Variablenliste
Unterschiedliche Spannungsbewertung nach Regelwerken oder WRC
An einem Ausschnittsrand entstehen durch den Innendruck hohe Spannungen. Diese sind teilweise deutlich höher als die zulässige Spannung.
Aber diese Spannungen sind sekundärer Art d.h. durch die Verformung des Materials begrenzen sie sich selbst. Daher werden sie bei einer reinen Innendruckbetrachtung ignoriert.
Werden aber zusätzliche Spannungen zum Beispiel durch Stutzenlasten aufgebracht, so können diese Spannungen nicht mehr als sekundäre Spannungen eingestuft werden, da sie sich mit den primären Spannungen aus den Stutzenlasten überlagern. Jetzt dürfen Sie diese Spannungen nicht mehr ignorieren!
Im Übrigen dürfen diese Spannungen auch nicht bei Ermüdungsbetrachtungen ignoriert werden, da sich das Material plastisch verformen kann. Dies wird durch die entsprechenden Faktoren in den Ermüdungsberechnungen neben den Schweißnahteinflüssen berücksichtigt.
Sie erhalten folglich folgenden Effekt. Sie berechnen einen Stutzen nach AD 2000, ASME oder EN 13445 etc. Diese Auslegung ist in Ordnung und nach dem jeweiligen Regelwerk zulässig.
Denselben Stutzen berechnen Sie nun nach WRC ohne Stutzenlasten.
Jetzt können die Spannungen deutlich über 100% liegen, da die Spannungsbewertung wechselt.
Am besten erkennt man dies im AD 2000 Merkblatt S3/6 Abschnitt 4.2.1:
AD 2000 S3/6 - 4.2.1 Spannungen infolge Druckbelastung
Einzelspannungen aus Innen- bzw. Außendruckbelastungen können z. B. [4] oder [5] entnommen werden. Sofern dies die Anwendungsgrenzen zulassen, sollte [4] bevorzugt werden. Die in [5] angegebenen Kurven für die Spannungserhöhung durch Druckbelastung können nach [6] durch folgende Gleichungen angenähert werden:
Die mit dem Faktor α erweiterte Spannung aus der globalen Beanspruchung durch Innendruck (Kesselformel) ergibt
die Gesamtspannung im Verschneidungsbereich. Sie enthält die globalen und auch alle lokalen Anteile.
[4] Sicherheitstechnische Regel des Kerntechnischen Ausschusses: KTA 3211.2. Carl Heymanns Verlag KG, Köln, Berlin, 1993
[5] Bickell, M.B., and C. Ruiz: Pressure Vessel Design and Analysis. Macmillan and Co., London 1967
[6] Becker, M.: Berücksichtigung von Kräften und Momenten auf Behälterstutzen nach WRC 107 und WRC 297 und die Überlagerung mit Innendruck. RWTÜV e.V., Essen
Je nach Geometrie beträgt Alpha 2-10 d.h. die Spannungen am Ausschnitt sind um diesen Faktor höher als im ungestörten Bereich.
Unterschiedliche Spannungsbewertung nach Regelwerken oder WRC
An einem Ausschnittsrand entstehen durch den Innendruck hohe Spannungen. Diese sind teilweise deutlich höher als die zulässige Spannung.
Aber diese Spannungen sind sekundärer Art d.h. durch die Verformung des Materials begrenzen sie sich selbst. Daher werden sie bei einer reinen Innendruckbetrachtung ignoriert.
Werden aber zusätzliche Spannungen zum Beispiel durch Stutzenlasten aufgebracht, so können diese Spannungen nicht mehr als sekundäre Spannungen eingestuft werden, da sie sich mit den primären Spannungen aus den Stutzenlasten überlagern. Jetzt dürfen Sie diese Spannungen nicht mehr ignorieren!
Im Übrigen dürfen diese Spannungen auch nicht bei Ermüdungsbetrachtungen ignoriert werden, da sich das Material plastisch verformen kann. Dies wird durch die entsprechenden Faktoren in den Ermüdungsberechnungen neben den Schweißnahteinflüssen berücksichtigt.
Sie erhalten folglich folgenden Effekt. Sie berechnen einen Stutzen nach AD 2000, ASME oder EN 13445 etc. Diese Auslegung ist in Ordnung und nach dem jeweiligen Regelwerk zulässig.
Denselben Stutzen berechnen Sie nun nach WRC ohne Stutzenlasten.
Jetzt können die Spannungen deutlich über 100% liegen, da die Spannungsbewertung wechselt.
Am besten erkennt man dies im AD 2000 Merkblatt S3/6 Abschnitt 4.2.1:
AD 2000 S3/6 - 4.2.1 Spannungen infolge Druckbelastung
Einzelspannungen aus Innen- bzw. Außendruckbelastungen können z. B. [4] oder [5] entnommen werden. Sofern dies die Anwendungsgrenzen zulassen, sollte [4] bevorzugt werden. Die in [5] angegebenen Kurven für die Spannungserhöhung durch Druckbelastung können nach [6] durch folgende Gleichungen angenähert werden:
Die mit dem Faktor α erweiterte Spannung aus der globalen Beanspruchung durch Innendruck (Kesselformel) ergibt
die Gesamtspannung im Verschneidungsbereich. Sie enthält die globalen und auch alle lokalen Anteile.
[4] Sicherheitstechnische Regel des Kerntechnischen Ausschusses: KTA 3211.2. Carl Heymanns Verlag KG, Köln, Berlin, 1993
[5] Bickell, M.B., and C. Ruiz: Pressure Vessel Design and Analysis. Macmillan and Co., London 1967
[6] Becker, M.: Berücksichtigung von Kräften und Momenten auf Behälterstutzen nach WRC 107 und WRC 297 und die Überlagerung mit Innendruck. RWTÜV e.V., Essen
Je nach Geometrie beträgt Alpha 2-10 d.h. die Spannungen am Ausschnitt sind um diesen Faktor höher als im ungestörten Bereich.