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Abschnitt 3 TRD 301, Allgemeines
Abschnitt 3 TRD 301
Technische Regeln für Dampfkessel Berechnung Zylinderschalen unter innerem Überdruck (TRD 301)
Bundesrecht
Titel: Technische Regeln für Dampfkessel Berechnung Zylinderschalen unter innerem Überdruck (TRD 301)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: TRD 301
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Technische Regel

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 eG, vom Rand des Ausschnittes gemessen, vorhanden sein, Bild 1
(2)durch Abzweigt, die auf eine Länge lA1, 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 sA0/sv bis 2 ist zulässig für dAi <= 50 mm. Dies gilt auch für Abzweigt mit dAi > 50 mm, sofern das Durchmesserverhältnis dAi/di <= 0,2 ist. Bei Abzweigen mit dAi > 50 mm und einem Durchmesserverhältnis dAi/di > 0,2 soll sA0/sv 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 <= sv bzw. lA0 >= sAe sein; siehe Bilder 2, 3, 4.
Für Abzweigt mit dAi/di , >= 0,7, die mit der Warmstreckgrenze berechnet werden, wird auf Abschnitt 5.3.7 verwiesen. Bei Abzweigen, die mit Zeitstandfestigkeitswerten berechnet werden, soll dAi/di >= 0,8 und lA1 > eA sein. Zusätzlich ist für dAi/di >= 0,5 die Bedingung sA0 >= sv dAi/di 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 bs = eG nach Gl. (10) eingesetzt werden. Die Dicke sS solcher Verstärkungen darf nicht größer in die Rechnung eingesetzt werden, als die ausgeführte Wanddicke se 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 sv <= 25 mm einen Abstand von 2 sv und bei sv > 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 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 N gleich behandelt,

3.7. Aushalsungen sind nur mit dAi/di <= 0,8, solche, die mit Zeitstandfestigkeitswerten berechnet werden, jedoch nur mit dAi/di <= 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 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)VoraussetzungenBewertungsfaktoren 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 lA2 
 4.1>= sA0 (Ausführung a) oder0,8
 4.2< sA0 (Ausführung b)0,7
Ausführung aAusführung b 
 
3. Y-förmiger Abzweig1. durchgeschweißt 
3.1 rippenförmige Verstärkung doppelseitig verschweißt2. sS < bS < 2s 
 3. sS/bS  
  = 3 (n. Bild 24)1,0
  = 40,9
  = 50,8
 
3.2 rippenförmige Verstärkung
einseitig verschweißt
3. sS/bS= 3 (n. Bild 24)0,9
  = 40,8
  = 50,7
 
(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.