Aufgabenstellung und Berechnungsziel
Das Modul Project ist das Arbeitsblatt für die Druckbehälterberechnung: Es fasst Betriebs- und Prüfdaten sowie die wesentlichen Bauteile eines Druckbehälters mit Hauptabmessungen und Werkstoffen in einem Formblatt zusammen. Bevor einzelne Bauteile wie Zylinderschale, Boden oder Stutzen berechnet werden, legt der Anwender hier die gemeinsamen Auslegungsdaten fest – zulässiger Betriebsüberdruck, Prüfdrücke für stehende und liegende Druckprobe, äußerer Überdruck, Berechnungstemperatur, Korrosionszuschlag und Schweißfaktor.
Zugleich wird im Projektmodul entschieden, nach welcher Berechnungsvorschrift der Behälter ausgelegt wird – etwa AD 2000, DIN EN 13445 oder ASME – und nach welcher Norm die Werkstoffdefinition erfolgt. Die eingebundenen Bauteilmodule übernehmen diese Vorgaben, sodass alle Einzelberechnungen konsistent auf denselben Auslegungsdaten aufsetzen und Übertragungsfehler zwischen den Formblättern entfallen.
Das Ergebnis ist ein durchgängiges, revisionsgeführtes Berechnungsdeckblatt mit Kategorien, Bemerkungen, Revisionsständen, Datum und Namen – die Grundlage der prüffähigen Dokumentation, wie sie Prüforganisationen und benannte Stellen für die Konformitätsbewertung nach Druckgeräterichtlinie erwarten.
So läuft die Berechnung ab
- Berechnungsvorschrift und Werkstoffnorm wählen: Zu Beginn wird festgelegt, nach welchem Regelwerk der Behälter berechnet wird und aus welcher Werkstoffnorm die Festigkeitskennwerte stammen. Diese Wahl steuert, welche Bauteilmodule mit welchen Formeln und Kennwerten rechnen.
- Auslegungsdaten erfassen: Zulässiger Betriebsüberdruck, äußerer Überdruck, Berechnungstemperatur, Korrosionszuschlag und Schweißfaktor werden – bei Bedarf getrennt für mehrere Räume des Behälters – im Formblatt eingetragen. Auch die Prüfüberdrücke für stehende und liegende Druckprobe gehören dazu.
- Bauteile anlegen und verknüpfen: Die wesentlichen Bauteile des Behälters (Schüsse, Böden, Stutzen, Flansche, Lagerungen) werden mit Bezeichnung, Hauptabmessungen und Werkstoffen erfasst und mit den zugehörigen Berechnungsmodulen verknüpft, die die zentralen Auslegungsdaten automatisch übernehmen.
- Einzelberechnungen durchführen: Die verknüpften Module berechnen die Bauteile nach der gewählten Vorschrift; Ergebnisse wie erforderliche Wanddicken oder maximal zulässige Drücke fließen in das Arbeitsblatt zurück.
- Dokumentation und Revision: Kategorie, Bemerkungen, Revisionsstände mit Datum und Namen vervollständigen das Formblatt. Änderungen der Auslegungsdaten werden über Revisionen nachvollziehbar dokumentiert und an alle Bauteilberechnungen weitergegeben.
Eingabegrößen
| Größe | Symbol | Einheit |
|---|---|---|
| Zeichnungs Nr. | Nr. | - |
| Kommissions Nr. | Nr. | - |
| Blatt von | Dokumentation | - |
| Kunde | Kundenbezeichnung | - |
| Bezeichnung | Berechnung. | - |
| Zulässiger Betriebsüberdruck | 1) | bar |
| Zulässiger Betriebsüberdruck | 2) | bar |
| Probe - Überdruck stehend | 1) | bar |
| Probe - Überdruck stehend | 2) | bar |
| Äußerer Überdruck | 1) | bar |
| Äußerer Überdruck | 2) | bar |
| Berechnungstemperatur | 1) | °C |
| Berechnungstemperatur | 2) | °C |
| Korrosionszuschlag | 1) | mm |
| Korrosionszuschlag | 2) | mm |
| Schweißfaktor | 1) | - |
| Schweißfaktor | 2) | - |
| Bemerkungen | 1 | - |
| Bemerkung 2 | 2 | - |
| Auslegungsdaten | 1 | – |
| Auslegungsdaten | 2 | – |
| Bemerkung 5 | 5 | - |
| Bemerkungen | 6 | - |
| Blatt von | Dokum. | - |
Berechnungsergebnisse
| Größe | Symbol | Einheit |
|---|---|---|
| Position (1) | (1) | - |
| Position (2) | (2) | - |
| Position (3) | (3) | - |
| Position (4) | (4) | - |
| Position (5) | (5) | - |
| Position (6) | (6) | - |
| Position (7) | (7) | - |
| Position (8) | (8) | - |
| Position (9) | (9) | - |
| Position (10) | (10) | - |
| Position (11) | (11) | - |
| Position (12) | (12) | - |
| Position (13) | (13) | - |
| Position (14) | (14) | - |
| Bezeichnung (1) | (1) | - |
| Bezeichnung (2) | (2) | - |
| Bezeichnung (3) | (3) | - |
| Bezeichnung (4) | (4) | - |
| Bezeichnung (5) | (5) | - |
| Bezeichnung (6) | (6) | - |
| Bezeichnung (7) | (7) | - |
| Bezeichnung (8) | (8) | - |
| Bezeichnung (9) | (9) | - |
| Bezeichnung (10) | (10) | - |
Berechnungsoptionen
Berechnung des Projekts nach
1 · 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 7 · 8 · 9 · 10
Werkstoffdefinition nach
1 · 2 · 3 · 4 · 5 · 6 · 7 · 8 · 9 · 10
Kategorie
0 · 1 · 2 · 3 · 4
Innen- oder Außendruck
Nein · Ja
Gewicht des Behälters und normaler Inhalt unter Betriebs- oder Prüfbedingungen
Nein · Ja
Überlagerte statische Reaktionen aus dem Gewicht der angehängten Geräte (externe Lasten)
Nein · Ja
Befestigung von (1) Innenteilen, (2) Halterungen
Nein · Ja
Zyklische und dynamische Reaktionen aufgrund von Druck- oder Temperaturschwankungen oder mechanischen Belastungen
Nein · Ja
Häufige Fragen
Warum werden Prüfdrücke für stehende und liegende Lage getrennt erfasst?
Bei der Wasserdruckprobe erzeugt die Flüssigkeitssäule einen hydrostatischen Zusatzdruck, der von der Prüflage abhängt: Bei einem stehend geprüften hohen Behälter wirkt am Fußpunkt ein deutlich höherer Druck als am Scheitel, bei liegender Prüfung ist die Säule kleiner. Für den Nachweis des Prüfzustands muss deshalb der jeweils maßgebende Prüfüberdruck in der tatsächlichen Prüflage angesetzt werden.
Was ist der Unterschied zwischen zulässigem Betriebsüberdruck und Berechnungsdruck?
Der zulässige Betriebsüberdruck ist der höchste Druck, für den der Behälter im Betrieb freigegeben ist. Der Berechnungsdruck der Einzelnachweise darf nicht kleiner sein und enthält gegebenenfalls Zuschläge, etwa für statische Höhen des Mediums. Die Absicherung durch das Sicherheitsventil orientiert sich am zulässigen Betriebsüberdruck; die Bauteilberechnung am Berechnungsdruck.
Wie wirken sich Korrosionszuschlag und Schweißfaktor auf die Bauteilberechnungen aus?
Der Korrosionszuschlag c wird bei allen Wanddickennachweisen der verbundenen Module zur erforderlichen Wanddicke addiert und steht als tragender Querschnitt nicht zur Verfügung. Der Schweißfaktor (Ausnutzung der zulässigen Berechnungsspannung in der Naht) reduziert die ansetzbare Festigkeit längsnahtgeschweißter Bauteile; er hängt vom Umfang der zerstörungsfreien Prüfung ab. Beide Werte zentral im Projekt zu pflegen verhindert, dass einzelne Bauteile mit abweichenden Annahmen gerechnet werden.
Kann innerhalb eines Projekts das Regelwerk gewechselt werden?
Die Berechnungsvorschrift wird zentral festgelegt und gilt für die verknüpften Bauteilmodule einheitlich – ein Mischen von Regelwerken innerhalb eines Nachweises ist unzulässig, weil Sicherheitsbeiwerte, Werkstoffkennwerte und Formeln aufeinander abgestimmt sind. Für Vergleichsrechnungen legt man zweckmäßig ein zweites Projekt mit anderer Vorschrift an.