auf Grundlage der Vergleichsspannungsschwingbreite (fortgesetzt)

18.4(g): Flansche und Verstärkungsscheiben

Lfd. Nr.

Art der Verbindung

Darstellung

Bemerkungen

Klasse

Prüf­gruppe
1 und 2

Prüf­gruppe
3

7.1

Vorschweißflansch oder Ausgleichsflansch, durchgeschweißt, mit  Schweißansatz

Naht zerstörungsfrei geprüft und nachweislich frei von Oberflächenfehlern und größeren oberflächennahen Fehlern
(siehe EN 13445- 5:2014)

 

 

Beidseitig durchgeschweißt oder einseitig mit Gegennaht oder bis zum aufschmelzenden Einlegering oder zur temporären  Unterlage geschweißt

80

63

Einseitig geschweißt:

 

 

- wenn vollständige Durchschweißung sichergestellt

63

40

- wenn Innenseite für Sichtprüfung nicht zugänglich

40

40

7.2

Vorschweißflansch

Durchgeschweißt

 

 

- wie geschweißt

71

63

- Nahtübergang nachbearbeitet (siehe 18.10.2.2)

80

63

Mit versenkter Kehlnaht geschweißt:

 

 

- Nahtdicke ≥ 0,8 x Schalenwanddicke;

63

63

- Nahtdicke < 0,8 x Schalenwanddicke

32

32

7.3

Einschweißflansch oder Verstärkungsring

Durchgeschweißt

 

 

- wie geschweißt

71

63

- Nahtübergang nachbearbeitet
(siehe18.10.2.2)

80

63

Einseitig geschweißt:

 

 

- wenn vollständige Durchschweißung sichergestellt

63

40

- wenn Innenseite für Sichtprüfung nicht zugänglich

40

40

Mit versenkter Kehlnaht geschweißt:

 

 

- Nahtdicke ≥ 0,8 x Schalenwanddicke;

63

32

- Nahtdicke < 0,8 x Schalenwanddicke

32

32

7.4

Einschweißflansch oder Verstärkungsring, beidseitig geschweißt

- Nahtdicke ≥ 0,8 x Schalenwanddicke;

63

32

- Nahtdicke < 0,8 x Schalenwanddicke

32

32