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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. 41aufgehoben)

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

σ_ip = α_m ⋅a_y ⋅ (d_m / (4 ⋅ s_b)) ⋅ p*    (2)

mit d_m = 0,5 (d_a+d_j)

und S_b = (gemessen) oder S_b = S_e ⋅ 1,15 (gepreßt)

oder S_b = S_e (gedreht).

Bei gewölbten Böden nach DIN 28011 oder 28013 kann S_b = s_e 1,05, jedoch nicht weniger als S_b> S_e + 1 mm, eingesetzt werden.

Der Formfaktor α ψ ist bei radialen zylindrischen Stutzen bzw. bei kreisrunden Ausschnittena_y = 1.

Für den Formfaktor α_m, darf eingesetzt werden:

3.1.2 Bei schrägen Abzweigen mit einem Bohrungsdurchmesser d_Ai > S_b sowie bei elliptischen Ausschnitten istay = 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 Φ_K 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 Formela_J ist der Werta_J = 1,5 einzusetzen, wenn kein kleinerer Wert nachgewiesen wird.

6 Überlagerung verschiedener Lastzyklen

Siehe TRD 301 Anl. 1 Abschnitt 6

ENDE