Formblatt zur Berechnung der zulässigen Lastwechselzahl bei vorgegebenen Temperaturdifferenzen bzw. Temperaturänderungsgescbwindigkeiten
a) Konstruktions- und Bererchnungsdaten
| 1 | Art und (Nenn-)Abmessungen der Kugelschale | |||||
| 2 | Werkstoff | nahtlos längsgschweißt |
||||
| 3 | Berechnungswanddicke (ohne Wärmespannung: sb = sv) |
sb = (gemessen) sb = × 1,15 (gepreßt) sb = + l (längsgeschweißt) |
sb | mm | ||
| 4 | innerer Durchmesser (bei äußerem Ø di= da - 2⋅ sb) | di | mm | |||
| 5 | größter Ausschnittdurchmesser | dAi | mm | |||
| 6 | Unrundheit | U | % | |||
| 7 | Öffnungswinkel für Y-förmige Abzweige | ψA | ° | |||
| 8 | Betriebsüberdruck | p4 | N/mm2 | |||
| 9 | minimaler Zyklusdruck | (für Kaltstart = 0) |
|
N/mm2 | ||
| 10 | maximaler Zyklusdruck |  |
N/mm2 | |||
| 11 | minimale Zyklustemperatur |  |
°C | |||
| 12 | maximale Zyklustemperatur |  |
°C | |||
| 13 | maßgebende Zyklustemperatur | ϑ* = 0,75 ·+ 0,25 · |
ϑ* | °C | ||
| 14 | Anfahrgeschwindigkeit bei Anfahrbeginn, quasistationär gerechnet bei (positiv) |
vv1 | K/min | |||
| 15 | Temperaturdifferenz bei Anfahrbeginn, bei (negativ!) |
Δv1 | K | |||
| 16 | Abfahrgeschwindigkeit bei Abfahrbeginn, quasistationär gerechnet bei (für γ = 0 wird vv2= 0, sonst negativ) |
vv2 | K/min | |||
| 17 | Temperaturdifferenz bei Abfahrbeginn bei (für γ = 0 wird Δv2 = 0, sonst positiv!) |
Δv2 | K | |||
| 18 | differentieller Wärmeausdehnungskoeffizient | (bei ϑ*) | βLϑ | 1/K | ||
| 19 | Temperaturleitfähigkeit | (bei ϑ*) | aϑ | mm2/min | ||
| 20 | (Mindest-) Zugfestigkeit | (bei Raumtemperatur) |  B |
N/mm2 | ||
| 21 |
|
= 1,0 (wenns< 355 N/mm2) = 1,2 (355 < s< 600 N/mm2)= 1,4 (wenn s > 600 N/mm2) |
f3 | - | ||
| 22 | theoretische Formzahl für Membranspannung |
αm0 = 2,6 geschmiedet/durchgesteckt αm0 = 2,9 aufgeschweißt ohne Spalt αm0 = 3,2 ausgehalst |
αm0 | - | ||
| 23 |
|
= 1,0 (bearbeitete Wurzeln) (unbearbeitet)= 1,2 Y-Abzweig (unbearbeitet) |
f4 | - | ||
b) Rechenschema
| 24 | dm = 0,5(da + di) | dm | mm | |||||
| 25 | u0 = 1 + 2 (sb / di) | u0 | - | |||||
| 26 | W = 0,35 / (βLϑ · Eϑ) | W | (mm2·K)/N | |||||
| 27 |  |
aus Diagramm entnehmen oder maschinell rechnen |
Φf | - | ||||
| 28 | V= aϑ /(Φf⋅ sb2 | V | 1/min | |||||
| 29 |  |
fu(p4) | - | |||||
| 30 | αm(p4) = αm0 · f4 + 2 · fu(p4) oder |  αm> 3,2 |
αm(p4) | - | ||||
| 31 | αip4 = αm0(p4) · p4 · dm/2sb | σip4 | N/mm2 | |||||
| 32 |  |
fu() |
- | |||||
| 33 | αm() = αm0 · f4 + 2 · fu() oder |
αm> 3,2 |
αm() |
- | ||||
| 34 |  ip = αm() · · dm/2sb |
ip |
N/mm2 | |||||
| 35 |  |
fu() |
- | |||||
| 36 | αm() = αm0 · f4 + 2 · fu() oder |
αm> 3,2 |
αm() |
- | ||||
| 37 | ip = αm() · · dm/2sb |
ip |
N/mm2 | |||||
| 38 |  |
σiϑ1 | N/mm2 | |||||
| 39 |  |
σiϑ2 | N/mm2 | |||||
| 40 | i =ip + siϑ1 * (quasistationärer Fall !) |
i |
N/mm2 | |||||
| 41 | i =ip+ σiϑ2 * (quasistationärer Fall !) |
i |
N/mm2 | |||||
| 42 | Dsi =i -i |
Dsi | N/mm2 | |||||
| 43 |
|
2σa | N/mm2 | |||||
| 44 | Anriß-Lastwechselzahl für 2σa bei ϑ* |
|
- | |||||
| 45 | zulässige Anzahl der Zyklen | nur Kaltstart: n< (/5)
Lastkollektiv: ni wählen; |
n | - | ||||
| 46 | S1 = σip4 - 600 | S1 | N/mm2 | |||||
| 47 | S2 = σip4 + 200 | S2 | N/mm2 | |||||
| 48 | Bei wasserbenetzten Teilen müssen noch zusätzlich erfüllt sein: S1< i S2>i |
|||||||
| *) Siehe hierzu die Bemerkungen unter Abschnitt 5.2.2 der Anlage 1 zur TRD 301 | ||||||||
(Stand: 08.12.2018)
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