Nachdem die thermischen Lastfälle mit den Innendruck-Lastfällen überlagert wurden, erhält man die entsprechenden Kombinationen. Parallel zur automatischen Lastkombination können auch weitere manuelle Rohrleitungs- und Ergebniskombinationen angelegt werden.
Automatische Lastkombination
Wie für RFEM steht auch für RF-PIPING die automatische Kombination der Lastfälle zur Verfügung. Dieses Feature wird standardmäßig aktiviert und erzeugt die empfohlenen Last- und Ergebniskombinationen für die Rohrleitungsbemessung. Die entsprechende Einwirkungskategorie muss dabei den Lastfällen zugeordnet werden, um korrekte Kombinationen zu erzeugen. Hier wurden speziell für Lasten auf Rohrleitungen neue Einwirkungskategorien implementiert.
Druck-Temperatur-Bedingungen werden als Sätze mit erstem (zweitem, drittem, ...) Lastfall der Kategorie „Druck“ und als erster (zweiter, dritter, ...) Lastfall der Kateogire „Temperatur“ erzeugt. Standardmäßige Einstellungen können im Dialog „Gruppierung von thermischen und Innendruck-Lastfällen für Betriebskombinationen“ eingesehen bzw. geändert werden. Dieser Dialog ist im Register „Rohrleitungs-Kombinationen“ des Dialogs „Lastfälle und Kombinationen bearbeiten“ zugänglich. Der genannte Dialog wird automatisch angeboten, um jede Änderung eines Lastfalls der Kategorie „Druck“ oder „Temperatur“ zu kontrollieren.
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Herr Sühnel sorgt für die Qualitätssicherung des Programms RSTAB und ist zudem in der Produktentwicklung und im Kundensupport tätig.
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Rohrleitungssysteme sind einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt. Zu den maßgebendsten gehört der Innendruck. Dieser Beitrag wird sich daher mit den Spannungen und Verformungen befassen, die sich aus einer reinen Innendruckbelastung in der Rohrwandung beziehungsweise für das Rohr ergeben.
Die Zusatzmodule RF-PIPING und RF-PIPING Design ermöglichen die Bemessung von Rohrleitungen nach EN 13480-3 [1], ASME B31.1 und B31.3. Für die Euronorm werden die Spannungen im Rohr basierend auf den Formeln des Kapitels 12.3 Elastizitätsanalyse ermittelt. Je nach Spannungsart sind ein oder mehrere resultierende Momente unabhängig voneinander anzusetzen. Diese Differenzierung kommt beispielsweise bei der Ermittlung der Spannungen aufgrund gelegentlich wirkender Lasten vor.
In RF-PIPING können jetzt auch Axialkompensatoren verwendet werden. Diese dienen zur Aufnahme von Ausdehnungs- und Druckbewegungen in Achsenrichtung aufgrund von Wärmedehnungen der Rohrleitung.
Einige Normen verwenden die „Wanddickenbemessung“ zur Spannungsberechnung. Die Wanddicke erhält man, indem man Zuschläge aus Korrosion, Abnutzung, Fertigung (Gewinde, Nuten etc.) und die Walztoleranzen von der Nennwanddicke abzieht. Alle benötigten Werte können im Dialog „Rohrleitungsquerschnitt“, Register „Spannungsanalye-Parameter“ eingegeben werden.
Nach Aktivierung des Zusatzmoduls wird eine neue Symbolleiste freigeschalten sowie der Projektnavigator und die Tabellen erweitert. Die Modellierung der Rohrleitung erfolgt nun analog der Stäbe. Rohrbiegungen werden gleichzeitig über die Tangenten (gerade Rohrabschnitte) und den Radius definiert. Dies erlaubt eine einfache nachträgliche Änderung der Biegungsparameter.
Zudem können die Rohrleitungen im Nachgang durch die Definition spezieller Bauteile (Kompensatoren, Ventile, etc.) erweitert werden. Die Definition wird dabei durch implementierte Bauteilbibliotheken vereinfacht.
Zusammenhängende Abschnitte werden als Rohrleitungssätze definiert.
Für die Belastung der Rohrleitungen sind Stablasten zu den jeweiligen Lastfällen zuzuordnen. Die Kombination der Lasten erfolgt in Rohrleitungs-Lastkombinationen sowie Ergebniskombinationen.
Nach der Berechnung lassen sich Verformungen, Stabschnittgrößen sowie Auflagerkräfte grafisch wie tabellarisch ausgeben.
Die Spannungsbemessung analog den Normen erfolgt im Anschluss im Bemessungsmodul RF-PIPING Design. Es sind lediglich die Rohrleitungssätze sowie Lastsituationen zu wählen.
- Grafische Eingabe von Rohrleitungen und Armaturen
- Anschauliche Visualisierung der Rohrleitungen und Armaturen im RFEM-Grafikfenster
- Datenbanken für Rohrleitungsquerschnitte und -materialien
- Datenbanken für Flansche, Reduzierstücke, T-Stücke und Kompensatoren
- Berücksichtigung des Rohrleitungsaufbaus (Isolierung, Futter, Weißblech)
- Automatische Berechnung von Spannungsintensitätsfaktoren und Flexibilitätsfaktoren
- Rohrleitungstypische Einwirkungsgruppen für Lastfälle
- Optionale automatische Kombinatorik der Lastfälle
- Berücksichtigung von Materialeigenschaften (Elasizitätsmodul, Wärmeausdehnungskoeffizient) entweder in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur (Standardeinstellung) oder in Abhängigkeit von der Referenztemperatur (Montagetemperatur) des Materials
- Berücksichtigung von Dehnung und Aufrichtung infolge Druck (Bourdon-Effekt)
- Interaktion zwischen unterstützender Struktur und Rohrleitung
Nachdem in RFEM mit Hilfe von RF-PIPING die Rohrleitungen modelliert sowie die Lasten, Last- und Ergebniskombinationen definiert wurden, kann in RF-PIPING Design die Spannungsbemessung für die Rohrleitungen erfolgen.
Dazu werden zunächst die zu bemessenden Rohrleitungen sowie die entsprechenden Lasten, Last- bzw. Ergebniskombinationen ausgewählt. In der Datenbank stehen eine Vielzahl an Materialien der Normen EN 13480-3, ASME B31.1-2012 und ASME B31.3-2012 zur Verfügung.
Nach der Bemessung werden die Ergebnisse in diversen Masken übersichtlich ausgegeben z. B. querschnittsweise, rohrleitungsweise oder stabweise. Der Auslastungsgrad lässt sich ebenso grafisch in RFEM am Gesamtmodell darstellen. Dadurch lassen sich kritische oder überdimensionierte Bereiche auf einen Blick erkennen.
Neben den tabellarischen Ein- und Ausgabedaten einschließlich Bemessungsdetails können sämtliche Grafiken in das Ausdruckprotokoll eingebunden werden. Damit ist die nachvollziehbare und anschauliche Dokumentation gewährleistet. Der Inhalt des Protokolls und die gewünschte Tiefe der Ausgabe für die einzelnen Nachweise lassen sich gezielt selektieren.
- Bemessung nach EN 13480-3, ASME B31.1-2012 und ASME B31.3-2012
- Überprüfung der Mindestwanddicken von Rohren unter Einbezug von Fertigungstoleranzen, Korrosion und Schweißnahtfaktor
- Spannungsberechnung für ständige Lasten, ständige und gelegentliche Lasten sowie aus Wärmeausdehnung
- Ergebnisdokumentation mit Tabellen und Grafiken im RFEM-Ausdrucksprotokoll
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