Wärmedehnungsberechnung und Spannungsanalyse von Rohrleitungssystemen

R2_2Im Gegensatz zu Druckbehältern, welche in der Regel nur auf den vorhandenen Innendruck (Festigkeitsnachweis) dimensioniert werden, müssen bei der Auslegung von Rohrleitungen zusätzliche Belastungen berücksichtigt werden. Diese können sich wie folgt zusammensetzen:

  • Ständig wirkende Lasten (Eigengewicht der Rohrleitung, Masse des Fluids)
  • Gelegentlich wirkende oder außergewöhnliche Lasten (Wind- und Schneelasten, dynamische und seismische Lasten)
  • Lasten aufgrund der Wärmeausdehnung (bei temperaturbeaufschlagten Rohrleitungen) und Wechselbeanspruchung

Um ein Versagen der Rohrleitung oder Beschädigungen an angeschlossenen Anlagenteilen wie Turbinen, Pumpen oder Armaturen auszuschließen, müssen die tatsächlich vorhandenen Spannungen, die sich aus einer Spannungsanalyse ergeben, unter den zulässigen temperatur- und werkstoffabhängigen Grenzwerten liegen. Weiters muss gewährleistet werden, dass die von der Rohrleitung übertragenen Kräfte, Momente und Bewegungen von allen Tragelementen aufgenommen werden können.

Aufgrund der komplexen Belastungssituation und der meist hochgradig statisch unbestimmten Lagerung von Rohrsystemen kommen für die Berechnung CAE – Systeme (computer aided engineering) zum Einsatz.

Unser Leistungsspektrum:
R2_4Hinsichtlich der statischen und dynamischen Analyse von Rohrleitungen und Rohrleitungssystemen bieten wir mit dem CAE-System SIGMA ROHR2 folgende Leistungen an:

  • Berechnung von Lager- und Anschlusslasten
  • Ermittlung der Wärmeausdehnung, Verschiebung von Halterungspunkten und Randpunktverformungen
  • Spannungsanalyse und Spannungsnachweise* des Systems
  • Berechnung der Turbinenstandsicherheit / Pumpenstandsicherheit hinsichtlich ertragbarer Belastung und Verformung

 

*Die Spannungsnachweise können je nach Anwendungsfall nach verschiedenen Richtlinien erbracht werden:

  • ANSI – American National Standards Institute
  • ASME – American Society of Mechanical Engineers
  • KTA – Kerntechnischer Ausschuss
  • EN 13480 – Metallische Industrielle Rohrleitungen
  • FDBR – Fachverband Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau
  • AGFW – Arbeitsgemeinschaft für Wärme und Heizkraftwirtschaft (ehem.)