Übersicht des Modulpaketes ASME BPVC VIII-1

Durch die Globalisierung werden auch ausländische Berechnungsvorschriften nach DIN EN und ASME erforderlich. Bei Wärmetauschern sind vielfach die Standards nach TEMA (Tubular Exchanger Manufactures Association) bzw. seit 2005 nach Abschnitt UHX des ASME BPVC Teil VIII-1 eingesetzt.

Das LV-Programmpaket ermöglicht dem Anwender die festigkeitsmäßige Berechnung von Druckbehälterbauteilen, wie zylinder-, kugel-, kegelförmigen Schalen, Böden, Platten und Flanschen nach ASME VIII, Div. 1 sowie die Berechnung der Rohrböden von Wärmetauschern nach UHX bzw. TEMA. Angegliedert ist eine umfangreiche Werkstoffdatenbank. 

Sie enthält ca. 4400 Werkstoffe nach amerikanischen, europäischen und deutschen Normen, die in den Berechnungsmodulen ausführlich spezifiziert werden. Zudem steht ein Projektblatt zur Verfügung, in das sämtliche zu berechnenden Positionen eingetragen werden können. Die Dokumentation erfolgt mit den maßgeblichen Gleichungen, wahlweise in Deutsch / Englisch. Mit dem LV-Excel-ADD-IN können Werte in einer Excel-Tabelle an ein LV-Programm übergeben bzw. Berechnungsergebnisse aus dem Programm in die Tabelle übernommen werden. Dadurch bleiben z.B. vorhandene Excel-Kalkulationen nutzbar, während gleichzeitig eine komplette Apparateberechnung eingebunden wird.

Die Berechnungsdokumentation erfolgt analog der DIN EN Normen.
Einzelmodule, die in dieser Übersicht nicht aufgeführt sind finden Sie in der alphabetischen Auflistung der Preisliste.

Schnittstellen zu CAD Systemen auf Anfrage.


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.


Werkstoffdatenbank – WERK

Auswahl und Dokumentation von Werkstoffen zur Auslegung von Druckbehältern

Das Programm ermittelt die zulässigen Festigkeitskennwerte in Abhängigkeit von Temperatur, Bauteilgeometrie, dem Regelwerk und Liefernorm. Sämtliche Werte werden angezeigt, können ausgedruckt, in die Zwischenablage kopiert, in einer Datei (z.B. zur Weiterbearbeitung mit MS WORD) gespeichert oder an beliebige Berechnungsmodule wie AD 2000 / EURONORM / ASME / TRD übergeben werden

Der Werkstoffserver liegt zweisprachig vor und kann optional auf Englisch bzw. Deutsch umgestellt werden

Werkstoffserver
Voll integrierter Werkstoffserver

Prüfdruck nach ASME VIII UG-99 und UG-100

Mit Modul UG99 kann der maximal zulässige Prüfdruck nach ASME VIII-1 UG-99 für ein Berechnungsprojekt mit mehreren Kapiteln berechnet werden. Nach dem Start können zwei Optionen gewählt werden:

  1. Prüfdruck und Materialkennwerte nach UG-99/UG-100
  2. Maximal zulässiger Betriebsdruck nach UG-99/UG-100

UG-27 Zylinder und Kugeln unter innerem Überdruck

Unter innerem Überdruck werden Zylinder- und Kugelschalen durch Zugspannungen belastet. Damit diese Beanspruchung nicht zum Versagen eines Bauteils führt, muss die Wandung ausreichend dimensioniert werden.

Das Modul Ug27 ermittelt die erforderliche Wandstärke sowie den zulässigen Überdruck für die vorhandene Wandstärke. Für die Berechnung von Ausschnitten nach UG37 wird zudem die erforderliche Wandstärke bei 100 % Auslastung angegeben.


UG-28 Zylinder und Kugeln unter äußerem Überdruck

Bei äußerem Überdruck können Zylinder- oder Kugelschalen durch plastisches oder elastisches Einbeulen versagen. Im ASME-Code sind Material-Temperatur-Kurven für die verschiedenen Werkstoffgruppen angegeben, anhand derer der zulässige äußere Überdruck bestimmt werden kann.

Mit Modul UG28 kann der zulässige äußere Überdruck für Zylinder- und Kugelschalen berechnet werden. Die erforderliche Wandstärke wird iterativ bestimmt.


UG-29 Versteifungsringe an zylindrischen Schalen unter äußerem Überdruck

Die Berechnung der notwendigen Trägheitsmomente der Verstärkungen bei Behältern unter äußerem Überdruck erfolgt für die beiden Fälle unter Berücksichtigung

  • der Trägheitsmomente von Wand und Verstärkung
  • des Trägheitsmoments der Verstärkung allein

In dem Modul wird ein Vergleich zwischen dem vorhandenen und dem notwendigen Trägheitsmoment durchgeführt, eine Verletzung der Festigkeitsbedingung wird angezeigt.

Die vorhandenen Trägheitsmomente von Verstärkungsringen können automatisch aus dem Modul BIEG übernommen werden.


UG-32 Gewölbte Böden unter innerem Überdruck

Für Böden oder Reduzierungen können kugelige, elliptische, torisphärische oder kegelförmige Geometrien verwendet werden. Die Abweichung von der Kugelform wird bei innerem Überdruck im ASME-Code über Formfaktoren berücksichtigt. Für Kegel muss zudem die Wandstärke am weitesten Durchmesser und der Querschnitt der Eckverbindung überprüft werden.

Das Modul Ug32 ermittelt die erforderliche Wandstärke von elliptischen, torisphärischen oder halbkugel-förmigen Böden unter innerem Überdruck. Bei Klöpper- und Korbbogenböden wird die Geometrie vom Programm entsprechend vorgegeben.

Bei Kegeln kann der Mantel und die Krempe sowie die Eckverbindung am weiten und engen Ende berechnet werden.


UG-33 Gewölbte Böden unter äußerem Überdruck

Für Böden oder Reduzierungen können kugelige, elliptische, torisphärische oder kegelförmige Geometrien verwendet werden. Die Abweichung von der Kugelform wird bei äußerem Überdruck im ASME-Code über einen Geometriefaktor zur Auswertung der Material-Temperatur-Kurve berücksichtigt. Für Kegel ist zudem der Querschnitt und bei wirksamen Versteifungen auch das Flächenträgheitsmoment der Eckverbindung zu prüfen.

Das Modul Ug33 ermittelt die erforderliche Wanddicke der Böden unter äußerem Überdruck. Bei Klöpper- und Korbbogenböden wird die Geometrie vom Programm entsprechend vorgegeben. Bei Kegeln kann zudem der Querschnitt und die wirksame Versteifung der Eckverbindung am weiten und engen Ende berechnet werden.


UG-34 Ebene Böden und Platten

Die unterschiedlichen Bauformen von ebenen Böden oder Platten werden in der Berechnung über Beiwerte erfasst. Die einzelnen Bauformen sind als Bilder hinterlegt. Bei verschraubten Platten ist das Flanschmoment zusätzlich zu berücksichtigen.


UG-37 Ausschnitte in Mänteln und Böden

Mit Modul Ug37 können durchgesteckte oder aufgesetzte Stutzen mit / ohne Verstärkungsscheibe ausgelegt werden. Für die Berechnung von benachbarten Ausschnitten sind die Werte der Einzelstutzen zu übernehmen.

Bei Ausschnitten in Druckbehältern muss die fehlende drucktragende Mantelfläche durch Flächenreserven in Mantel und Stutzen oder durch eine Verstärkungsscheibe ersetzt werden. Überlappen sich die Abklinglängen zweier benachbarter Stutzen, so muss die vorhandene Fläche immer noch ausreichen, um die ausgeschnittene Fläche zu ersetzen.


Flansche incl. Flanschtabellen (AFLT – ANSI / ASME B16.5)

Flanschverbindungen müssen im Einbau / Betriebszustand dicht sein. Die erforderlichen Schraubenkräfte belasten den Flansch mit einem Biegemoment. Für die verschiedenen Flanscharten können anhand von Geometrieverhältnissen die auftretenden Spannungen aus Messkurven ermittelt werden.

Mit dem Modul AFL können durchgesteckte Vollflasche und Losflansche / Losflansche mit Bund oder ohne kegeligen Ansatz berechnet werden. Für den Einbauzustand ist eine Auslegung auf die max. Schraubenkraft möglich. Die benötigten Hilfsgrößen werden angezeigt.


ANSI

In der ANSI-Norm B36.10 sind die Abmessungen von Stahlrohren hinterlegt. Die Auslegung der Rohre auf ruhende Beanspruchung durch Innendruck erfolgt nach ASME/ANSI B31.3.

Das Modul ANSI ermittelt die Rohrabmessungen nach ANSI B36.10 und die erforderliche Wanddicke nach ASME/ANSI B31.3. Rohrbögen werden berücksichtigt.


APY – Flansche mit Metallkontakt außerhalb des Schraubenkreises nach ASME BPVC Appendix Y

Beispiel

Flansch Klasse I, A=16 in. = 406.4 mm, B = 10 in. = 254 mm, C = 14 in. = 355.6 mm, G = 11 in. = 279.4 mm, g0 = g1 = 0.375 in. = 9.525 mm, zulässige Spannung Szul = 131 MPa, Innendruck P = 700 psi = 4.826 MPa

Y1/Y2 = (A-B+g0)/(A-C+g0) = (406.4–254+9.525) / (406.4-355.6+9.525) = 162/ 60.3 = 2.7

Erforderliche Flanchblattdicke:

nach APY: t = 28.58 mm = 1.125 in

nach AD-B8: t=45 mm (mit Y1/Y2 = 2.7)


ATB Tellerböden nach Appendix 1 – 6

Bei Tellerböden liegt die größte Beanspruchung im Übergangsbereich zur kugelförmigen Kalotte und im Flansch. Im Anhang 1-6 des ASME-Codes sind für die verschiedenen Gestaltungsformen Berechnungsformeln angegeben.

Modul ATB ermittelt die erforderliche Wandstärke von Tellerböden und die Flanschdicke für innenliegende und durchgehende Dichtungen. Bei Tellerböden ohne zusätzlichen Flanschring werden zudem Klappschrauben berücksichtigt


TEB2 Berechnung von Rohrbögen und T-Stücken nach ANSI / ASME B31.3

Das Modul berechnet das Beanspruchungsprofil eines Rohrbogens bzw. eines T-Stückes nach ASME.

Mit Hilfe der Werkstoffdatenbank werden die berechneten Beanspruchungen mit den jeweils zulässigen Spannungen des gewählten Werkstoffes verglichen.


Auslegung von Rohrböden nach ASME BPVC UHX

Das Modulpaket UHX ist gegliedert in drei Module für U-Rohr, Festkopf- und Schwimmkopf-Wärmetauscher nach Abschnitt UHX des ASME BPVC Teil VIII-1. Das Paket umfasst:

  • Modul UHXa U-Rohrböden nach UHX-12
  • Modul UHXb Festkopf-Rohrböden nach UHX-13
  • Modul UHXc Schwimmkopfböden nach UHX-14
  • Die erforderlichen Berechnungsfälle 1-7 für schalen- oder rohrseitigen Druck und Wärmedehnung
  • Vorgabe der Konfiguration (a-f) für Festkopf-Böden und (A-D) für Schwimmkopf-Böden.
  • Berechnung des Betriebs- und Prüffalls
  • Ausführliche Hilfedatei im (pdf Format) einschließlich aller Beispiele nach ASME-UHX-20

Modulpaket ASME VIII Div. 1 incl. Werkstoffdatenbank

Paketpreis (1 Lizenz) : siehe Preisliste

Die Berechnungen können auch nach entsprechender EURONORM durchgeführt werden.


Siehe auch weitere US Amerikanische Normen.

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