AD 2000 Merkblätter / Reihe S

Stückliste – Project

Mit dem Modul Project können Betriebs- und Prüfdaten sowie die wesentlichen Bauteile eines Druckbehälters mit den Hauptabmessungen und den verwendeten Werkstoffen in einem Formblatt erfasst werden.

Im Modul Project wird festgelegt, welche Berechnungsvorschrift verwendet wird und nach welcher Norm die Werkstoffdefinition erfolgen soll.

PMAX / Nzul ermittelt den maximal zulässigen Betriebs- und Prüfdruck und bestimmt das jeweils schwächste Bauteil. Nzul berechnet die Anzahl der zulässigen Lastwechsel nach AD S1.

Die benötigten Zusatzinformationen für die Berechnung des max. zulässigen Betriebsdruckes, Prüfdruckes und des Referenzdrucks für AD S1 sind hinterlegt. Zudem besteht die Möglichkeit, die Randbedingungen selbst zu setzen, z.B. für Druckstoß- und Explosionswellen – Berechnungen.

Die Schweißnahtfaktoren für die Lastwechselberechnung werden vom Programm vorgeschlagen und können jederzeit den Gegebenheiten angepasst werden.

S1 – Vereinfachte Berechnung auf Wechselbeanspruchung

Bei schwellender Belastung muss bei Stählen mit hoher Streckgrenze die Materialermüdung berücksichtigt werden. Die Anzahl der betrieblich zu erwartenden Druckschwankungen darf daher die zulässige Lastspielzahl nicht überschreiten.

Das Modul S1 ermittelt die zulässige Lastspielzahl unter Berücksichtigung der Druck-, Temperatur- und Gestaltungsfaktoren.

Die Anzahl der zulässigen Lastwechsel wird vom Modul Nzul ermittelt.

S2 – Berechnung auf Wechselbeanspruchung

Bei zeitlicher Veränderung der Belastung (Schwingbeanspruchung), die durch Innendruck, Temperaturdifferenzen oder durch zusätzliche Kräfte und Momente entstehen, muss ein Versagen durch Rissbildung ausgeschlossen werden.

Das Modul S2 stellt folgende Optionen zur Verfügung:

1. Berechnung der maßgebenden Vergleichsspannungsschwingbreite im überelastisch beanspruchten Bereich nach AD 2000 – Regelwerk S2 / Abschnitt 6
2. Berechnung der zulässigen Spannungsschwingbreiten bei bekannter Lastspielzahl an geschweißten und ungeschweißten Bauteilen nach AD 2000 – Regelwerk S2 / Abschnitt 7.1 und 7.2
3. Berechnung der zulässigen Lastspielzahl bei bekannter Spannungsschwingbreite an geschweißten und ungeschweißten Bauteilbereichen nach AD 2000 – Regelwerk S2 / Abschnitt 8.1 und 8.2

S30 – Zulässige Spannungen

Das Modul S30 erlaubt den Festigkeitsnachweis für Druckbehälter aufgrund gegebener Vergleichsspannungen nach dem AD 2000 Merkblatt / S3.0. Es enthält eine Werkstoffdatenbank zur Ermittlung des Festigkeitskennwertes und des Sicherheitsbeiwertes. Für die Anwendung des Traglast- oder Einspielverfahrens werden Auswahlkriterien gegeben.

S31 – Behälter auf Standzargen

Mit dem Modul S31 kann der allgemeine Standsicherheitsnachweis geführt werden. Der Zargenanschluss ist am Zylinder (übergeschoben oder über einen Tragring) oder im Krempenbereich (Klöpper- oder Korbbogenböden) möglich. Die Zarge selbst kann einen oder zwei gegenüberliegende Ausschnitte enthalten und über einen einfachen Fußring oder über einen Doppelring im Fundament verankert sein.

S32 – Liegende Behälter auf Sätteln

Das Modul S3.2 ermittelt die Längs-, Umfangs- und Scherspannungen in den gefährdeten Querschnitten von liegenden Behältern auf Sätteln. Der Behälter kann innen oder außen durch Stützringe versteift sein oder über einen Tragring am Sattel aufliegen.

Das Modul EN 16.14 (Globale Lasten an Zylinderschalen) wird als Ergänzung mitgeliefert.

S33 – Behälter mit gewölbten Böden auf Füßen

Mit dem Modul S3.3 kann der allgemeine Standsicherheitsnachweis für Behälter mit gewölbten Böden auf Füßen durchgeführt werden. Die Stützfüße können mit oder ohne Verstärkungsblech am Boden angebracht und über quadratische oder kreisrunde Platten im Fundament verankert sein.

S34 – Behälter mit Tragpratzen

Mit dem Modul S3.4 kann der allgemeine Standsicherheitsnachweis für Behälter mit Tragpratzen durchgeführt werden. Die Berechnung der Behälterwand kann zudem allgemein für die Berücksichtigung von Zusatzkräften ohne Ausschnitte in der Behälterwand verwendet werden. An der Pratze werden Auflager-, Steg- und Verstärkungsblech berechnet. Für die Ankerschrauben wird der erforderliche Kerndurchmesser ermittelt.

Ergänzend zu S3.4 kann das Modul PRAT eingesetzt werden.

S35 – Behälter mit Ringlagerung

Dieses AD 2000 Merkblatt dient der Berechnung von Tragringen und Ringträgern. Das Programm berechnet für alle relevanten Lastfälle die zulässigen Schnittgrößen des Ringes.

Mit Hilfe der erhaltenen Ergebnisgrößen wird ein globaler und lokaler Festigkeitsnachweis des Ringes gerechnet. Weiterhin erfolgt ein Festigkeitsnachweis der Schweißnähte zur Verbindung Behälter und Ring.

S36 – Behälter mit Stutzen unter Zusatzbelastung

Mit dem Programm können folgende Berechnungen durchgeführt werden:

• Die Ermittlung einer fiktiven Festigkeitsreserve für Stutzen-Zusatzlasten
• Das Prüfen der Bedingungen, unter welchen die Spannungsermittlung nach den im AD 2000 Merkblatt S3.6, Abschnitt 4 vorgesehenen Methoden zulässig ist.

Das Modul S36 enthält eine Näherungsgleichung für die von Bickel, M.B. und C. Ruiz angegebenen Kurven für die Spannungserhöhung durch Druckbelastung.

Berechnung von Stutzen mit Stutzenlasten mit FE-Methode

Einige Probleme des Apparatebaus lassen sich nur unzureichend mit den Standard -Ansätzen aus Regelwerken lösen, so dass oft nur eine Berechnung nach der Finite Element Methode weiter hilft. Diese ist jedoch in der Regel aufwendig und erfordert bei der Interpretation der Ergebnisse einige Erfahrung. Für standardisierbare Probleme wie z.B. Stutzen mit äußeren Lasten auf zylindrischen Grundkörpern oder auf gewölbten Böden bietet LV eine integrierte FE Berechnung an.