ASME – Berechnung von Druckbehältern

Kapitel 01Vom Bauteil zum nachvollziehbaren Nachweis

Ein Druckbehälter ist eine gemeinsame Konstruktionsaufgabe: Mantel, Böden, Stutzen, Flansche und Auflager müssen zu denselben Lastfällen und Werkstoffannahmen passen. SOL ALPHA stellt dafür einzelne Rechenmodule bereit. Dieses Handbuch zeigt, wie Sie die passende Aufgabe auswählen, die Daten sicher weitergeben und Ergebnisse so lesen, dass eine Änderung am Auslegungsdruck nicht unbemerkt an einem Nachweiskapitel vorbeigeht.

Der rote Faden ist ein kleiner Behälter mit zylindrischem Mantel, elliptischem Boden und aufgesetztem Stutzen. Sie beginnen mit einer gespeicherten Beispieldatei, prüfen die drei Einzelmodule UG27, UG32 und UG37 und verbinden anschließend zwei Drücke und einen Dickenbedarf. Beim Wechsel von 1 auf 2 MPa lässt sich nicht nur eine Zahl, sondern der ganze Wirkungszusammenhang verfolgen: Die erforderliche Manteldicke steigt, die Bodenberechnung folgt dem Druck, und am Stutzen steigt der Flächenbedarf bei sinkender Mantelreserve.

Lesen Sie beim ersten Durchgang bis zum Ergebnisvergleich der Reihe nach. Für einen bekannten Rechenschritt führen die Kapitel UG27, UG32 und UG37 direkt zu den notwendigen Entscheidungen. Die Paketlandkarte ordnet alle 51 konfigurierten Mitglieder ein; die Feldreferenz erklärt die wichtigen Nummern.

Kapitel 02Regelwerk, Division und Ausgabe festlegen

Der Paketname „ASME VIII“ ist eine Auswahlgruppe. Er ist keine Zusage, dass jedes enthaltene Modul nach derselben Division rechnet. UG27, UG32 und UG37 sind in der geprüften Modulbeschreibung Section VIII Division 1, Ausgabe 2025, zugeordnet. A187/A188/A189 und A416 nennen Division 2. ANSI und B311 gehören zu Rohrleitungsregelwerken; TEB und TEB1 nennen TEMA, ELFP nennt Roark. Diese Verfahren dürfen nicht allein wegen ihrer Nachbarschaft im Paket gegeneinander ausgetauscht werden.

Die offizielle ASME-Beschreibung von BPVC Section VIII Division 1 umfasst außer der Berechnung auch Herstellung, Inspektion, Prüfung und Zertifizierung. Ein erfolgreiches Dicken- oder Flächenergebnis deckt diese weiteren Aufgaben nicht ab. Die ASME-Zertifizierungsübersicht unterscheidet die Divisionen und die zugehörigen Zertifizierungsumfänge.

Drei Angaben getrennt dokumentieren

1. Projektgrundlage: Welche Section, Division, Ausgabe und gegebenenfalls ausdrücklich zugelassenen ergänzenden Verfahren gelten für den Auftrag?
2. Modulgrundlage: Welche Methode und Ausgabe nennt das tatsächlich ausgewählte Modul? Die Landkarte gibt den geprüften lokalen Beschreibungsstand wieder; einzelne Einträge nennen ältere Ausgaben.
3. Rechenstand: Mit welcher Anwendung und welchem Plugin wurde der konkrete Nachweis ausgeführt? Der Quellstand der Dokumentation beweist nicht automatisch die Version einer laufenden Installation.

Für dieses Buch wurden öffentliche ASME-Umfangsbeschreibungen und die implementierten Modulquellen gesichtet. Der vollständige kostenpflichtige Normtext einschließlich aller Ausnahmen wurde nicht editionsweise nachgeprüft. Wo ein Beispiel einen Rechenansatz erklärt, ist dies ausdrücklich die dokumentierte Softwarebasis; eine Zahl aus dem Buch ersetzt keine anzuwendende Normstelle.

Kapitel 03Welches Modul brauche ich?

Die 51 Einträge entsprechen der gespeicherten ASME-Paketkonfiguration. Die Tabelle hilft bei der Auswahl einer fachlichen Aufgabe. Sie verspricht weder eine aktuelle Lizenz noch eine ausführlich geprüfte Ausführung jeder Kennung. Eine nicht belegte Methode wird ausdrücklich benannt, damit ein ähnlicher Modulname nicht zur falschen Auswahl führt.

Kapitel 04Die Ausgangsdaten vorbereiten

Beginnen Sie mit einem Datenblatt außerhalb der drei Rechenmasken. Eine sinnvolle Zeile enthält jeweils Größe, Wert, Einheit, Herkunft, Lastfall und Gültigkeitsbereich. Ein Druck kann für den Gesamtbehälter vereinbart sein, während eine hydrostatische Zusatzbelastung vom Ort des Bauteils abhängt. Die Temperatur ist eine Auslegungsannahme und nicht automatisch die gerade gemessene Betriebstemperatur. Eine geometrische Größe braucht die Kennzeichnung innen/außen sowie neu, korrodiert oder tatsächlich gemessen.

• Lastfälle: Auslegungsdruck, zulässige Temperaturkombinationen, mögliche Druckdifferenzen, Füllstände, Prüfzustände, Anfahren/Abfahren und gegebenenfalls Vakuum erfassen.
• Geometrie: Durchmesser, tatsächlich ausgeführte Mindestwand, Bodenhöhe, Stutzenmaße und Anschlussdetail mit einer Zeichnungsrevision verknüpfen.
• Werkstoffe: Produktspezifikation, Lieferzustand, Dickenbereich, temperaturabhängige Kennwerte und Normzulässigkeit für Mantel, Boden, Stutzen, Pad und Schrauben getrennt nachhalten.
• Fertigung: Schweißnahttyp, Prüfungsumfang, Nahtfaktoren, Formgebung, Toleranzen und Zuschläge nicht aus einer allgemeinen Voreinstellung ableiten.
• Weitere Belastungen: Eigengewicht, Anbaulasten, Rohrleitungskräfte, Momente, Wind, Erdbeben und Lastwechsel als zusätzliche Aufgaben markieren.

Im Lehrfall gelten für die drei Hauptbauteile 150 °C, zunächst 1 MPa Auslegungsüberdruck und 0 MPa hydrostatischer Zusatzdruck. Außenmaß und ausgeführte Wand des Mantels sind 600 mm und 6 mm. Alle hier ausdrücklich eingegebenen Korrosions- und Dickenzuschläge sind null. Das macht die Wirkung der Verbindungen leichter erkennbar; es begründet keine allgemeine Null-Zuschlagsauslegung.

Das wichtigste Prüfprinzip lautet: Derselbe Zahlenwert ist noch keine gemeinsame Datenquelle. Drei manuell eingetragene Temperaturen von 150 °C bleiben drei getrennte Vorgaben. Die geprüfte Kette verbindet nur die in Kapitel Verbindungen aufgeführten Felder.

Kapitel 05In der Anwendung zurechtfinden

Öffnen Sie den Lernfall in einem eigenen Übungsprojekt über Datei → Öffnen. Im Projektbaum müssen UG27 Bauform 1, UG32 Bauform 1 und UG37 Bauform 4 vorhanden sein. Wählen Sie nacheinander jedes Kapitel. Prüfen Sie Bauform, Druckart, Einheit, Materialauswahl und Meldungsbereich, bevor Sie Werte verändern. Bei einem neuen Projekt fügen Sie die Module über die Modulauswahl im ASME-Paket hinzu und wählen die entsprechende Bauform; ein vollständig neuer Kaltstart wurde für dieses Buch nicht erneut ausgeführt.

Die Masken sind in klappbare fachliche Gruppen gegliedert. UG27 führt von Druck und Werkstoff über die Mantelgeometrie zu Dicken und Drücken. UG32 ergänzt die Form des Bodens und die hierfür nötigen Radien beziehungsweise Höhen. UG37 enthält Grundkörper, Stutzen, mögliche Verstärkung, Flächen und Nahtkräfte. Ein eingeklappter Abschnitt ist nicht automatisch leer. Öffnen Sie bei der Ergebnisprüfung auch die nachgelagerten Gruppen.

Ein Rechtsklick auf ein Zahlenfeld öffnet das Variablenmenü. Im Video werden dort Lesezeichen und Verknüpfen benutzt. Bei einer Verbindung lesen Sie im Dialog zuerst die Zielkennung und Feldnummer, dann die Quelle. Das verhindert, dass Sie einen rechnerisch plausiblen Dickenwert an die falsche Bedeutung binden. Die allgemeine Bedienhilfe erklärt Eingaben, Freigeben, Fixieren und Zielwertsuche; hier wird jeweils erläutert, welche fachliche Größe betroffen ist.

Kapitel 06Einheiten, Vorgaben und berechnete Werte

1 MPa entspricht 10 bar und 1 N/mm². Ein Druckwechsel von 1 auf 2 MPa ist deshalb ein Wechsel von 10 auf 20 bar. Die kleine Einheit neben dem Zahlenfeld gehört zur Eingabe. Historische interne Bezeichnungen wie „in bar“ sind in diesen Modulen teilweise erhalten, obwohl der aktuelle Lehrfall MPa anzeigt. Beim Nachstellen sind Feldnummer, physikalische Größe und sichtbare Einheit gemeinsam zu prüfen.

Überdruck, Absolutdruck und hydrostatischer Zusatzdruck sind verschiedene Bedeutungen. In der geprüften Verbindung bezeichnet UG27:V32 den Auslegungsdruck ohne Zusatzdruck in MPa, UG32:V123 und UG37:V181 dieselbe Größe mit der Einheitenkennung MPa(p). Deshalb wurde in genau diesem Fall die Option „Alle Variablen anzeigen“ benutzt. Das Symbol für eine nicht identische Einheitenkennung wurde im Bild nicht entfernt. Einen absoluten Stoffdatendruck dürfen Sie auf diesem Weg nicht ohne die notwendige Umrechnung anschließen.

Die Rolle eines Werts erkennen

Eine bekannte Vorgabe, ein berechnetes Ergebnis, eine Fixierung und eine Verbindung sind unterschiedliche Zustände. Im Video erscheinen vorgegebene Werte als normale Eingabefelder und berechnete Werte mit farbiger Kennzeichnung; beim Dicken-Lesezeichen ist zusätzlich eine grüne Markierung zu sehen. Verwenden Sie Farbe nur als Orientierung, da Darstellung und Thema wechseln können. Prüfen Sie den Feldstatus und das Variablenmenü. Ein sichtbarer alter Wert kann nach einer unvollständigen Neuberechnung weiterhin stehen bleiben.

Die historische Vorbereitung hat die Rezeptwerte als gewöhnliche Benutzereingaben gesetzt. Die Ergebnisprüfungen kontrollierten, dass die Ergebniswerte bekannt und berechnet waren. Die Druckverknüpfungen wurden nach dem Verbinden als bekannte gebundene Werte gelesen. Diese Beobachtung erlaubt keine pauschale Aussage, dass jedes Feld für beliebige Umkehrrechnungen freigegeben werden kann.

Wenn Sie Einheiten oder eine Eingaberolle ändern, bestätigen Sie eine Eingabe vollständig und warten auf das Rechenende. Notieren Sie vor dem Versuch den Ausgangswert. Stellen Sie bei unerwarteten Ergebnissen zuerst die Einheit und Rolle wieder her, bevor Sie einen zweiten physikalischen Parameter ändern.

Kapitel 07Werkstoff, Nahtfaktoren und Zuschläge

Der Demonstrationswerkstoff trägt die lokale Kennung 1232 und wird als 1.4571(P) – X 6 CrNiMoTi 17-12-2 angezeigt. Der zugehörige Regressionseintrag nennt warmgeformtes Blech sowie EN-/AD-Bezüge. Daraus folgt keine ASME-Zulässigkeit. Verwenden Sie diese Auswahl zum Nachstellen der historischen Zahlen; für ein reales ASME-Projekt benötigen Sie die tatsächlich geforderte Produktspezifikation und belastbare zulässige Spannungen der anzuwendenden Grundlage.

Der eingegebene Werkstoffcode ist keine Spannung. Der Kennwert entsteht aus Werkstoff, Temperatur, Produkt-/Dickenbereich und ausgewähltem Verfahren. Im historischen UG32-Ergebnisbild steht der verwendete Betriebskennwert S bei 206 MPa. Diese Zahl ist eine Beobachtung des Beispiels und keine allgemeine ASME-Tabelle für 1.4571. Wenn Sie den Werkstoff ersetzen, muss sich die gesamte Vergleichskette fachlich neu begründen lassen; die alten Ergebniswerte sind dann keine Sollwerte mehr.

Die Faktoren E und E_c werden im Mantel getrennt behandelt. Sie gehören zu verschiedenen Naht-/Spannungsrichtungen. Eine Eins im Beispiel ist keine automatische Aussage über einen Prüfungsumfang. Die zulässige Zuordnung folgt dem konkreten Nahtdetail und der vereinbarten Normausgabe. Bei Guss können qualitätsbezogene Faktoren eine eigene Rolle haben; ändern Sie solche Auswahlzustände nicht nebenbei für einen scheinbar besseren Dickenwert.

Vorhandene und anrechenbare Wand

Im einfachen Lernfall gilt t₀ = t_e − c1 − c2 = 6 − 0 − 0 = 6 mm. Die 6 mm sind eine vorhandene Wand, der Druckbedarf ist ein berechnetes anderes Feld. Wenn Sie c2 erhöhen, sinkt die tragende Restwand und gegebenenfalls ändert sich die korrodierte Geometrie. Eine nominale bestellte Dicke ist ebenfalls nicht automatisch die überall vorhandene Mindestdicke nach Formgebung.

Bei UG37 sind Mantel-, Stutzen- und Pad-Werkstoffe beziehungsweise Zuschläge getrennte Gruppen. Gleichnamige Eingaben in drei Gruppen bleiben getrennte Daten. Eine dickere Verstärkung darf nicht außerhalb anrechenbarer Grenzen voll angesetzt werden; außerdem kann ein anderer Werkstoff die Anrechnung über Festigkeitsverhältnisse beeinflussen.

Kapitel 08Den vorbereiteten Behälter laden

Startfall herunterladen · tutorial-vessel-a.sol · Gespeicherte verbundene Variante herunterladen

Die beiden Downloads sind unveränderte SOL-Demodateien aus dem freigegebenen Tutorial. Die erste Datei ist der noch unverbundene Ausgangspunkt bei 1 MPa. Die zweite ist die damals gespeicherte verbundene Revision bei 2 MPa. Der Vergleich der historischen Aufzeichnung bestätigte das Wiederöffnen der Startdatei; ein erneutes Wiederöffnen der gespeicherten Endrevision wurde in dieser Handbucharbeit nicht ausgeführt.

1. Öffnen Sie die Startdatei in einem eigenen Übungsprojekt. Bestätigen Sie nach dem Laden, dass keine Wiederherstellungs- oder Berechnungsfehlermeldung offen ist.
2. Wählen Sie UG27 und prüfen Sie 1 MPa, 0 MPa Zusatzdruck, 150 °C, 600 mm Außenmaß, 6 mm ausgeführte Wand und den Demonstrationswerkstoff.
3. Wählen Sie UG32. Der Boden hat 600 mm Außendurchmesser, 156 mm Außenhöhe und 6 mm ausgeführte Wand. Der berechnete Innendurchmesser ist 588 mm.
4. Wählen Sie UG37. Der Stutzen ist aufgesetzt, ohne separates Pad, mit 60,3 mm Außendurchmesser und 5 mm Wand. Der Grundkörper ist zylindrisch.
5. Vergleichen Sie die sechs Ausgangsergebnisse in der Ergebnistabelle. Stellen Sie bei einer Abweichung zuerst die Ausgangslage her, bevor Sie eine Verbindung hinzufügen.

Alle ausdrücklich gesetzten Vorgaben

Die folgenden Tabellen sind die vollständigen Eingabelisten der geprüften Vorbereitungsrezepte. Sie zeigen Benutzervorgaben und die einmalig von Hand eingesetzte Anfangsdicke. Nicht aufgeführte interne Auswahl-, Default- und Rechenzustände kommen aus dem unveränderten Startarchiv. Deshalb ist das Archiv der reproduzierbare Einstieg; die Tabellen allein sind keine Behauptung eines vollständig getesteten Kaltstarts.

UG27

UG32

UG37

Bei der späteren Verknüpfung wird die UG37-Vorgabe V5 = 1,4534885 mm durch die Verbindung zu UG27:V7 ersetzt. Mantelwand V4 = 6 mm bleibt davon unabhängig. Der äußere Stutzenüberstand von 80 mm ist die vorhandene Geometrie; der anrechenbare Überstand im Ergebnis darf kleiner sein.

UG27: Gemeinsamer Anfangszustand

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Kapitel 09UG27: Den Mantel richtig lesen

UG27 beantwortet die Frage nach dem Dickenbedarf und dem zulässigen Bauteildruck einer Zylinder- oder Kugelschale unter Innendruck. Die erste Bauform ist der Zylinder des Lernfalls, die zweite die Kugelschale. Für Außendruck verwenden Sie den dafür vorgesehenen Weg UG28; eine negative Innendruckzahl ist kein Ersatz für einen Stabilitätsnachweis. Länge, Abstützung und Formabweichungen haben dort eine andere Bedeutung.

Ein sinnvoller Erstablauf

1. Wählen Sie die Bauform und legen Sie Auslegungsdruck V32, Zusatzdruck V34 und Temperatur V16 fest.
2. Wählen Sie Werkstoff V17 und prüfen Sie den zugehörigen Kennwert V4. Die Zulässigkeit des Werkstoffs muss unabhängig von einem bekannten Zahlenwert geklärt sein.
3. Geben Sie die tatsächliche Wand V21, Zuschläge V22/V23 und die beiden Nahtfaktoren V5/V45 ein. Im Lernfall sind das 6 mm, zweimal 0 mm und zweimal 1.
4. Legen Sie den Außenmaßweg V24 = 600 mm fest. Kontrollieren Sie die hieraus entstehenden Radien: R0 = 300 mm und, bei 6 mm wirksamer Wand, R = 294 mm.
5. Prüfen Sie Anwendbarkeit des Ansatzes, mehrere Dickenzeilen, Drücke, Mindestdicke und Meldungen. Lesen Sie erst danach den gesonderten Abschnitt für Ausschnitte.

Warum 1,5 mm und 1,4534885 mm gleichzeitig richtig abgelesen sind

Die Ausgangswerte UG27:V6 = 1,5 mm und UG27:V7 = 1,4534885 mm gehören zu verschiedenen Ergebniszeilen. V7 ist der Druckbedarf im Außenradiusansatz. V6 enthält die im Modul ausgewählte Zusammenfassung und die Mindestdickengrenze. Eine Mindestdicke erzeugt einen flachen Ergebnisbereich: Eine kleine Druckänderung kann den Druckbedarf ändern, während der zusammengefasste Wert vorerst bei 1,5 mm bleibt. Der beobachtete Mindestwert ist der Zustand des Demonstrationsmoduls, keine allgemeingültige Wiedergabe aller UG-16-Mindestdicken.

Nach der Erhöhung auf 2 MPa stehen V6 = 2,8710938 mm und V7 = 2,9013538 mm. Die unterschiedlichen Radienansätze werden im Ergebnisbild nebeneinander gezeigt. Das ist kein Rundungsunterschied. Die vorhandene Wand ist weiterhin 6 mm, wodurch der Innenradius 294 mm bleibt. Wer nur die erste Zahl kopiert, verliert den Bezug zur gewählten Gleichung.

Eine nachvollziehbare Rechenkontrolle

Für den im Quellcode dokumentierten dünnwandigen Außenradiusansatz gilt hier t(R0) = P·R0/(S·E + 0,4·P). Mit S = 206 MPa, E = 1, R0 = 300 mm und P = 2 MPa ergibt sich 600/206,8 = 2,901354 mm. Der Innenradiusansatz P·R/(S·E − 0,6·P) liefert 588/204,8 = 2,871094 mm. Diese direkte Auswertung erklärt die zwei abgelesenen Zahlen; sie prüft weder den Werkstoffkennwert noch sämtliche Auswahl- und Gültigkeitsbedingungen.

Welche Dicke gehört zur Öffnung?

UG27 stellt auch V25 für den gesonderten Ausschnittsbedarf bei E = 1 bereit. V25, V7, V6 und V21 sind deshalb keine beliebig austauschbaren „Dicken“. Der historische Bedienfall verbindet ausdrücklich V7 mit UG37:V5. Dokumentieren Sie diesen Quellenbezug im Versuch. Für ein anderes Projekt bestimmen Sie den Ausschnittsbedarf gemäß dem anzuwendenden Verfahren und der dort maßgebenden Geometrie. Insbesondere eine Veränderung von E oder der Zuschläge verlangt eine neue Prüfung der Übertragungsgröße.

Der ausgewiesene zulässige Druck gehört zum Mantel unter seinen Annahmen. Er ist nicht der zulässige Druck des Gesamtbehälters. Boden, Öffnung, Flansch, Prüfzustand und weitere Belastungen können andere Grenzen setzen. Für eine Rückrechnung verwenden Sie den eigenen Abschnitt Dickenbedarf als Ziel.

UG27: Mehrere Dicken bedeuten mehrere Ansätze

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Kapitel 10UG32: Bodenform, Geometrie und Anschlüsse

UG32 erweitert den Innendrucknachweis auf gewölbte Böden, Kegel und Kegel-Zylinder-Anschlüsse. Die richtige Form muss vor der Eingabe feststehen. Ein elliptischer Boden mit falscher Höhe und ein Klöpperboden mit passendem Durchmesser beschreiben nicht dieselbe Konstruktion. Die sechs registrierten Bauformen werden in dieser Übersicht bewusst getrennt:

Den elliptischen Lehrfall nachvollziehen

Geben Sie die gemeinsame Druck-/Temperaturbasis an und prüfen Sie Werkstoff sowie E. Im vorbereiteten Fall sind der äußere Bodendurchmesser V6 = 600 mm, die ausgeführte Wand V21 = 6 mm und die äußere Kalottenhöhe V70 = 156 mm. Ohne Zuschläge entstehen ein innerer Durchmesser D = 588 mm und eine innere Höhe h = 150 mm. Folglich ist D/(2h) = 1,96. Der Boden ist im Rechenansatz also kein exakt inneres 2:1-Ellipsoid.

Der im Quellcode verwendete Formfaktor K = [2 + (D/(2h))²]/6 beträgt 0,9736. Setzen Sie in einer Kontrollrechnung nicht versehentlich K = 1 ein, nur weil die Form umgangssprachlich „2:1“ genannt wurde. Mit 2 MPa, D = 588 mm, S = 206 MPa und E = 1 erklärt der dokumentierte Ausdruck P·D·K/(2·S·E − 0,2·P) den Bedarf von 2,781714 mm.

Bei 1 MPa liefert die druckbedingte E=1-Zeile V72 = 1,3901819 mm, während V15 mit der im Modul geltenden Mindestdickengrenze 1,5 mm anzeigt. Bei 2 MPa stimmen beide hier mit 2,7817147 mm überein. Eine Übereinstimmung in diesem Zustand macht die Feldbedeutungen nicht identisch. Die vorhandene Wand bleibt 6 mm; die Zeile einschließlich Zuschlägen ist bei null Zuschlägen nur deshalb zahlenmäßig gleich dem Bedarf.

Eine Öffnung im Boden verlangt mehr als denselben Druck

Unter den allgemeinen Ergebnissen enthält UG32 die Ausschnittswerte bei E=1, eine gesonderte Zeile für den zentralen Kalottenbereich und einen äquivalenten Kugelaußendurchmesser. V72 und V73 beschreiben unterschiedliche Ansätze, V132 eine abgeleitete Geometrie. Wo die Öffnung liegt und welcher Bereich anrechenbar ist, gehört zur Entscheidung. Der Stutzen des vorliegenden Beispiels sitzt auf dem Zylindermantel; deshalb gibt es hier keine geprüfte Dickenverbindung von UG32 nach UG37.

Was bei anderen Bauformen hinzukommt

Bei Kugel-Torus-Böden bestimmen Kalotten- und Krempenradius die Form; die namensgebende Bauform setzt keine beliebige Austauschbarkeit ihrer Formverhältnisse voraus. Prüfen Sie geometrische Bedingungen und gegebenenfalls weitere Festigkeits-/Beulzeilen, die der gewählte Ansatz ausgibt. Die Quellmaske enthält solche Bedingungen; der elliptische Druckversuch beweist deren Verhalten nicht für alle Formen.

Bei Kegelanschlüssen werden neben Mantel- und Kegeldicken auch Verstärkungsflächen und axiale Zusatzlasten an weitem beziehungsweise schmalem Ende relevant. Diese Felder beschreiben separate Bauteile und Belastungen. Eine rein druckbedingte Kegeldicke schließt den Anschlussnachweis nicht automatisch ab. Besorgen Sie vor der Rechnung eine eindeutige Zeichnung der Verbindung einschließlich Ring, Krempe und Krafteinleitung.

Für Außendruck ist UG33 der zugehörige Auswahlweg. Ein innerer Überdruckversuch in UG32 belegt weder Vakuumstabilität noch alle möglichen Lastfälle. Vergleiche mit AD- oder EN-Böden erfordern zudem identische physikalische Eingaben und die jeweils eigenen Regeln; gleiche Namen der Bodenform reichen nicht.

UG32: Formverhältnis, Ergebnis und Ausschnittswerte

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Kapitel 11UG37: Öffnung, Flächenreserve und Schweißnähte

Eine Öffnung nimmt Material aus der drucktragenden Schale heraus. UG37 beurteilt dafür unter anderem erforderliche und anrechenbare Flächen, die Stutzenwand und die Kräfte in den Anschlussnähten. Eine gute Flächenausnutzung ist nur eine Ergebnisgruppe. Der Lehrfall behandelt einen einzelnen aufgesetzten Stutzen ohne zusätzliches Pad auf einem zylindrischen Grundkörper:

Grundkörper und Stutzen getrennt vorbereiten

Der Grundkörper verwendet V92 = 600 mm Außendurchmesser und V4 = 6 mm tragende Wand ohne Zuschläge. V93 = 150 mm ist die tatsächlich verfügbare axiale Mantellänge. Druck, Temperatur und Material müssen zum zugrunde liegenden Mantelnachweis passen. V5 ist der erforderliche Mantelbedarf ohne Zuschläge und wird im Versuch später verbunden. Die vorhandene Wand V4 darf durch diese Verbindung nicht ersetzt werden.

Am Stutzen sind V16 = 60,3 mm Außendurchmesser, V12 = 5 mm ausgeführte Wand und V40 = 80 mm äußerer Überstand gegeben. Bei null Stutzenzuschlägen ist der innere Durchmesser 50,3 mm. V20 und V175 stehen im Beispiel auf 5 mm. Diese Werte gehören zu unterschiedlichen Anschlussnahtfeldern; sie sind keine pauschal zulässige Schweißnahtspezifikation. Ein separates Pad wird in Bauform 4 nicht eingesetzt.

Warum die Ausnutzung stärker als der Druck steigt

Bei 1 MPa ist V35 = 73,110466 mm² erforderlich, während V38 = 374,0912 mm² vorhanden und anrechenbar sind. Der Quotient ergibt die historische Ausnutzung V91 = 19,543488 %. Bei 2 MPa steigt der Bedarf auf 145,9381 mm² und die Ausnutzung auf 49,19959 %. Die vorhandene anrechenbare Fläche nimmt gleichzeitig ab: Die höhere erforderliche Mantelwand V5 verbraucht zuvor verfügbare Mantelreserve. Deshalb verdoppelt sich die Ausnutzung nicht einfach mit dem Druck.

Eine erläuternde Auswertung für diesen einfachen Fall ist 50,3 mm × 1,4534885 mm = 73,11047 mm². Nach der Druckänderung ergeben 50,3 × 2,9013538 = 145,93810 mm² den abgelesenen Bedarf. Diese Rechenkontrolle erklärt hier die Dickenverbindung. Die allgemeine Flächenbewertung enthält weitere Form-, Naht-, Werkstoff- und Anrechnungsbedingungen und darf nicht auf dieses Produkt für beliebige Öffnungen reduziert werden.

Vorhandene Länge ist nicht automatisch mittragende Länge

Das Ergebnisbild zeigt bei 80 mm tatsächlichem äußerem Überstand nur 12,5 mm anrechenbaren Überstand. Auch die Mantellänge ist begrenzt: Das Bild zeigt eine Grenzlänge von 25,15 mm. Eine Verlängerung des Stutzens auf beispielsweise 100 mm muss deshalb keine zusätzliche anrechenbare Fläche liefern. Prüfen Sie erst den begrenzenden geometrischen Bereich; ändern Sie dann gezielt eine Größe, die diesen Bereich tatsächlich beeinflusst.

Die weiteren Ergebnisgruppen vollständig lesen

1. Stutzenhals: Prüfen Sie Mindest- und Übergangsdicken, einschließlich der im Modul ausgewiesenen UG-45-Ergebnisse. Ein Flächenquotient unter 100 % ersetzt die Halsanforderung nicht.
2. Anschlussnähte: Lesen Sie Kräfte und zulässige Kräfte je Nahtdetail. Ein negatives Zwischenresultat im Bild wird nicht als allgemeine „negative Belastung ist sicher“-Regel interpretiert; entscheidend sind die zugehörigen definierten Vergleiche und Meldungen.
3. Verstärkungsflächen: Unterscheiden Sie erforderliche Fläche, Mantelreserve und zusätzliche anrechenbare Flächen. „Ohne Pad“ heißt nicht „ohne jede anrechenbare Reserve“.
4. Nachbaröffnungen: Für Bauform 5 sind Steg und überlappende Bereiche gesondert zu prüfen. Eine Fläche darf bei sich überlagernden Nachweisen nicht gedanklich zweimal voll zur Verfügung stehen.

Die Quellen enthalten Meldungen zu überlasteten Nähten, überschrittener Flächenausnutzung, unzureichendem Steg und kombinierten Membran-/Biegespannungen. Im Lernvideo wurde der Flächenpfad geprüft, nicht jede dieser Bedingungen gezielt ausgelöst. Der Appendix-1-7-Bereich ist im Ergebnisbild teilweise leer; leere Felder sind kein bestandener zusätzlicher Nachweis.

UG37: Bedarf, Reserve und Ausnutzung nach der Druckänderung

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Kapitel 12Drei Verbindungen bewusst herstellen

Die Verbindungsliste ist kurz und eindeutig: UG27:V32 → UG32:V123, UG27:V32 → UG37:V181 und UG27:V7 → UG37:V5. Die ersten beiden übertragen Auslegungsüberdruck ohne Zusatzdruck. Die dritte überträgt einen berechneten Manteldickenbedarf. Das folgende Schema stellt die Datenbeziehungen des Lernfalls dar; es ist kein Programmabbild.

1. Öffnen Sie in UG27 das Variablenmenü von V32 und setzen Sie ein Lesezeichen. Die Quelle muss 1 MPa anzeigen.
2. Öffnen Sie in UG32 das Variablenmenü von V123 und wählen Sie Verknüpfen. Prüfen Sie die Zielzeile UG32 V123. Falls die Quelle wegen MPa/MPa(p) ausgeblendet ist, verwenden Sie nach der Bedeutungsprüfung „Alle Variablen anzeigen“. Wählen Sie ausdrücklich UG27 V32.
3. Wiederholen Sie den Vorgang für UG37 V181. Beide Ziele müssen weiterhin 1 MPa anzeigen und als verbunden erkennbar sein.
4. Setzen Sie in UG27 ein weiteres Lesezeichen auf V7, den Dickenbedarf des Außenradiusansatzes. Verknüpfen Sie dieses mit UG37 V5. Prüfen Sie mm → mm und den Wert 1,4534885 mm.
5. Lesen Sie alle drei Ziele zurück. Eine geschlossene Auswahlliste allein beweist nicht, dass die beabsichtigte Verbindung übernommen wurde.

Die Verbindung kann in der Oberfläche als bidirektionale Verknüpfung dargestellt sein. Die Pfeile im Lehrschema beschreiben die gewählte Bedienrichtung: Wir ändern nur die Quelle UG27:V32. Eine Änderung im verbundenen Ziel kann je nach Bindung zurückwirken. Vermeiden Sie parallele Vorgaben an Quelle und Ziel, bis die Rolle klar ist.

Druckverbindung: Quelle und Ziel erkennen

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Dickenverbindung: Druckbedarf ist keine vorhandene Wand

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Kapitel 13Druck ändern und die Wirkung verfolgen

Das Ziel ist eine bewusste Revision des gemeinsamen Drucks. Speichern Sie vor dem Versuch Ihren Übungsstand. Ändern Sie anschließend ausschließlich UG27:V32 von 1 auf 2 MPa. Bestätigen Sie die Eingabe, warten Sie auf das Rechenende und prüfen Sie den Meldungsbereich. Bearbeiten Sie in diesem Schritt weder die vorhandenen Wände noch die Geometrie, Werkstoffe oder Temperatur.

In UG27 steigt der druckbedingte Bedarf; die 6 mm vorhandene Wand bleiben unverändert. In UG32 muss der Auslegungsdruck nun ebenfalls 2 MPa betragen. Bei UG37 sind zwei Änderungen erforderlich: V181 übernimmt 2 MPa und V5 übernimmt die neu berechneten 2,9013538 mm. Nur auf den Druck zu schauen reicht nicht, denn eine veraltete V5-Dicke würde die anrechenbare Mantelreserve und den Flächenbedarf verfälschen.

Die Prüfwerte im nächsten Kapitel wurden im historischen Video mit einem zuvor durch getrennte Eingaben berechneten Zielzustand verglichen. Beide Wege benutzten dieselbe Rechenumgebung. Der Vergleich prüft die Übertragung und Aktualisierung der Größen; er ist keine unabhängige Nachrechnung der ASME-Gleichungen.

Rückkehr und weitere Varianten

Für den Rückweg können Sie das unveränderte Startarchiv erneut in einem Übungsprojekt öffnen. Alternativ ändern Sie in Ihrer verbundenen Kopie V32 wieder auf 1 MPa und vergleichen dieselben sechs Ausgangswerte sowie die Verbindungen. Dieser Rückweg ist eine empfohlene Prüfung, kein in der Handbucharbeit frisch ausgeführter Lauf. Wenn Sie danach 150 °C verändern, müssen Sie die Temperatur in allen betroffenen Kapiteln bewusst nachführen: Sie wurde hier nicht verbunden.

Den vollständigen Bedienablauf ansehen

Englische Bedienoberfläche mit zweisprachigen Einblendungen. Nur das Video benötigt Internet; Anleitung, Bilder und Beispieldateien liegen lokal vor. Video direkt öffnen.

Kapitel 14Ergebnisse vergleichen und bewerten

Die folgenden Werte stammen aus dem freigegebenen Videovergleich vom 6. September 2026. Die Ausgangsdatei wurde wieder geöffnet, die drei Verbindungen wurden erstellt und die Änderung auf 2 MPa wurde gegen getrennt eingegebene Zielzustände derselben Rechenumgebung geprüft. Die Tabelle nennt bewusst die Feldnummer statt eines allgemeinen Begriffs wie „Wanddicke“.

Die damaligen Vergleichstoleranzen waren max(0,0001; |Zielwert| × 0,00001) in der angegebenen Einheit. Diese engen Toleranzen dienen zum Wiedererkennen desselben Softwarezustands. Sie sind keine Fertigungstoleranz und kein technischer Sicherheitsabstand. Die Eingabeoberfläche rundet auf weniger Stellen; zum Vergleich dieselbe Feldgröße und Einheit benutzen.

Interpretieren Sie die drei Antworten zusammen: Der Mantel zeigt steigenden Druckbedarf, der Boden folgt derselben Druckrevision, und der Stutzen verliert Reserven, weil sein erforderlicher Grundkörperbedarf mitübertragen wird. Eine übereinstimmende Zahl in nur einem Modul reicht nicht. Lesen Sie zusätzlich Anschlussnähte, Halsdicken, geometrische Bedingungen und offene Meldungen.

Ein zulässiger Bauteildruck darf erst nach Klärung von hydrostatischem Bezug, Lastfall und berücksichtigten Nachweisen mit anderen Bauteilen verglichen werden. Ein Gesamtergebnis braucht eine vollständige Liste aller maßgebenden Grenzen. Die drei Lernmodule allein decken diesen Gesamtumfang nicht ab.

Kapitel 15Dickenbedarf als Ziel: bewusst rückwärts rechnen

Die Frage „Welcher Druck ergibt 3 mm Bedarf?“ ist eine andere Aufgabe als „Welche ausgeführte Wand ist vorhanden?“. In einer eigenen UG27-Kopie können Sie den Außenradius-Dickenbedarf V7 als Zielgröße betrachten. Der Zielwert ist 3 mm; Außenradius 300 mm, S = 206 MPa, E = 1, Zusatzdruck 0 MPa und vorhandene Wand 6 mm bleiben für diese Rechenbetrachtung fest.

Die algebraische Umstellung des im Quellcode ausgewiesenen Außenradiusansatzes ergibt P = S·E·t/(R0 − 0,4·t). Hier folgt P = 206 × 3 / (300 − 1,2) = 2,068273 MPa. Das ist eine neu nachgerechnete Gleichungskontrolle, kein frisch beobachteter UI-Solverlauf. Sie zeigt, welche Größen freizuhalten sind und welche Größen erhalten bleiben müssen.

1. Speichern Sie eine getrennte Versuchskopie und lösen Sie gegebenenfalls die Verbindungen zu anderen Kapiteln, damit der Versuch keine unbeabsichtigte Projektänderung auslöst.
2. Verwenden Sie die Zielwertsuche der Anwendung mit Ziel UG27:V7 = 3 mm und Veränderlicher UG27:V32. Prüfen Sie im Dialog, dass tatsächlich der Druck variiert wird.
3. Prüfen Sie bei einem angebotenen Eingaberollenwechsel, ob die Druckvorgabe freigegeben und genau die Zielgröße vorgegeben wird. Behalten Sie V21 = 6 mm als vorhandene Wand bei.
4. Vergleichen Sie das gefundene P mit der obigen Gleichung, dem Resultat V7 und den übrigen Bedingungen. Eine erreichbare Zielzahl schließt die weiteren Dicken-/Druckbedingungen nicht aus.
5. Stellen Sie die gewöhnliche Rolle wieder her: P als Vorgabe, V7 als Ergebnis. Eine Vorwärtsrechnung mit dem gefundenen Druck muss wieder den Zielbedarf liefern.

Eine Zielwertsuche verändert typischerweise eine steuernde Eingabe, während ein dauerhafter Rollenwechsel das Vorgabe-/Ergebnisgefüge des Kapitels ändert. Diese Wege nicht verwechseln. Bei Mindestdickengrenzen ist eine Umkehr mehrdeutig: V6 = 1,5 mm kann für einen ganzen Druckbereich gelten. Verwenden Sie für diesen Lernversuch deshalb den eindeutig definierten Druckbedarfswert V7 und bleiben Sie innerhalb des gültigen Ansatzes.

Kapitel 16Verbindungen, Unterrechnungen und Prüfdruck

Die drei manuell erzeugten Verbindungen des Lehrfalls sind nur eine Art der Zusammenarbeit. Die geprüften Modulquellen enthalten außerdem vom Modul verwaltete Unterkapitel und Schnittstellen. Ein zusätzliches UG27-Kapitel, das UG37 für einen Stutzen-/Grundkörperbedarf benötigt, ist nicht automatisch das von Ihnen angelegte Hauptmantelkapitel. Identifizieren Sie immer Eigentümer, Aufgabe und Datenrichtung.

UG37 erzeugt oder verwendet für bestimmte Dickenprüfungen ein verwaltetes UG27-Unterkapitel bei Innendruck beziehungsweise UG28 bei Außendruck. Die Quellroute setzt die passende Grundkörperform, verwaltet die Kapitelzuordnung und kann das Unterkapitel ausblenden. Beim Wechsel der Druckart werden die nicht mehr passenden zugehörigen Kapitel berücksichtigt. Dies ist eine belegte interne Quellroute; das Lernvideo hat nicht jede Druckart oder jeden dieser Kapitelwechsel durchgespielt. Vermeiden Sie direkte zusätzliche Vorgaben in einem automatisch verwalteten Kind.

UG27 und die verwandten Bauteile besitzen eine Schnittstelle für U99N. Dort wird unter anderem verwaltet, ob ein Modul in die Prüfdruckbetrachtung einbezogen wird, welche zulässigen Spannungen für Betrieb und Prüfung gelten und welches Kapitel gemeint ist. Eine vorhandene Schnittstelle bedeutet nicht, dass ein neu geöffnetes U99N automatisch jeden gewünschten Lastfall vollständig einschließt. Prüfen Sie einbezogene Bauteile, Lastfall, Temperaturkennwerte und maßgebende Grenze.

Der gemeinsame Auslegungsdruck der Kette ist kein vorgegebener Prüfplan. Wenn eine hydrostatische oder pneumatische Prüfung erforderlich ist, verwenden Sie die passende Grundlage, Bauteilliste und die hierfür vorgesehenen Prüffunktionen. Der historische Versuch änderte ausschließlich den Auslegungsdruck; einen vollständigen U99N-Prüfdrucklauf behauptet dieses Buch nicht.

Kapitel 17Den vollständigen Behälter weiterbearbeiten

Nach der Lernkette folgt eine Bestandsaufnahme der tatsächlich vorhandenen Bauteile und Lastfälle. Die Reihenfolge ist fachlich, nicht die zwingende Reihenfolge eines Solvers. Häufig führt eine spätere Erkenntnis zurück zu einer früheren Abmessung. Dokumentieren Sie dabei jede geänderte gemeinsame Annahme.

Bei einem Wärmeübertrager liefert der thermische Entwurf wichtige Geometrie- und Temperaturdaten. Das WTS Package – Berechnung von Wärmeübertragern erklärt diese Aufgabe. Eine thermisch ausreichende Fläche beweist die mechanische Zulässigkeit von Rohrboden, Mantel, Rohren oder Verbindung nicht. Umgekehrt kann eine mechanische Dickenänderung Wärmeübergang, Druckverlust und thermische Ausdehnung beeinflussen. Führen Sie beide Datenstände bewusst zusammen.

Die Auswahlgruppe enthält historische Methoden und unvollständig beschriebene Kennungen. FANY ist ausdrücklich als veraltet und durch AN3F ersetzt markiert; es dient zur Einordnung älterer Berechnungen. Die Paketlandkarte benennt solche Grenzen im betreffenden Eintrag. Ein fehlender Name ist keine Erlaubnis, einen vermuteten Standard aus der Kennung abzuleiten. Diese erste Paketausgabe gibt die volle Auswahlübersicht und einen tiefen Kernfall; sie ersetzt keine 51 eigenständigen Modulhandbücher.

Kapitel 18Speichern, wieder öffnen und dokumentieren

Speichern Sie eine Revision, nachdem alle beabsichtigten Eingaben bestätigt und die Berechnungen beendet sind. Verwenden Sie einen Namen, der Zustand und Änderung erkennen lässt, etwa „ASME Lernfall – Druck 2 MPa – verbunden“. Notieren Sie dazu die drei Verbindungen. Eine Datei mit dem richtigen Namen kann trotzdem den falschen Zustand enthalten; prüfen Sie den Inhalt.

1. Erfassen Sie vor dem Speichern Druck, Geometrie, Werkstoff, Temperatur, Zuschläge und die sechs Vergleichsergebnisse.
2. Speichern Sie das Projekt im vorgesehenen SOL-Format. Die lokal heruntergeladenen Beispieldateien in diesem Buch behalten ihre ursprünglichen Bytes.
3. Öffnen Sie Ihre gespeicherte Kopie in einem eigenen Übungsprojekt. Prüfen Sie Bauformen und Felder erneut, einschließlich der drei Verbindungszuordnungen.
4. Vergleichen Sie Zahlen und Rollen. Eine wiederhergestellte bekannte Zahl muss nach einer gezielten Quellenänderung weiterhin als Verbindung wirken.
5. Prüfen Sie Meldungen und sämtliche relevanten Ergebnisgruppen, bevor Sie einen Bericht erzeugen.

Der Bericht sollte Projektgrundlage und Ausgabe, Zeichnungsrevision, Lastfall, Einheiten, Material-/Kennwertbasis, tatsächliche und erforderliche Abmessungen, Verbindungsquellen, maßgebende Ergebnisse und offene Punkte enthalten. Geben Sie eine Ausnutzung zusammen mit ihrer Definition an, beispielsweise „UG37 Flächenbedarf / vorhandene anrechenbare Fläche“. Ein Prozentwert ohne Bezugsgröße lässt sich nicht sinnvoll prüfen.

Die Handbuch-Druckfunktion erzeugt eine lesbare Referenz einschließlich ausgeklappter Fragen. Sie ersetzt nicht den Projektberechnungsbericht. Text, Bilder und Beispielarchive funktionieren im vollständigen lokalen Handbuchordner auch offline; das eingebettete Video wird vom bestehenden externen Medienhost geladen.

Kapitel 19Typische Fragen und Fehlerbilder

Kapitel 20Begriffe für den nächsten Rechenschritt

Kapitel 21Felder und Ergebnisse nachschlagen

Ausgewählte Bedienfelder mit redaktionell geprüfter Übersetzung. Nummern gehören immer zur Modulkennung. Einheiten entsprechen dem Lehrfall beziehungsweise der jeweiligen Größe; in einer anderen Darstellung die Einheit am Feld prüfen. Interne Altbezeichnungen mit „in bar“ sind kein Beleg, dass der aktuelle Wert in bar angezeigt wird. Bedingte Kegel-, Pad- und Nachbarschaftsfelder sind nur in der passenden Bauform sichtbar.

UG27

UG32

UG37

Kapitel 22Quellen, Belegstand und Grenzen

Redaktioneller Prüfstand: 7. September 2026. Die eingefrorene Quellenübersicht enthält Quellpfade, Prüfsummen, Paketmitglieder und Feldbezeichnungen. Web: main13.0 / 1cd12e8b173ba72aa5c95c98a14772b7ee537997. All-Dev: fix-iteration/v10 / 40606b705b2df95e550ffef5e98ab733ccc66229. Gesichtet wurden die Paketregistrierung, Modulbeschreibungen, alle registrierten Kernmasken und ausgewählte Gleichungs-, Zustands- und Kindrouten von UG27, UG32 und UG37.

Die öffentliche ASME-Produktbeschreibung für BPVC VIII-1 belegt die Einordnung des Regelwerks und führt die Ausgabe 2025. Die offizielle Zertifizierungsübersicht beschreibt den von der Rechenaufgabe zu unterscheidenden Zertifizierungsumfang. Abruf beider Quellen: 7. September 2026. Die Gleichungserläuterungen dieses Buches sind am angegebenen Modulquellstand geprüft; der vollständige lizenzierte Normtext wurde nicht reproduziert oder vollständig auditiert.

Historischer Laufbeleg · Bildherkunft · Umfang und Dateiprüfsummen. Die Aufnahme stammt vom 6. September 2026, die Bildextraktion vom 7. September. Das ist keine neue Berechnung. Die konkrete damalige Plugin-Buildkennung ist nicht unabhängig bestimmt. Die Originaldateien und Bilder bleiben unverändert.

Der verbundene Druckwechsel wurde gegen getrennte Eingaben derselben Rechenumgebung geprüft. Ein vollständiger Kaltstart, ein neuer Live-Lauf, die Wiederöffnung der gespeicherten Endrevision, UI-Umkehrrechnung, alle Bauformen, alle Naht-/Nachbarschaftsbedingungen, Desktop-Parität und vollständige ASME-Konformität werden nicht behauptet. Direkte Gleichungskontrollen für UG27, UG32 und den einfachen Flächenfall erklären ausgewählte Zahlen; sie ersetzen keine unabhängige Verfahrensvalidierung.

Die Landkarte ordnet alle 51 Paketmitglieder ein. Acht Kennungen sind in den beiden Web-Registern nicht aufgelöst, und bei weiteren generisch beschriebenen Kennungen bleibt die konkrete Methode offen. Diese Hinweise stehen am jeweiligen Eintrag. Die vorliegende Paketausgabe hat einen durchgehenden UG27/UG32/UG37-Kernfall; separate vollständige Einzelhandbücher der Mitglieder sind damit nicht abgeschlossen.