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Abschnitt 3 TRD 301 - Allgemeines (1)

3.1. Bei Zylinderschalen ohne Ausschnitte ist gegebenenfalls die Verschwächung durch die Schweißnaht zu berücksichtigen.

3.2. Bei Zylinderschalen mit Ausschnitten kann der Verschwächung des Grundkörpers durch folgende Maßnahmen Rechnung getragen werden:

(1)	durch eine gegenüber der ungeschwächten Zylinderschale vergrößerte Wanddicke des Grundkörper. Diese Wanddicke muß mindestens bis zu einer Länge e_G, vom Rand des Ausschnittes gemessen, vorhanden sein, Bild 1
(2)	durch Abzweigt, die auf eine Länge l_A1, von der Außenwand des Grundkörpers gemessen, dickwandiger ausgeführt sind, als vom Innendruck her erforderlich ist, ohne oder in Verbindung mit einer Wanddickenvergrößerung des Grundkörpers; siehe Bilder 2, 3, 4. Die Schweißverbindung zwischen Grundkörper und Abzweig muß volltragend sein, wobei bei Abzweigen entsprechend Bild 3 ein wurzelseitiger Restspalt <= 1,5 mm vorhanden sein darf. Ein Wanddickenverhältnis s_A0/s_v bis 2 ist zulässig für d_Ai <= 50 mm. Dies gilt auch für Abzweigt mit d_Ai > 50 mm, sofern das Durchmesserverhältnis d_Ai/d_i <= 0,2 ist. Bei Abzweigen mit d_Ai > 50 mm und einem Durchmesserverhältnis d_Ai/d_i > 0,2 soll s_A0/s_v den Wert 1 nicht überschreiten. Diese Bedingungen gelten nicht für Befahr- und Besichtigungsöffnungen. Eingewalzte oder eingesteckte und nur dichtgeschweißte Abzweigt und durch Kehlnähte mit wurzelseitigem Restspalt > 1,5 mm mit dem Grundkörper verbundene Abzweigt können nicht als tragende Verstärkung gewertet werden. Bei Abzweigen soll die zylindrische Länge bis zur Schweißnaht l₀ <= s_v bzw. l_A0 >= s_Ae sein; siehe Bilder 2, 3, 4. Für Abzweigt mit d_Ai/d_i , >= 0,7, die mit der Warmstreckgrenze berechnet werden, wird auf Abschnitt 5.3.7 verwiesen. Bei Abzweigen, die mit Zeitstandfestigkeitswerten berechnet werden, soll d_Ai/d_i >= 0,8 und l_A1 > e_A sein. Zusätzlich ist für d_Ai/d_i >= 0,5 die Bedingung s_A0 >= s_v · d_Ai/d_i einzuhalten

(1)

durch eine gegenüber der ungeschwächten Zylinderschale vergrößerte Wanddicke des Grundkörper. Diese Wanddicke muß mindestens bis zu einer Länge e_G, vom Rand des Ausschnittes gemessen, vorhanden sein, Bild 1

(2)

durch Abzweigt, die auf eine Länge l_A1, von der Außenwand des Grundkörpers gemessen, dickwandiger ausgeführt sind, als vom Innendruck her erforderlich ist, ohne oder in Verbindung mit einer Wanddickenvergrößerung des Grundkörpers; siehe Bilder 2, 3, 4. Die Schweißverbindung zwischen Grundkörper und Abzweig muß volltragend sein, wobei bei Abzweigen entsprechend Bild 3 ein wurzelseitiger Restspalt <= 1,5 mm vorhanden sein darf. Ein Wanddickenverhältnis s_A0/s_v bis 2 ist zulässig für d_Ai <= 50 mm. Dies gilt auch für Abzweigt mit d_Ai > 50 mm, sofern das Durchmesserverhältnis d_Ai/d_i <= 0,2 ist. Bei Abzweigen mit d_Ai > 50 mm und einem Durchmesserverhältnis d_Ai/d_i > 0,2 soll s_A0/s_v den Wert 1 nicht überschreiten. Diese Bedingungen gelten nicht für Befahr- und Besichtigungsöffnungen.
Eingewalzte oder eingesteckte und nur dichtgeschweißte Abzweigt und durch Kehlnähte mit wurzelseitigem Restspalt > 1,5 mm mit dem Grundkörper verbundene Abzweigt können nicht als tragende Verstärkung gewertet werden.
Bei Abzweigen soll die zylindrische Länge bis zur Schweißnaht l₀ <= s_v bzw. l_A0 >= s_Ae sein; siehe Bilder 2, 3, 4.
Für Abzweigt mit d_Ai/d_i , >= 0,7, die mit der Warmstreckgrenze berechnet werden, wird auf Abschnitt 5.3.7 verwiesen. Bei Abzweigen, die mit Zeitstandfestigkeitswerten berechnet werden, soll d_Ai/d_i >= 0,8 und l_A1 > e_A sein. Zusätzlich ist für d_Ai/d_i >= 0,5 die Bedingung s_A0 >= s_v · d_Ai/d_i einzuhalten

Allgemein ist auf sanfte Übergänge besonderer Wert zu legen. Wanddickenübergänge sind unter einem Winkel < 30 auszuführen; siehe Bilder 2, 3, 4.

Ausschnittverstärkungen durch innen aufgeschweißte Ringe bzw. Scheiben sind nicht zulässig.

(3)	durch Verdickung der hochbeanspruchten Zonen im Ausschnittbereich, siehe Bilder 5 und 6, wie es durch Schmieden oder durch Schmieden und spanabhebende Bearbeitung erfolgen kann
(4)	durch scheibenförmige Verstärkungen, Bilder 7 und 8. Diese Ausführungsorten dürfen nur für Berechnungstemperaturen <= 250 °C verwendet werden; die Anlage 1 dieser TRD gilt nicht für diese Ausführung. Scheibenförmige Verstärkungen müssen gut an den Grundkörper angepaßt sein. Ihre tragende Breite, Bilder 7 und 8, darf höchstens mit b_s = e_G nach Gl. (10) eingesetzt werden. Die Dicke s_S solcher Verstärkungen darf nicht größer in die Rechnung eingesetzt werden, als die ausgeführte Wanddicke s_e des Grundkörpers ist. Gegen Biegemomente, die an einem am Ausschnitt angesetzten Abzweig angreifen, sind solche Verstärkungen wenig wirksam

(3)

durch Verdickung der hochbeanspruchten Zonen im Ausschnittbereich, siehe Bilder 5 und 6, wie es durch Schmieden oder durch Schmieden und spanabhebende Bearbeitung erfolgen kann

(4)

durch scheibenförmige Verstärkungen, Bilder 7 und 8. Diese Ausführungsorten dürfen nur für Berechnungstemperaturen <= 250 °C verwendet werden; die Anlage 1 dieser TRD gilt nicht für diese Ausführung. Scheibenförmige Verstärkungen müssen gut an den Grundkörper angepaßt sein. Ihre tragende Breite, Bilder 7 und 8, darf höchstens mit b_s = e_G nach Gl. (10) eingesetzt werden. Die Dicke s_S solcher Verstärkungen darf nicht größer in die Rechnung eingesetzt werden, als die ausgeführte Wanddicke s_e des Grundkörpers ist. Gegen Biegemomente, die an einem am Ausschnitt angesetzten Abzweig angreifen, sind solche Verstärkungen wenig wirksam

3.3. Die unterschiedliche Wirksamkeit der Verstärkungen ist gemäß dem Bewertungsfaktor f₁ nach Tafel 2 in der Rechnung zu berücksichtigen.

3.4. Bei elliptischen Ausschnitten für Befahr- und Besichtigungsöffnungen wird vorausgesetzt, daß das Verhältnis von großer Achse zu kleiner Achse 1,5 nicht übersteigt. Bei elliptischen Ausschnitten gilt als Berechnungsdurchmesser die in Richtung der Mantellinie liegende Achse. (Schrägstutzen siehe Abschnitte 5.2 und 5.3).

3.5. Das Berechnungsverfahren setzt Übergänge mit weitgehend kerbfreier Oberfläche (2) voraus. Kanten müssen abgerundet sein.

3.6. Ausschnitte sollen ausreichenden Abstand von den Schweißnähten (Längs- oder Rundnähte) den Grundkörpers haben. Der Abstand ist ausreichend, wenn der äußere Rand eines Abzweiges oder einer aufgeschweißten Verstärkung bei einer Grundkörperwanddicke s_v <= 25 mm einen Abstand von 2 · s_v und bei s_v > 25 mm von mindestens 50 mm vom Rand der Schweißnaht hat.

Muß dieser Abstand aus konstruktiven Gründen unterschritten werden, na ist dies nur zulässig bei Schweißnähten, die im Einflußbereich des Ausschnitts zerstörungsfrei geprüft werden und dabei die Forderung für nue _N = 1 erfüllen. Arbeitsprüfungen werden nicht gefordert. Weiterhin soll die Schweißnahtdecklage im Gebiet des Ausschnittes kerbfrei überschliffen sein. Längs- und Rundnähte werden in diesem Falle hinsichtlich des Schweißnahtfaktors nue _N gleich behandelt,

3.7. Aushalsungen sind nur mit d_Ai/d_i <= 0,8, solche, die mit Zeitstandfestigkeitswerten berechnet werden, jedoch nur mit d_Ai/d_i <= 0,7 zulässig. Bei Aushalsungen ist darauf zu achten, daß die ausgeführte Wanddicke von der gezeichneten und der Rechnung zugrunde gelegten Wanddicke nicht nennenswert abweicht. Hinsichtlich des in der Berechnung zu berücksichtigenden Verschwächungsbeiwertes nue _A wird auf Abschnitt 5.3.3 verwiesen. Bei ausgehalsten Abzweigen, die mit Zeitstandfestigkeitswerten berechnet werden, wird außerdem auf Abschnitt 9 verwiesen.

3.8. Für geschmiedete Abzweigstücke nach den Bildern 5 und 6 gelten die für ausgehalste Abzweige gemachten Einschränkungen nicht. sofern die hierbei unterstellten Materialanhäufungen auch sichergestellt werden können.

Tafel 2. Bewertungsfaktoren f₁ bei Zylinderschalen und Abzweigstücken mit scheiben- oder rippenförmiger Verstärkung

Ausführung (nur schematische Darstellung)		Voraussetzungen		Bewertungsfaktoren f₁
1. Ausschnitt mit scheibenförmiger Verstärkung		1.	<= 250 °C	0,7
		2.	Scheibe am Grundkörper formschüssig angepaßt

2. Ausschnitt mit scheibenförmiger Verstärkung und durchgestecktem und durchgeschweißtem Abzweig		1.	<= 250 °C
		2.	Scheibe am Grundkörper formschüssig angepaßt
		3.	durchgeschweißt
		4.	Abzweigüberstand l_A2
		4.1	>= s_A0 (Ausführung a) oder	0,8
		4.2	< s_A0 (Ausführung b)	0,7
Ausführung a	Ausführung b

3. Y-förmiger Abzweig		1. durchgeschweißt
3.1 rippenförmige Verstärkung doppelseitig verschweißt		2. s_S < b_S < 2s
		3. s_S/b_S
			= 3 (n. Bild 24)	1,0
			= 4	0,9
			= 5	0,8

3.2 rippenförmige Verstärkung einseitig verschweißt		3. s_S/b_S	= 3 (n. Bild 24)	0,9
			= 4	0,8
			= 5	0,7

(1) Red. Anm.:

Außer Kraft am 1. Januar 2013 durch die Bek. vom 17. Oktober 2012 (GMBl S. 902)

(2) Amtl. Anm.:

Schweißnähte gelten als weitgehend kerbfrei. wenn sie frei von Einbrand- und Wurzelkerben sind. Muldenförmige, flache Anschmelzungen fallen nicht unter den Begriff Einbrandkerbe.

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