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TRD 301 Anlage 2 - Berechnung von Rohrbögen
- Berechnung -
Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)
Ausgabe Oktober 1976
(ArbSch. 1/1977 S. 22; 4/1978 S. 122aufgehoben)
1. Geltungsbereich
Die Anlage 2 ergänzt die Berechnung zylindrischer Schalen nach TRD 301, Ausgabe 475, und ist nur in Zusammenhang mit ihr anwendbar.
Die Berechnungsregel gilt für Einschweißbögen, z.B. nach DIN 2605, und gebogene Rohre.
Ausgenommen von der Anwendung dieser Berechnungsregel sind gebogene Rohre mit da< 70 mm. Dies gilt auch für gebogene Rohre mit 70 < da< 159 mm, sofern das Verhältnis Krümmungsradius zu Außendurchmesser R/da> 3 ist.
Durch die Berechnungsregel wird berücksichtigt [ 1], daß bei Innendruckbeanspruchung eines Rohrbogens an der Bogeninnenseite höhere (an der Bogenaußenseite niedrigere) Spannungen auftreten, als bei einem geraden Rohr gleicher Wanddicke 1.
2. Berechnungsgrößen und -einheiten
Siehe TRD 301 Abschnitt 2. Darüber hinaus gilt Tafel 1.
3. Erforderliche Wanddicke
Die erforderliche Wanddicke betragt für die Bogeninnenseite
| si= svi + c1 + c2 | ( 1) |
für die Bogenaußenseite
| sa = sva + c1 + c2 | ( 2) |
Für die Nachrechnung ausgeführter Rohrbögen mit den Wanddicken soi bzw. soa ist zu setzen
für die Bogeninnenseite
| svi = soi - c1 - c2 | ( 3) |
für die Bogenaußenseite
| sva = soa - c1 - c2 | ( 4) |
Anschrägungen an der Obergangsstelle von Einschweißböden zum anschließenden geraden Rohr zur Vermeidung schroffer Wanddickenübergänge oder von Kantenversatz brauchen rechnerisch nicht berücksichtigt zu werden.
4. Berechnung
4.1. Berechnung der Wanddicke
4.1.1. Die Wanddicke der Bogeninnenseite ohne Zuschläge mit der mindestens erforderlichen Verdickung läßt sich berechnen zu
| svi = sv ⋅ Bi | ( 5) |
(1) für Rohrbögen mit vorgegebenem Innendurchmesser: mit sv nach TRD 301 Gl. ( 5) und dem Beiwert
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( 6) |
Der Beiwert Bi kann in Abhängigkeit von r/d, aus Bild 1 entnommen werden.
(2) für Rohrbögen mit vorgegebenem Außendurchmesser: mit sv nach TRD 301 Gl. ( 6) und dem Beiwert
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( 7) |
Da mit da normalerweise auch der Krümmungsradius R vorgegeben ist, muß man hierbei
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( 8) |
einsetzen.
Der Beiwert Bi kann in Abhängigkeit von R/da aus Bild 2 entnommen werden.
Die Gl. ( 6) und ( 7) liefern nur gleiche Ergebnisse, wenn
| da = di + svi + sva | ( 9) |
und
| R = r - ⋅ (svi - sva) | ( 10) |
gesetzt werden.
4.1.2. Die Wanddicke der Bogenaußenseite ohne Zuschläge mit der maximal zulässigen Verschwächung läßt sich beredeten zu:
| sva = sv ⋅ Ba | ( 11) |
(1) für Rohrbögen mit vorgegebenem Innendurchmesser: mit sv nach TRD 301 Gl. ( 5) und dem Beiwert
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( 12) |
Der Beiwert Ba kann in Abhängigkeit von r/di aus Bild 3 entnommen werden.
(2) für Rohrbögen mit vorgegebenem Außendurchmesser: mit sv nach TRD 301 Gl. ( 6) und dem Beiwert
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( 13) |
Hierin ist r/sv nach Gl. ( 8) einzusetzen.
Der Beiwert Ba kann in Abhängigkeit von R/da aus Bild 4 entnommen werden.
Die Gl. (12) und (13) liefern nur gleiche Ergebnisse, wenn zwischen di, da r und R die Beziehungen ( 9) und ( 10) bestehen.
4.1.3. Bei Rohrbögen gleicher Wanddicke läßt sich die erforderliche Wanddicke ermittlen zu
| svi = sva = sv ⋅ B | ( 14) |
(1) für Rohrbögen mit vorgegebenem Innendurchmesser: mit sv nach TRD 301 Gl. ( 5) und dem Beiwert B = Bi nach Gl. ( 6) oder Bild 1 dieser Anlage.
(2) für Rohrbögen mit vorgegebenem Außendurchmesser: mit sv nach TDR 301 Gl. ( 6) oder Bild 2 und dem Beiwert
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( 15) |
Der Beiwert B kann in Abhängigkeit von R/da aus Bild 5 entnommen werden.
Gl. ( 6) liefert in Verbindung mit Gl. ( 14) nur dann gleiche Ergebnisse wie Gl. ( 15), wenn
| da = di + 2svi | ( 16) |
und
| R = r | ( 17) |
gesetzt werden.
4.2. Berechnung der Spannung
4.2.1. Die Festigkeitsbedingungen der Bogeninnenseite lauten
(1) für Rohrbögen mit vorgegebenem Innendurchmesser:
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( 18) |
(2) für Rohrbögen mit vorgegebenem Außendurchmesser:
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( 19) |
4.2.2. Die Festigkeitsbedingungen der Bogenaußenseite lauten
(1) für Rohrbögen mit vorgegebenem Innendurchmesser:
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( 20) |
(2) für Rohrbögen mit vorgegebenem Außendurchmesser:
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( 21) |
5. Schrifttum
[1] Schwaigerer, S.:
Festigkeitsberechnung von Bauteilen des Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau; 2., neubearbeitete Auflage, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg / New York (1970)
Tafel 1. Berechnungsgrößen mit Symbolen und Einheiten
| Symbol | Berechnungsgröße | Einheit |
| di, da | Innen- bzw. Außendurchmesser des Rohrbogens2 | mm |
| r, R | Krümmungsradien des Rohrbogens nach Bild 6 | mm |
| si | erforderliche Wanddicke der Bogeninnenseite des Rohrbogens mit Zuschlagen | mm |
| sa | erforderliche Wanddicke der Bogenaußenseite des Rohrbogens mit Zuschlägen | mm |
| soi | ausgeführte Wanddicke der Bogeninnenseite des Rohrbogens mit Zuschlägen | mm |
| soa | ausgeführte Wanddicke der Bogenaußenseite des Rohrbogens mit Zuschlögen | mm |
| svi | Wanddicke der Bogeninnenseite ohne Zuschlage | mm |
| sva | Wanddicke der Bogenaußenseite ohne Zuschläge | mm |
| Bi | Berechnungsbeiwert zur Ermittlung der Wanddicke der Bogeninnenseite | - |
| Ba | Berechnungsbeiwert zur Ermittlung der Wanddicke der Bogenaußenseite | - |
| -σi | mittlere Spannung der Bogeninnenseite | N/mm2 |
| -σa | mittlere Spannung der Bogenaußenseite | N/mm2 |
Bild 1 Berechnungsbeiwert Bi für Bogeninnenseite von Rohrbögen mit Innendurchmesser = Nenndurchmesser
Bild 2 Berechnungsbeiwert Bi für Bogeninnenseite von Rohrbögen mit Außendurchmesser = Nenndurchmesser
Bild 3 Berechnungsbeiwert Ba für Bogenaußenseite von Rohrbögen mit Innendurchmesser = Nenndurchmesser
Bild 4 Berechnungsbeiwert Ba für Bogenaußenseite von Rohrbögen mit Außendurchmesser = Nenndurchmesser
Bild 5 Berechnungsbeiwert B für Rohrbögen gleicher Wanddicke (svi = sva) mit Außendurchmesser = Nenndurchmesser
Bild 6 Bezeichnungen am Rohrbogen
_______
1) Erläuterungen in Vorbereitung.
2) Werden Rohre mit Innendurchmesser = Nenndurchmesser unter Beibehaltung des Außendurchmessers gebogen, so behält der Bogen den Außendurchmesser da = di + 2 sv des geraden Rohres bei.
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ENDE | |
(Stand: 20.08.2018)
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