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TRD 303- Anlage 1 - Berechnung von Kugelschalen mit Ausschnitten gegen Dehnungswechselbeanspruchung der Lochränder Berechnung innen*
- Berechnung -
Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)
Ausgabe Dezember 1996
(BArbBl. 12/1996 S. 41 aufgehoben)
1 Geltungsbereich
1.1 Diese TRD gilt für die Nachrechnung von Kugelschalen, die nach TRD 303 ausgelegt wurden, gegen Dehnungswechselbeanspruchung der Lochränder innen infolge Innendruck und infolge radialer Wandtemperaturdifferenzen beim Aufheizen und Abkühlen.
Als dickwandig gelten Kugelschalen. wenn
(1)
Wenn andere Lastwechselzahlen als in TRD 301 Abschnitt 6.2.1 zugrunde gelegt werden müssen, ist diese Anlage 1 auch auf dünnwandige Kugelschalen anzuwenden.
1.2 Diese TRD gilt nicht für die Beanspruchung der Stutzenanschlüsse infolge äußerer Kräfte und Momente.
2 Berechnungsgrößen und -einheiten
Siehe TRD 301 Abschnitt 2 und 6.2.1 mit der Bezeichnung "Kugelschale" anstelle von "Zylinderschale" sowie TRD 301 Anl. 1 Abschnitt 1.2 und 1.3
3 Einzelspannungen
3.1 Ideal-elastische mechanische Lochrandspannungen infolge Innendruck
3.1.1 Die Lochrandspannung für Kugelschalen mit radialen Abzweigen wird ermittelt aus
σip = αm ⋅ αψ ⋅ (dm / (4 ⋅ sb)) ⋅ p* (2)
mit dm = 0,5 (da+dj)
und Sb = (gemessen) oder Sb = Se ⋅ 1,15 (gepreßt)
oder Sb = Se (gedreht).
Bei gewölbten Böden nach DIN 28011 oder 28013 kann Sb = se 1,05, jedoch nicht weniger als Sb > Se + 1 mm, eingesetzt werden.
Der Formfaktor α ψ ist bei radialen zylindrischen Stutzen bzw. bei kreisrunden Ausschnitten αψ = 1.
Für den Formfaktor αm, darf eingesetzt werden:
| αm = 2,0 | bei durchgesteckten und ohne Restspalt volltragend verschweißten Stutzen. die selbst nicht unter Innendruck stehen, z.B. Thermometerhülsen oder Mannlochverstärkungen mit innen liegendem Deckel. |
| αm= 2,5 | bei aufgesetztem oder durchgestecktem und ohne Restspalt volltragend verschweißtem Stutzen, wenn sb/di > 0,04 ist. |
| αm= 2,9 | bei anderen Bauarten und wenn Sb/di < 0,04. |
3.1.2 Bei schrägen Abzweigen mit einem Bohrungsdurchmesser dAi > Sb sowie bei elliptischen Ausschnitten ist αψ = Verhältnis große Halbachse zu kleiner Halbachse.
3.1.3 Benachbarte Ausschnitte werden bei dieser Betrachtung wie Einzelausschnitte nach Abschnitt 3.1.1 behandelt.
3.1.4 Die Unrundheit wird nicht zusätzlich in Rechnung gestellt.
3.2 Idealelastische Spannung am Lochrand infolge Wandtemperaturdifferenz
Die Berechnung erfolgt wie in TRD 301 Anl. 1 Abschnitt 3.2. Abweichend ist lediglich der Formfaktor ΦK für Kugelschalen anstelle von Φ i für Zylinderschalen einzusetzen (Bild 1).
4 Gesamtspannungszustand
Siehe TRD 301 Anl. 1 Abschnitt 4
5 Zulässige Spannungen und Lastwechselzahlen
Die Berechnung erfolgt wie in TRD 301 Anl. 1 Abschnitt 5 einschließlich der Ermüdungskurven (dort Bild 8).
Abweichend sind lediglich die Gl. (23) und (24). Statt dieser sind zu verwenden:
(3)
(4)
Für die Formel αϑ ist der Wert αϑ = 1,5 einzusetzen, wenn kein kleinerer Wert nachgewiesen wird.
6 Überlagerung verschiedener Lastzyklen
Siehe TRD 301 Anl. 1 Abschnitt 6
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