Flanschabmessungen in 1591

WTS - Verdoppelung der Wärmeübertragerfläche durch Fouling

AD 2000 B3 - Maximaler Durchmesser außerhalb 0.6 D_a

Modul 25V enthält DIN V2505 als Option

Welche Größen müssen bei Wärmetauscherböden mit Randmoment eingegeben werden?

Zulässige Knickkraft bei Rohrplatten in Modul B51

Lastwechselberechnung nach AD 2000 S1 von -1bar bis 6bar

Warum ist die Mindestschraubenkraft FSB größer als (FRP + FFB + FDB ) ?

Wann muss die Schraubenkraft FDV reduziert werden?

Wie ist die Schraubenkraft (Betrieb, Einbau zu bestimmen)?

Wie berechnet man Ausschnitte in Kegeln nach B9?

Berechnung von Ausschnitten, Einzelstutzen auf kugeligem Körper

Mehrere Ausschnitte in Böden und Platten nach AD 2000 B5

Was muss ich bei Ausschnitten bei gewölbten Böden beachten?

Wie werden Behälter für tiefe Temperaturen ausgelegt?

B9 oder B9N - Blockflansche

WRC, WRCK - Starke Änderung  in der auftretenden Spannung, bei kleiner Änderung der Wanddicke.

Unterschiedliche Spannungen bei Probad und bei WRC

Die LV Programme als Hintergrundprogramme (Bibliotheken) in eigene Programme einbinden.

Im Ausdruck des Moduls UG37 treten negative Werte auf.

Flanschabmessungen von genormten Flanschen werden nur beim ersten Mal automatisch eingetragen

Das Modul 1591 bietet die Möglichkeit die Flanschabmessungen von genormten Flanschen automatisch auszufüllen (in der Zeile "Geometrie ähnlich"). Dies ist aber nur bei erster Eingabe möglich, danach wenn ich z.B. eine andere Nennweite wähle, werden die Abmessungen nicht mehr angepasst.

Antwort:

Es ist beabsichtigt den Re-Import der Geometriedaten zu unterdrücken, da viele Kunden die Geometriewerte zwar übernehmen möchten und dann aber einzelne abändern wollen. Diese sollten dann nicht mehr überschrieben werden.

Wenn Sie eine neue Nennweite anfordern wollen, geben Sie diese bitte im Flanschmodul selbst ein, oder ändern Sie den Wert auf der Maske „Geometrie ähnlich…“ auf den neuen Wert ab und führen Sie anstatt die „Enter Taste“ zu drücken,  ein Refresh durch die „F7 Taste“ durch.

Beispiel:

Die beiden Foulingfaktoren fi = 0,00025 m²·K/W und fa = 0,000085 m²·K/W ergeben zusammen einen Gesamtfoulingfaktor von

Rf = 0,000427 m²·K/W (Rf = fi ·da/di +fa, der innere Foulingfaktor wird auf die äußere Fläche bezogen).

Wird Rf in einen Wärmeübergangskoeffizienten umgerechnet, ergibt sich folgender Wert: Alpha_f = 1/Rf = 2342 W/(m²·K).

Im vorliegenden Fall sind die Wärmeübergangskoeffizienten Alpha_i = 7773 W/(m²·K) und Alpha_a = 15947 W/(m²·K) sehr groß. Da der Wärmedurchgangskoeffizient k jedoch immer kleiner als der kleinste der Wärmeübergangskoeffizienten Alpha_i, Alpha_a,  Alpha_f ist, wird bei diesem Wärmeübertrager die benötigte Fläche über die Verschmutzung bestimmt. Mit Berücksichtigung der Verschmutzungen ergibt sich eine Verdoppelung der benötigten Wärmeübertragerfläche.

Kein Stutzen außerhalb 0.6 Da

Falls kein Stutzen außerhalb 0.6 Da vorhanden ist, ist der Durchmesser des Stutzens 0.

Dies ist absolut konform des AD Merkblattes.

>>  es wird genau nach AD2000 B3 dokumentiert.

Die DIN V 2505  wurde als optionaler  Hinweis in das Modul eingearbeitet. 

Da es unser Bestreben ist, stets die aktuellen Versionen unseren Kunden auszuliefern, wurde die Ausgabe Januar 1986 eingearbeitet. Der Unterschied  ist  der Präambel zur DIN V 2505 Ausgabe 1986 zu entnehmen.

Zitat

„Diese Vornorm enthält sachlich unverändert den Inhalt der Vornorm DIN 2505, Ausgabe 1964. Gegenüber dieser Vornorm wurden lediglich die Einheiten aus das SI-System umgestellt und die zitierten Normen auf den neuesten Stand berichtigt.“

Antwort: Der Dichtungsdurchmesser dD und der Teilkreisdurchmesser dt der Schraubenbohrungen, außerdem der Dichtungskennwert k1 und der Sicherheitsbeiwert SD. Der Berechnungsbeiwert C1 wird nach AD-B5 Abschnitt 6.3.1 aus diesen Größen berechnet.

Anmerkung: Bei Platten mit Randmoment wird C1 nicht vorgegeben, im Gegensatz zu Platten ohne Randmoment.

Die zulässige Knickkraft wird abweichend von B5  6.7.1.5 nicht nur nach Gleichung 8a ermittelt, sondern in dem relevanten Fall dass  l<l₀ ist,  nach Gleichung 8b. Wie das Schaubild zeigt, würde eine Extrapolation der Gleichung 8a in den Gültigkeitsbereich der Gleichung 8b hinein, viel zu hohe zulässige Knickkräfte ergäben.

Ein Behälter wird  mit dem Druck -1 / 6bar betrieben. Muss eine Lastwechselberechnung von -1 bis 6 bar erfolgen?

In diesem Falle handelt es sich um ein Lastfallkollektiv.

Berechnen Sie zunächst die zulässigen Lastfälle für den Bereich 0 bis 6 bar. Anschließend (sofern überhaupt notwendig) den Bereich 0 bis -1 bar.

Mit den erhaltenen zulässigen Lastwechseln bilden Sie das Lastfallkollektiv nach der Regel von Meiner (AD 2000 S1 Gleichung 12).

Beispiel:

erforderliche Lastspielzahl = 500000

Fall 1 (0 - 6bar): ergibt eine zulässige Lastspielzahl von 700000

Fall 2 (-1 - 0bar):           ergibt eine zulässige Lastspielzahl von 2100000

Damit wird nach Gleichung 12:

500000 / 700000 + 500000 / 2100000 = 0,95 <1

Die Lastwechsel wären somit zulässig.

Antwort: Bei metallischen O-Ringdichtungen wird in AD B7 Tafel 1 nach Anmerkung 5 vorgeschrieben, dass die Schraubenkräfte um das Verhältnis der Hebelarme y1/y2 zu erhöhen sind.

Antwort: Nach AD B-7 Abschnitt 6.1.2.2 kann bei Weichstoff- und Metallweichstoffdichtungen die Mindestschraubenkraft für den Einbauzustand FDV = p dD k0 kD reduziert werden, falls F_DV > F_SB (=Mindestschraubenkraft für den Betriebszustand) wird. Dann gilt nach Gl. (6): F_DV* = 0.2* F_DV + 0.8*Ö(FSB * FDV). Die entsprechenden Formeln stehen auch im Ergebnisteil der Maske B7.

Anmerkung: Da AD-B7 in diesem Fall die Wahl lässt, legen Anwender üblicherweise die reduzierte Schraubenkraft zugrunde um den Flansch zu verkleinern. Es gibt jedoch Hersteller, die ihre Flansche nicht reduzieren.

Antwort: Die Schraubenkraft wird nach Modul B7 bestimmt.

Anmerkung: Es ist die gesamte Schraubenkraft für alle Schrauben einzusetzen. Bei den AD-B Modulen beziehen sich unbekannte Größen üblicherweise auf vorangehende Merkblätter mit kleineren Nummern.

Antwort: Kegelförmige Mäntel werden nach AD-B2 dimensioniert. Für Kegelöffnungswinkel phi < 70° können Ausschnitte als Zylinder nach AD-B9 berechnet werden. Der äquivalente Zylinderdurchmesser ist nach AD-B2 Abschnitt 6: Di = (Ds+di*sin(phi))/cos(phi), mit Ds = Kegeldurchmesser im Querschnitt senkrecht zur Kegelachse an der Ausschnittsmitte, di=Ausschnittsdurchmesser axial entlang der Kegelwand.

Welche Werte müssen für die ausgeführte Wanddicke se  und die Wanddicke im Ausschnittsbereich sa  eingegeben werden?

Antwort: se ist die Wandstärke des Grundkörpers außerhalb des Ausschnitts ohne Verstärkung; sa ist die gesamte Wanddicke mit Verstärkung im Ausschnittsbereich.

Anmerkung:  Die mittragende Breite b wird im Normalfall nicht eingegeben und ergibt sich nach Eintrag der Wanddicke sa.

Eine Berechnung mit mehreren Ausschnitten ist nur gültig, wenn auch eine Berechnung mit dem größten Einzelausschnitt erfolgte. Für das Ergebnis ist dann der größere Wert entscheidend.  Eine entsprechende Meldung erhalten Sie, wenn Sie im Programm die Angaben zum Einzelausschnitt weglassen und nur die Mehrfachausschnitte ausfüllen.

Dass die Plattendicke bei Mehrfachausschnitten kleiner sein kann als bei einem Einzelausschnitt ist richtig. Stellen Sie sich im Grenzfall eine völlig perforierte Platte vor, für diese wäre dann die Plattendicke gleich 0. Es ist das Gleichgewicht zwischen belastetem und tragendem Querschnitt relevant.

Antwort: Die zu Ausschnitten im Abschnitt 5.3 genannten Regelungen gelten auch für die gewölbten Böden. Ausschnitte in gewölbten Böden können sich funktionsbedingt in der Kalotte oder auch in der Krempe befinden.

Liegen Ausschnitte im Bereich 0,6 * D_a, ,  muss deren Verstärkung nach AD‑Merkblatt B 9 genügen (v_A nach Anlage 29). Bei scheibenförmigen Verstärkungen darf der Scheibenrand den Bereich von 0,8 * D_a bei Klöpperböden und 0,7 * D_a   bei Korbbogenböden nicht überschreiten. Allerdings sollte wegen des fertigungstechnischen Aufwandes nach Möglichkeit auf eine scheibenförmige Verstärkung verzichtet werden.

Ausschnitte im Krempenbereich (d. h. außerhalb 0,6 * D_a) sollten nach Möglichkeit vermieden werden. Wenn sie funktionsbedingt erforderlich werden, ist der Berechnungsbeiwert b unter Berücksichtigung des Verhältnisses  aus Bild 7 bzw. 8 AD‑Merkblatt B 3 (Anlage 28) zu ermitteln.

Sind mehrere Ausschnitte vorhanden und liegt der Steg auf der Verbindungslinie der Mittelpunkte von benachbarten Ausschnitten nicht vollständig innerhalb 0,6 * D_{a  ,} muss die Mindeststegbreite gleich der Summe der halben Ausschnittsdurchmesser sein.

Nach AD‑Merkblatt B 3 Anhang 1 wird empfohlen, bei Ausschnittsdurchmessern D_i > 0,6 D_a den gewölbten Boden durch ein kegelförmiges Übergangsstück zu ersetzen. Dieses kann nach AD‑Merkblatt B 4 (s. Abschnitt 7) dimensioniert werden (kegelförmiger Mantel mit Krempenradius).

Antwort: Nach AD-Merkblatt W10 werden bei tiefen Temperaturen drei Bean­spruchungs­fälle unterschieden, die vom Werkstoff und der Temperatur abhängen. Je nach Belastungsfall müssen die Sicherheitsfaktoren S, oder alternativ der Berechnungsdruck, mit einem Erhöhungsbeiwert multipliziert werden. Falls bei flüchtigen Stoffen der Dampfdruck als Berechnungsdruck verwendet wird, muss die Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks berücksichtigt werden.

Beispiel: Bei Werkstoff 1.0566 (P355NL1) ergibt sich folgende Tabelle nach AD-W10:

 Bei einer Temperatur von –100 °C müsste beispielsweise der Sicherheitsfaktor S oder der Berechnungsdruck mit 4/3 multipliziert werden. Falls eine Stahlsorte der Gruppe 1 oder 5.1 nach AD-HP 7/2 ohne Spannungsarmglühen verwendet wird, muss der Sicherheitsfaktor S bei Beanspruchungsfall II mit dem Beiwert 2 multipliziert werden: 2*S.

Frage: Wann benötige ich das Modul B9N?

Antwort: Für die Stutzenberechnung nach AD stellen wir seit einigen Jahren die Module B9 und B9N zur Verfügung. Mit dem Modul B9 wird der Nachweis buchstabengetreu nach dem Merkblatt geführt, mit dem Modul B9N logisch richtig(er) nach AD B9 und TRD 301 bzw. 303. Für die Anwendung von B9N sprechen mehrere fachliche Gründe.

In B9N finden  Sie auch die Berechnung der Blockflansche.

Zu Blockflanschen in Kugelschalen:

Überprüfen Sie zunächst, ob ein Nachweis überhaupt erforderlich ist. In der Regel ist der „größte unverstärkte Ausschnitt“ in Kugelschalen wesentlich größer als der Blockflansch Innendurchmesser.

In dem extrem seltenen Fall, dass ein Nachweis erforderlich wird, so kann dieser mit einem verkürzten Stutzen geführt werden.

Die Spannungen in den Modulen WRC, und WRCK  werden nach den Messkurven des Welding Research Councils ermittelt.

Je nach Geometrie muss zwischen 2 bis 3 Kurven interpoliert werden. Leider decken die Messkurven nicht den gleichen Bereich ab, sodass bei einigen Kurven zusätzlich noch extrapoliert werden muss.

Hier muss von Fall zu Fall entschieden werden, ob eine Extrapolation sinnvoll und vertretbar ist. Dies kann mit den Optionen unter dem Menü „Extra“ gesteuert werden

Frage: Es treten Unterschiedliche Spannungen bei Probad = 137,96 und bei WRC  = 191,1 auf.

In Ihrer Berechnung mit Probad wurde zwar ein Übergangsradius von 3 mm eingegeben , dennoch sind die Kerbfaktoren Kn und Kb auf 1 gesetzt. Dies ist nur zulässig, wenn die Stutzenbelastungen statisch sind. Treten wechselnde Lasten auf müssen die Spannungserhöhungen durch die Kerbwirkung berücksichtigt werden.

In unserem Programm ist dies so geregelt, dass ein Übergangsradius > 0 mm automatisch die Kerbfaktoren berücksichtigt, und damit auch die Belastung durch dynamische Lasten.

Als Anlage erhalten Sie eine Berechnung ohne die Berücksichtigung der Kerbfaktoren. Wie Sie sehen stimmen die Ergebnisse überein.

Den Sourcecode zu unserem WRC Programm haben wir im Übrigen 1986 vom TÜV Baden übernommen. Das Programm ist seither im Einsatz. Diskussionspunkte gibt es hin und wieder darüber, wie die „Unzulänglichkeiten“ des WRC Bulletins zu behandeln sind, vor allem, wie eine eventuelle Extrapolation zu handhaben ist. Im Menupunkt „EXTRA“  stellen wir hierzu mehrere Optionen zur Verfügung.

Beispiel: Visual Basic 6.0

1.     Estellen Sie ein neues Standard Exe  Projekt

2.     Legen Sie auf die Form einen Kommando Button

3.     Im Code Bereich geben Sie bitte folgende Zeilen ein

4.     Starten Sie Ihr Projekt.

Wie lassen sich diese Kräfte begründen?

Nach ASME UG36 c müssen  3 ½ ’’ bzw. 2 3/8 ’’  Stutzen  je nach der gegebenen Randbedingung  nicht nachgewiesen werden. In diesen Fällen ist die Mantelflächenreserve größer als der Flächenverlust durch die Öffnung. Dadurch ergeben sich die negativen Werte.