Abbildungs- und Tabellenverzeichnis TRD 301
< 250 °C)
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A = 0)
< 300 °C für 2000 Druckwechsel und sL = 5
< 530 °C für 2000 Druckwechsel und sL = 5
A = 15°
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Abbildungs- und Tabellenverzeichnis TRD 301 | |
| Bild 1. | Verstärkung durch Vergrößerung der Wanddicke des Grundkörpers mit Ausschnitt
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| Bild 2. | Verstärkung durch durchgesteckten und durchgeschweißten Abzweig
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| Bild 3. | Verstärkung durch aufgeschweißten Abzweig
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| Bild 4. | Verstärkung durch angeschweißten Abzweig bei ausgehalstem Grundkörper
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| Bild 5. | Im Gesenk geschmiedetes Abzweigstück
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| Bild 6. | Abzweigstück aus dem Vollen geschmiedet, gebohrt und gedreht
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| Bild 7. | Ausschnitt mit scheibenförmiger Verstärkung (zulässig für
< 250 °C)
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| Bild 8. | Ausschnitt mit scheibenförmiger Verstärkung und durchgestecktem und durchgeschweißtem Abzweig (Schweißnähte dargestellt für innen zugängliche Zylinderschalen)
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| Bild 9. | Beanspruchungsschema für eine Zylinderschale mit schrägem Abzweig
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| Bild 10. | Verschwächungsbeiwerte für Zylinderschalen mit senkrechtem Abzweig, geeignet für die Ermittlung von Wanddicken (Diagramm)
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| Bild 11. | Verschwächungsbeiwerte für Zylinderschalen mit senkrechtem Abzweig, geeignet für die Nachrechnung ausgeführter Konstruktionen - Diagramm gültig für sv/di < 0,05
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| Bild 12. | Verschwächungsbeiwerte für Zylinderschalen mit senkrechtem Abzweig, geeignet für die Nachrechnung ausgeführter Konstruktionen - Diagramm gültig für sv/di < 0,05
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| Bild 13. | Verschwächungsbeiwerte für Zylinderschalen mit senkrechtem Abzweig, geeignet für die Nachrechnung ausgeführter Konstruktionen - Diagramm gültig für sv/di = 0,1
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| Bild 14. | Verschwächungsbeiwerte für Zylinderschalen mit senkrechtem Abzweig, geeignet für die Nachrechnung ausgeführter Konstruktionen - Diagramm gültig für sv/di = 0,2
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| Bild 15. | Verschwächungsbeiwerte für Zylinderschalen mit senkrechtem Abzweig, geeignet für die Nachrechnung ausgeführter Konstruktionen - Diagramm gültig für sv/di = 0,35
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| Bild 16. | Verschwächungsbeiwerte für Zylinderschalen mit senkrechtem Abzweig, geeignet für die Nachrechnung ausgeführter Konstruktionen - Diagramm gültig für sv/di = 0,5
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| Bild 17. | Beanspruchungsschema für ein Abzweigstück mit kegeligen Ansätzen und Ausrundungen
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| Bild 18. | Benachbarte Ausschnitte mit unterschiedlichen Abzweigdurchmessern (dargestellt für A = 0)
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| Bild 19. | Benachbarte Ausschnitte mit unterschiedlichen Abzweigdurchmessern (dargestellt als Abwicklung)
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| Bild 20. | Benachbarte Ausschnitte mit unterschiedlichen Mittenabständen (dargestellt als Abwicklung)
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| Bild 21. | Verschwächungsbeiwerte für Lochfelder mit symmetrisch versetzter Anordnung |
| Bild 22. | Beanspruchungsschema für eine Zylinderschale mit einem nicht radial angeordneten Abzweig |
| Bild 23. | Beanspruchungsschema für ein geschmiedetes Y-förmiges Abzweigstück mit kegeligen Übergängen und Ausrundungen
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| Bild 24. | Beanspruchungsschema für eine Zylinderschale mit Y-förmigem Abzweig und rippenförmiger Verstärkung
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| Bild 25. | Zulässige Spannung bei schwellender Beanspruchung für Stähle, eingesetzt im Sattdampfbereich< 300 °C für 2000 Druckwechsel und sL = 5
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| Bild 26 | Zulässige Spannung bei schwellender Beanspruchung für Stähle, eingesetzt im Heißdampfbereich 330 < < 530 °C für 2000 Druckwechsel und sL = 5
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| Bild 27. | Beanspruchungsschema für eine Zylinderschale mit Y-förmigem Abzweig, dargestellt mit A = 15°
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| Bild 28. | Formstück, geschmiedet und aufgebohrt
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| Tafel 1. | Berechnungsgrößen mit Symbolen und Einheiten |
| aϑ | Temperaturleitfähigkeit bei *
ergibt sich die Temperaturleitfähigkeit Der Zahlenfaktor ergibt sich aus der Verwendung der genormten Einheit von |
mm2/min W/mK(=J/msK) | |||||||||
| bS | Breite einer scheibenförmigen Verstärkung | mm | |||||||||
| c1 | Zuschlag zur Wanddicke zur Berücksichtigung von Wanddickenunterschreitungen | mm | |||||||||
| c2 | Korrosions- und Abnutzungszuschlag | mm | |||||||||
| da | äußerer Durchmesser der Zylinderschale | mm | |||||||||
| di | innerer Durchmesser der Zylinderschale | mm | |||||||||
| dm | mittlerer Durchmesser | mm | |||||||||
| dAa | äußerer Durchmesser eines Abzweiges | mm | |||||||||
| dAi | Durchmesser von Ausschnitten oder innerer Durchmesser von Abzweigen; bei elliptischen Ausschnitten die in Längsachse der Zylinderschale liegende Achse | mm | |||||||||
| eA | größte mittragende Länge eines Abzweiges | mm | |||||||||
| eG | größte mittragende Länge des Grundkörpers | mm | |||||||||
| fu | Unrundheitsfaktor | - | |||||||||
| f1 | Bewertungsfaktor für die Tragfähigkeit einer scheiben- oder rippenförmigen Verstärkung bei vorwiegend ruhender Beanspruchung | - | |||||||||
| f2 | Beiwert für temperaturabhängige Größen | mm4·K/N·min | |||||||||
| f3 | Faktor zur Berücksichtigung des Oberflächeneinflusses | - | |||||||||
| f4 | Faktor zur Berücksichtigung des Wurzelspalteinflusses | - | |||||||||
| l0 | zylindrische Auslauflänge am Grundkörper | mm | |||||||||
| lA0 | zylindrische Auslauflänge am Abzweig | mm | |||||||||
| lA1 | ausgeführte Länge der Verstärkung am Abzweig | mm | |||||||||
| lA2 | nach innen überstehende Länge einer Verstärkung am Abzweig | mm | |||||||||
| n | vorgesehene oder wahrscheinlich zu erwartende bzw. zulässige Lastwechselzahl für eine Lastzyklusart | - | |||||||||
 | maximale Lastwechselzahl bis zum Anriß für eine Lastzyklusart | - | |||||||||
| p* | maßgebender Innendruck für die Berechnung nach Anlage 1 zu dieser TRD | N/mm2 | |||||||||
| sb | Berechnungswanddicke für Berechnung nach Anlage 1 zu dieser TRD | mm | |||||||||
| sv | Wanddicke des Grundkörpers mit Verschwächung und ohne Zuschläge | mm | |||||||||
| sA | erforderliche Wanddicke von Abzweigen mit Zuschlägen | mm | |||||||||
| sA0 | Wanddicke von Abzweigen ohne Zuschläge | mm | |||||||||
| sAe | ausgeführte Wanddicke von Abzweigen | mm | |||||||||
| sN | Mindestdicke einer Kehlschweißnaht | mm | |||||||||
| sS | Dicke einer scheibenförmigen Verstärkung | mm | |||||||||
| tl | Mittenabstand benachbarter Ausschnitte in Achsrichtung (Längsteilung) | mm | |||||||||
| tu | Mittenabstand benachbarter Ausschnitte in Umfangsrichtung (Umfangsteilung), bezogen auf Wandmitte ohne Zuschläge | mm | |||||||||
| tΦ | Mittenabstand benachbarter Ausschnitte unter dem Winkel Φτ bezogen auf Wandmitte ohne Zuschläge | mm | |||||||||
| u0 | Durchmesserverhältnis d0/di | - | |||||||||
| vA | Verschwächungsbeiwert für einen Einzelausschnitt | - | |||||||||
| vL | Verschwächungsbeiwert für Lochreihen und Lochfelder | - | |||||||||
| vN | Schweißnahtfaktor | - | |||||||||
| vϑ | Temperaturänderungsgeschwindigkeiten des Mediums bzw. der Wand im quasistationären Zustand | K/min | |||||||||
| vϑ1 |
| K/min | |||||||||
| vϑ2 |
| K/min | |||||||||
| Ap | druckbelastete Fläche ohne Berücksichtigung der Zuschläge | mm2 | |||||||||
| Aσ | tragende Querschnittsfläche ohne Berücksichtigung der Zuschläge | mm2 | |||||||||
| D | Erschöpfungsgrad | - | |||||||||
| Eϑ | Elastizitätsmodul bei ϑ* | N/mm2 | |||||||||
| SD | Erschöpfungssicherheit | - | |||||||||
| SL | Lastwechselsicherheit | - | |||||||||
| U | Unrundheit der Zylinderschale | % | |||||||||
| a | Formzahl für die vereinfachte Berechnung auf Wechselbeanspruchung | - | |||||||||
| ab | Formzahl für Biegespannungen | - | |||||||||
| am | Formzahl für Membranspannungen unter Berücksichtigung der Abmessungen | - | |||||||||
| am0 | Formzahl für Membranspannungen unter Berücksichtigung der Ausführungsform | - | |||||||||
| αϑ | Formzahl für Wärmespannungen | - | |||||||||
| βLϑ | differentieller linearer Wärmeausdehnungskoeffizient 4 bei | 1/K | |||||||||
| γ | Verhältniszahl | - | |||||||||
| 2·σa | zulässige Spannungs-Schwingbreite für ungekerbte Stäbe | N/mm2 | |||||||||
| σi | ideal-elastische Gesamt-Lochrandspannung | N/mm2 | |||||||||
 i | zulässiger Oberspannungs- bzw. Maximalwert von σi | N/mm2 | |||||||||
 i | zulässiger Unterspannungs- bzw. Minimalwert von σi | N/mm2 | |||||||||
| σip | ideal-elastische Lochrandspannung durch Innendruck | N/mm2 | |||||||||
| ip | kleinster Wert von σip (Anfahr-Beginn) | N/mm2 | |||||||||
| ip | größter Wert von σip (Abfahr-Beginn) | N/mm2 | |||||||||
| σip4 | absolut größter Wert von σip bei Betriebsüberdruck p4 | N/mm2 | |||||||||
| σiϑ | ideal-elastische Lochrand-Wärmespannung | N/mm2 | |||||||||
 0 | mittlere Nennspannung ohne Berücksichtigung von Ausschnitten | N/mm2 | |||||||||
| Φ | Mittelspannung im Steg zwischen zwei benachbarten Ausschnittenunter dem Winkel ΦA zur Achsrichtung des Grundkörpers | N/mm2 | |||||||||
| ΦA | Winkel der Verbindungslinie zweier Ausschnitte zur Achsrichtungdes Grundkörpers | ° | |||||||||
| Φf | Formfaktor | - | |||||||||
| ψA | Neigungswinkel eines Abzweigen zur Mantellinie des Grundkörpers | ° | |||||||||
| ψA1 | Neigungswinkel eines Abzweigen zur Tangente. an die Umfangslinie des Grundkörpers | ° | |||||||||
| ϑ* | maßgebende Temperatur für die Berechnung nach Anlage 1 zu dieser TRD | °C | |||||||||
| ϑi | momentane Temperatur an der Innenfaser | °C | |||||||||
| ϑm | momentane mittlere Temperatur des Querschnittes | °C | |||||||||
 | maximale Mediumtemperatur | °C | |||||||||
 | minimale Mediumtemperatur | °C | |||||||||
| Δϑ | Differenz von ϑm und ϑi | K | |||||||||
| Δϑ∞ | quasistationäre Temperaturdifferenz | K | |||||||||
| Δσi | zulässige reduzierte Schwingbreite bzw. wahre Schwingbreite von σi | N/mm2 | |||||||||
| Δσ* | zulässige Schwingbreite für Stäbe mit technisch rauher Oberfläche | N/mm2 | |||||||||
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Es ist zu beachten, daß in allen Bildern die Wanddicke ohne Zuschläge dargestellt sind | |||||||||||
| Tafel 2. | Bewertungsfaktoren f1 bei Zylinderschalen und Abzweigstücken mit scheiben- oder rippenförmiger Verstärkung |
| Ausführung (nur schematische Darstellung) | Voraussetzungen | Bewertungs- faktoren f1 | |||||||||||||||||||||||||||||
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| Tafel 3. | Formzahl α für volltragende und nicht volltragende Verbindungen zwischen Grundkörper und Abzweig |
| Verbindung | α |
| Volltragend im Sinne von Abschnitt 3.2 (2) | 3,5 |
| Walzverbindung | 3,5 |
| Nicht volltragend (Walzschweißverbindung oder Kehlnahtverbindung mit wurzelseitigem Restspalt > 1,5 mm) | 5,0 |
| Tafel 4. | Beiwert f2 11 |
| Sattdampf-Temperaturbereich ϑ < 330 °C | Heißdampf-Temperaturbereich 330 < ϑ < 530 °C | |
| ferritische Stähle | 74 | 62 |
| X 20 CrMoV 12 1 | 66 | 63 |
| austenitische Stähle | 28 | 30 |
Fußnoten
| 1 | Eine weitergehende Definition der Verformungsfähigkeit ist vorgesehen |
| 2 | Berechnungsregeln sind in Vorbereitung |
| 3 | Zylinderschalen, bei denen z.B. wegen einer spröden Innenauskleidung die Verformung zu begrenzen sind, müssen unter Umständen dickwandiger ausgeführt werden. |
| 4 | Stoffwerte siehe VDI-Richlinie 3128. |
| 5 | Schweißnähte gelten als weitgehend kerbfrei. wenn sie frei von Einbrand- und Wurzelkerben sind. Muldenförmige, flache Anschmelzungen fallen nicht unter den Begriff Einbrandkerbe. |
| 6 | Die Berechnung erfolgt in allen Fällen nach der Schubspannungshypothese. Für die Berechnung nach dem Flächenausgleichsverfahren gilt nur die geometrische Grundfigur gemäß Bild 9 und Bild 18 |
| 7 | Unterschiede bis zu 4 % in der Bruchdehnung der Werkstoffe von Grundkörper, Abzweig und Verstärkung werden als nicht nennenwerter Unterschied des Verformungsvermögens der Werkstoffe angesehen, wobei  5 = 14 % nicht unterschritten werden darf (vgl. Abschnitt 1.2). |
| 8 | Die folgenden Berechnungsregeln werden noch in dem Maße vervollständigt, wie neue Erkenntnisse gewonnen werden. |
| 9 | Unter Kaltstart wird das Anfahren einer Kesselanlage aus dem drucklosen bzw. nahezu drucklosen Zustand auf den Betriebsdruck bzw. einem dem Betreibsdruck nahekommenden Druck verstanden. Als Druckschwankung soll dabei  angesetzt werden. |
| 10 | Die zulässige Schwellfestigkeit  zul ist für = 10.000 und ϑ* = 250 °C für Bauteile im Sattdampfbereich und ϑ* = 400 °C im Heißdampfbereich aus Bild 8 der Anlage A zu dieser TRD entwickelt |
| 11 | Die Beiwerte f2 sind nach der Gleichung
bestimmt worden |
, c und 
bzw. die kleinste Temperaturänderungsgeschwindigkeit während des Anfahrens von 
