Technische Regeln für Dampfkessel Berechnung Schrauben (TRD 309) Bundesrecht

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Abschnitt 5 TRD 309, Berechnung der Schraubenkraft
Abschnitt 5 TRD 309
Technische Regeln für Dampfkessel Berechnung Schrauben (TRD 309)
Bundesrecht
Titel: Technische Regeln für Dampfkessel Berechnung Schrauben (TRD 309)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: TRD 309
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Technische Regel

Abschnitt 5 TRD 309 – Berechnung der Schraubenkraft (1)

Die Schraubenkraft ist zu ermitteln für den Betriebszustand, den Prüfdruck und den Einbauzustand vor Druckaufgabe. Dabei gelten für kreisförmige Schraubenverbindungen nachstehende Formeln.

5.1 Für den Betriebszustand s. Nummer 4.1 (1) ist

PSB = PR + PDB + PF      (4)

Hierbei sind einzusetzen

(1)die Rohrkraft PR mit
   (5)
Die zusätzliche Rohrkraft PRz, muß aus den Verspannungszuständen etwa angeschlossener Rohrleitungen errechnet werden. PRz ist 0 bei Schraubenverbindungen, an die keine oder nur Rohrleitungen ohne zusätzliche Längskräfte angeschlossen sind. Pn. kann bei angeschlossenen normalverlegten Rohrleitungen, bei denen die Übertragung von zusätzlichen Längskräften auf die Schrauben durch Wärmespannungen möglich ist, mit

  (s.a. DIN 2505)
angesetzt werden
(2)die Betriebsdichtungskraft PDB mit
PDB = Dd  1,2 k1 p/100 (6)
(bezüglich des Wertes 1,2 = SD s. DIN 2505).
Sie ist notwendig, um dauerndes Dichthalten im Betrieb zu gewährleisten. Der Wert für k1 ist Tafel 2 zu entnehmen. Bei verschweißtem Dichtspalt (z.B. Schweißlippendichtung, Membranschweißdichtung) ist k1 = 0 und damit PDB = 0 zu setzen
(3)die Ringflächenkraft PF mit
PF = (Dd2 - D2)/4 p/100 (7)
Sie wird hervorgerufen durch den Innendruck p und lastet auf der Ringfläche, die durch den Dichtungskreis Dd und den Innendurchmesser D gebildet wird. Der Dichtungsdurchmesser 0d wird am zweckmäßigsten als mittlerer Durchmesser der Dichtung angenommen. da nicht genau vorbestimmt werden kann, bis zu welcher Stelle der Dichtungsbreite der Innendruck wirksam ist. Bei Schweißdichtungen ist der Durchmesser der äußeren Schweißnaht einzusetzen, da damit zu rechnen ist, daß der ganze Dichtungsspalt unter Innendruck steht

Tafel 2. Dichtungskennwerte (Auszug aus DIN 2505 - Berechnung von Flanschverbindungen ). Die Dichtungskennwerte entsprechen dem heutigen Stand der Technik und werden laufend ergänzt

DichtungsartDichtungsformBezeichnungWerkstoffDichtungskennwerte 1)
    für Flüssigkeitenfür Gase und Dämpfe
    VorverformungBetriebVorverformungBetrieb
    k0 mmk0KD
kg/mm 2)
k1
mm
k0 mmk0KD
kg/mm 2)
k1
mm
Weichstoff-
dichtungen
Flachdichtungen nach DIN 2690 bis 2692Dichtungspappe getränkt-2bDbD---
   Gummi-0,1bD0,5bD-0,2bD0,5bD
   Teflon-2bD1,1bD-2,5bD1,1bD
   It-1,5bDbD- 20(bD/hD)0,5
3)
1,3bD
Metall-
Weichstoff-
dichtungen
Spiral-Asbest-
Dichtungen
unlegierter Stahl-1,5bDbD-5bD1,3bD
 
WelldichtringAl-0,8bD0,6bD-3bD0,6bD
   Cu, Mo-0,9bD0,6bD-3,5bD0,7bD
   weicher Stahl-bD0,6bD-4,5bD1bD
 
Blech- ummantelte DichtungAl-bDbD-5bD1,4bD
   Cu, Mo-2bDbD-6bD1,6bD
   weicher Stahl-4bDbD-7bD1,8bD
Metall-
dichtung
Metall- Flachdichtung DIN 2694  -  0,8bD  - bD+5  -  bD+5
 
Metall- Spießkantdichtung-0,8-5 -5
  
Metall- Ovaldichtung-1,6-6 -6
 
Metall- Runddichtung-1,2-6 -6
 
Ring-Joint-Dichtung-1,6-6 -6
 
Linsendichtung
DIN 2696
-1,6-6 -6
 

Z = Zahl d. Kämme
Kammprofildichtung DIN 2697-0,4z0,5-9+0,2z0,5z0,5-9+0,2z
 
Membran- Schweißdichtung
DIN 2695
-0-00-0
1 Sie gelten für bearbeitete, ebene und unbeschädigte Dichtflächen.
2 Sofern KD nicht angegeben werden kann, ist hier das Produkt k0 KD aufgeführt.
3 Gasdichte Qualität vorausgesetzt

5.2. Für den Prüfdruck - s. Nummer 4.1 (2) - ist

(8)

5.3. Für den Einbauzustand vor Druckaufgabe - s. Nummer 4.1 (3) - sind folgende Fälle zu berücksichtigen:

Die Schraubenverbindung ist so anzuziehen, daß beim Einbau die notwendige Vorverformung der Dichtung gewährleistet ist, daß etwaige im Rohrsystem vorhandene Rohrkräfte Pf aufgenommen werden können und daß die Verbindung im Betriebszustand dicht bleibt.

Um diese drei Bedingungen zu erfüllen, ist zu fordern,

PS = PDV bzw. PDV (9)

(PDV s.a. DIN 2505), mindestens jedoch

PS0 = 1,1 (PDB + PF + PR) (10)

Dabei ist PDV oder PDV' die Vorverformungskraft der Dichtung, die erforderlich ist. um ein ausreichendes Anpassen der Dichtung an die Dichtflächen zu gewährleisten.

PDV = Dd k0 KD (11)

Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß bei Weichstoffdichtungen zur Beherrschung niedriger Drücke nicht die vollkommene Angleichung der Dichtung an die Dichtungsfläche entsprechend Formel (11) erforderlich ist. Um in solchen Fällen unwirtschaftlich große Schraubendurchmesser zu vermeiden, kann bei Drücken

der Wert PDV in PDV' ermäßigt werden.

wobei

A = 0,1 für Flüssigkeiten und
A = 0,2 für Gase und Dämpfe ist.

PRz ist erforderlichenfalls nach Nummer 5.1 (1) einzusetzen.

Die Faktoren k0, k1 und KD sind abhängig von der Dichtungsart, der Dichtungsform und dem Füllmedium (s. Tafel 2).

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