TRD 306 - TR Dampfkessel 306

5.1 Die Berechnung der Zylinderschalen ist gegen plastisches Verformen nach Abschnitt 5.2 und gegen elastisches Einbeulen nach Abschnitt 5.3 durchzuführen. Der nach beiden Nummern kleinste Wert für p bzw. größte Wert für s₀ ist maßgebend.

5.2 Berechnung gegen plastisches Verformen

5.2.1 Zylinderschalen mit gerader Mantellinie [2; 3]

5.2.2 Zylinderschalen mit gewellter Mantellinie [4 bis 6] Der zulässige äußere Überdruck beträgt

5.3 Berechnung gegen elastisches Einbeulen [7; 8]

5.3.1 Zylinderschalen mit gerader Mantellinie

5.3.1.1 Der zulässige äußere Überdruck versteifter Zylinderschalen beträgt

wobei X = ~ ^. d_a/2l

und (1) n ganzzahlig

(2) n >= 2

(3) n > X

so zu wählen ist, daß p zum kleinsten Wert wird. n bedeutet dann die Anzahl der Einbeulwellen, die beim Versagen auf dem Umfang auftreten. Zur Abschätzung von n kann die Gleichung

herangezogen werden (gilt für = 0,3).

Die erforderliche Wanddicke kann nach Bild 2 für gebräuchliche Abmessungen und = 0,3 bestimmt werden.

5.3.1.2 Für Rohre kann der zulässige äußere Überdruck auch nach Gl. (7) berechnet werden.

5.3.2 Zylinderschalen mit gewellter Mantellinie

Der zulässige äußere Überdruck beträgt

Gewellte Flammrohre nach den Tafeln 2 bis 4 brauchen nicht gegen elastisches Einbeulen nachgerechnet zu werden.

5.4 Unrundheit

Für die Unrundheit U in % gelten bei Ovalität

und bei örtlichen Abflachungen, Bild 3,

Für U ist in die Berechnung gegen plastisches Verformen bei neuen Zylinderschalen mit gerader Mantellinie 1,5 % und mit gewellter Mantellinie 1,0 % einzusetzen. Bei gebrauchten Flammrohren ist die Unrundheit aufgrund von Messungen der Durchmesser zu ermitteln.

In der Berechnung gegen elastisches Einbeulen werden Unrundheiten im Rahmen des Sicherheitsbeiwertes berücksichtigt, siehe Abschnitt 9.

5.5 Versteifungen

5.5.1 Die in die Berechnung einzusetzende größte unversteifte Länge l ist

(1) bei Zylinderschalen ohne Ringversteifungen die zylindrische Mantellänge, Bilder 4 und 5,

(2) bei Feuerbüchsen der größere Wert aus l = 1,5 l₄ bzw. l = 2 l ₅, Bild 6. (Es können nur Querrohre mit Außendurchmessern >= 108 mm berücksichtigt werden, bei denen außerdem die Bedingung 360/ >= 2 n erfüllt ist. Die Anzahl n der Einbeulwellen ist hierbei nach Abschnitt 5.3 mit l = 1,5 l ₆ zu ermitteln),

(3) bei Zylinderschalen mit Ringversteifungen der Mittenabstand zwischen zwei wirksamen Versteifungen, Bild 7.

5.5.2 Wird ein Glattrohr mit einem Wellrohrschuß verschweißt, so ist für die Berechnung des Glattrohrschusses das 1,5fache der Länge des glatten Zylinders einzusetzen. Da bei der Herstellung gewellter Flammrohre der glatte Teil des Rohres ohnehin stärker bleibt (in der Regel um etwa 1,5 mm) als der gewellte Teil, braucht dieser glatte Teil nicht nach den Gleichungen für glatte Flammrohre berechnet zu werden, sofern seine beanspruchte Länge von der Mitte der Befestigung am Boden bis zum Beginn der ersten Welle 250 mm nicht übersteigt.

5.5.3 Ebene und gewölbte Böden können als wirksame Versteifungen angesehen werden.

5.5.4 Aufgeschweißte Ringversteifungen, welche die Länge 1 wirksam begrenzen, müssen so bemessen sein, daß sie sich weder unzulässig verformen, noch einknicken [9]. Das erforderliche Flächenträgheitsmoment des Ringes beträgt

Dabei muß der Ringquerschnitt zusätzlich folgende Bedingungen erfüllen

(12)

Bei Rechteckquerschnitten darf höchstens eine Höhe h = 6 b in die Rechnung eingesetzt werden. Das Flächenträgheitsmoment l ist auf die zur Zylinderachse parallele Schwerpunktachse des Versteifungsquerschnitts zu beziehen, siehe Achse x - x in Bild 7.

Bei Flammrohren sind eventuell erforderliche Versteifungsringe mit h >= 5 s₀ und b >= 2 s₀ auszuführen.

5.5.5 Der Werkstoff von Ringversteifungen muß den gleichen Elastizitätsmodul und den gleichen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten wie der Werkstoff der Zylinderschale haben. Die Wirksamkeit der Versteifung ist außerdem durch volltragendes Verschweißen mit der Zylinderschale zu gewährleisten.