In welchen Fällen wird bei der Konstruktion von Druckbehältern die Analysemethode JB4732 angewandt? Dringend benötigt
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In welchen Fällen wird bei der Konstruktion von Druckbehältern die Analysemethode JB4732 angewandt? Dringend benötigt
Es ist auf Wunsch des Kunden – der in der Regel ein großes chemisches Unternehmen im Ausland ist
Diesen Beitrag hat zuletzt xlxuiin am 29.11.2016 um 16:22 bearbeitet: http://bbs.hcbbs.com/thread-510090-1-1.html
Anwendungsbereich und wesentliche Unterschiede zwischen GB150, JB4732 und JB/T4735:
**GB150 „Stahlbehälter“**
**JB4732 „Stahlbehälter – Richtlinien für die analytische Konstruktion“**
**JB/T4735 „Stahlbehälter, die im Normaldruckbereich verschweißt werden“**
**Konstruktionsdruck:** 0,1 MPa ≤ pd ≤ 35 MPa; Vakuumgrad mindestens 0,02 MPa.
0,1 MPa ≤ pd < 100 MPa; Vakuumgrad mindestens 0,02 MPa.
-0,02 MPa < pd < 0,1 MPa.
**Konstruktions Temperatur:** Die Konstruktionstemperatur wird anhand der zulässigen Einsatztemperatur des Stahls bestimmt (maximal 700 °C, minimal -196 °C). Sie darf nicht unter der Temperatur liegen, bei der die Konstruktionsfestigkeit durch die Krümmung des Stahls bestimmt wird (maximal 475 °C). Zudem darf die Temperatur zwischen -20 °C und 350 °C liegen. Behälter aus austenitischem Hochlegierungsstahl sowie Behälter mit einer Konstruktionstemperatur unter -20 °C, die jedoch unter Bedingungen niedriger Temperaturen und geringer Belastungen eingesetzt werden können, sind von dieser Beschränkung ausgenommen. Dabei muss die angepasste Konstruktionstemperatur über -20 °C liegen.
**Grundlegende Sicherheitsfaktoren:**
Für Kohlenstoffstahl und niedriglegierter Stahl: nb ≥ 3,0, ns = nts ≥ 1,6, nD ≥ 1,5, nn ≥ 1,0； Hochlegierter Stahl: nb≥3,0, ns=nts≥1,5, nD≥1,5, nn≥1,0. Kohlenstoffstahl, niedriglegierter Stahl, ferritischer Hochlegierter Stahl: nb≥2,6, ns=nts≥1,5 ； Austenitische Hochlegierungsstähle: ns=nts≥1,5. Kohlenstoffstähle, niedriglegierungsstähle, ferritische Hochlegierungsstähle: nb≥2,5, ns=nts≥1,5 ； Austenitische Hochlegierungsstähle: ns=nts≥1,5. Es gibt keine Beschränkungen bezüglich des Mediums. Diese Stähle eignen sich nicht für Behälter, die hochgiftige oder äußerst gefährliche Medien aufnehmen. Es gelten Designrichtlinien für elastische Versagen, plastisches Versagen sowie Versagen durch Ermüdung. Die lokalen Spannungen werden anhand von Grenzanalyse- und Stabilitätsanalysen bewertet. In der Regel gelten die Designrichtlinien für elastisches Versagen und Instabilität. Die Methoden zur Spannungsanalyse basieren auf den Prinzipien der Materialmechanik und der Theorie von Platten und Körpern. Zudem werden Spannungszunahmekoeffizienten sowie Formkoeffizienten berücksichtigt. Bei der plastischen Analyse werden die Prinzipien der Materialmechanik sowie die Theorie von Platten und Körpern angewandt. Bei der experimentellen Spannungsanalyse werden ebenfalls die Prinzipien der Materialmechanik sowie die Theorie von Platten und Körpern herangezogen. Dabei werden Spannungszunahmekoeffizienten sowie Formkoeffizienten berücksichtigt. Bei der Festigkeitsberechnung werden die Theorien des maximalen Hauptspannungs- und maximalen Scherkräfteprinzips verwendet. Doch in der Regel wird die Dicke der Behälter durch die minimale erforderliche Dicke bestimmt. Es gibt keine Anforderungen an die Nichtschadensprüfung – diese hängen vom Stahltyp, der Dicke, den Eigenschaften des Mediums sowie vom Typ der Druckprüfung ab. Für lokale Nichtschadensprüfungen gilt: Die Länge muss mindestens 20 % der Länge jeder Naht betragen, außerdem mindestens 250 mm. Alle Schweißverbindungen der Klassen A oder B müssen vollständig geprüft werden. Bei Schweißverbindungen der Klasse C mit einer Nenndicke von mehr als 65 mm (mit Ausnahme von Mehrschichtbehältern) sowie bei Schweißverbindungen der Klasse D mit einem Lochdurchmesser von mehr als 100 mm und einer Nenndicke von mehr als 65 mm muss eine 100-%-Nichtschadensprüfung durchgeführt werden. Ob eine Nichtschadensprüfung erforderlich ist, hängt vom Nennvolumen des Behälters, seiner Dicke, der Betriebstemperatur, der Giftigkeit und Entzündbarkeit des Mediums sowie vom Typ der Druckprüfung und vom Stahltyp ab. Die Prüflänge muss mindestens 10 % der Länge jeder Naht betragen. Eine Spannungsanalyse ist nicht erforderlich – doch wenn die Vorgaben dieser Norm überschritten werden, ist eine Spannungsanalyse notwendig. Bei Kugelbehältern, Rohren und Deckeln, die nach diesen Normen entworfen wurden, ist keine Spannungsanalyse erforderlich. Eine Ermüdungsanalyse ist für Behälter, bei denen eine solche Analyse erforderlich ist, nicht geeignet. Es gibt jedoch Ausnahmen – beispielsweise können Bedingungen bezüglich der Anzahl der Belastungsschleifen oder des Spannungsschwings gelten. Qualifikationsanforderungen: Die Entwurfs- und Fertigungseinheiten müssen über die entsprechenden Genehmigungen verfügen. Das Schweißen muss von Schweißern durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Die Nichtschadensprüfung muss von Personen durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Die Entwurfsunternehmen müssen über eine Qualifikation für die Spannungsanalyse verfügen. Die Entwurfsunterlagen müssen von drei qualifizierten Analytikern unterschrieben werden. Die Fertigungseinheiten müssen über eine Genehmigung zur Herstellung von Behältern der Klasse III verfügen. Das Schweißen muss von Schweißern durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Die Nichtschadensprüfung muss von Personen der Klasse I oder II durchgeführt werden. Bei der Planung und Fertigung gibt es keine Qualifikationsanforderungen. Bei Behältern, bei denen eine Nichtschadensprüfung erforderlich ist, müssen diese von Personen durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Bei einigen Behältern müssen die Arbeiten von Schweißern durchgeführt werden, die über einen gültigen Qualifikationsnachweis verfügen. Gesamtwirtschaftlichkeit: Behälter mit einfachen Strukturen weisen eine gute Gesamtwirtschaftlichkeit auf. Auch Behälter mit komplexen Strukturen weisen eine gute Gesamtwirtschaftlichkeit auf. In dem jeweiligen Bereich weisen alle Behälter eine gute Gesamtwirtschaftlichkeit auf
Anwendungsbereich und wesentliche Unterschiede zwischen GB150, JB4732 und JB/T4735:
**GB150 „Stahlbehälter“**
**JB4732 „Stahlbehälter – Richtlinien für die analytische Konstruktion“**
**JB/T4735 „Stahlbehälter, die im Normaldruckbereich verschweißt werden“**
**Konstruktionsdruck:** 0,1 MPa ≤ pd ≤ 35 MPa; Vakuumgrad mindestens 0,02 MPa.
0,1 MPa ≤ pd < 100 MPa; Vakuumgrad mindestens 0,02 MPa.
-0,02 MPa < pd < 0,1 MPa.
**Konstruktions Temperatur:** Die Konstruktionstemperatur wird anhand der zulässigen Einsatztemperatur des Stahls bestimmt (maximal 700 °C, minimal -196 °C). Sie darf nicht unter der Temperatur liegen, bei der die Konstruktionsfestigkeit durch die Krümmung des Stahls bestimmt wird (maximal 475 °C). Zudem darf die Temperatur zwischen -20 °C und 350 °C liegen. Behälter aus austenitischem Hochlegierungsstahl sowie Behälter mit einer Konstruktionstemperatur unter -20 °C, die jedoch unter Bedingungen niedriger Temperaturen und geringer Belastungen eingesetzt werden können, sind von dieser Beschränkung ausgenommen. Dabei muss die angepasste Konstruktionstemperatur über -20 °C liegen.
**Grundlegende Sicherheitsfaktoren:**
Für Kohlenstoffstahl und niedriglegierter Stahl: nb ≥ 3,0, ns = nts ≥ 1,6, nD ≥ 1,5, nn ≥ 1,0； Hochlegierter Stahl: nb≥3,0, ns=nts≥1,5, nD≥1,5, nn≥1,0. Kohlenstoffstahl, niedriglegierter Stahl, ferritischer Hochlegierter Stahl: nb≥2,6, ns=nts≥1,5 ； Austenitische Hochlegierungsstähle: ns=nts≥1,5. Kohlenstoffstähle, niedriglegierungsstähle, ferritische Hochlegierungsstähle: nb≥2,5, ns=nts≥1,5 ； Austenitische Hochlegierungsstähle: ns=nts≥1,5. Es gibt keine Beschränkungen bezüglich des Mediums. Diese Stähle eignen sich nicht für Behälter, die hochgiftige oder äußerst gefährliche Medien aufnehmen. Es gelten Designrichtlinien für elastische Versagen, plastisches Versagen sowie Versagen durch Ermüdung. Die lokalen Spannungen werden anhand von Grenzanalyse- und Stabilitätsanalysen bewertet. In der Regel gelten die Designrichtlinien für elastisches Versagen und Instabilität. Die Methoden zur Spannungsanalyse basieren auf den Prinzipien der Materialmechanik und der Theorie von Platten und Körpern. Zudem werden Spannungszunahmekoeffizienten sowie Formkoeffizienten berücksichtigt. Bei der plastischen Analyse werden die Prinzipien der Materialmechanik sowie die Theorie von Platten und Körpern angewandt. Bei der experimentellen Spannungsanalyse werden ebenfalls die Prinzipien der Materialmechanik sowie die Theorie von Platten und Körpern herangezogen. Dabei werden Spannungszunahmekoeffizienten sowie Formkoeffizienten berücksichtigt. Bei der Festigkeitsberechnung werden die Theorien des maximalen Hauptspannungs- und maximalen Scherkräfteprinzips verwendet. Doch in der Regel wird die Dicke der Behälter durch die minimale erforderliche Dicke bestimmt. Es gibt keine Anforderungen an die Nichtschadensprüfung – diese hängen vom Stahltyp, der Dicke, den Eigenschaften des Mediums sowie vom Typ der Druckprüfung ab. Für lokale Nichtschadensprüfungen gilt: Die Länge muss mindestens 20 % der Länge jeder Naht betragen, außerdem mindestens 250 mm. Alle Schweißverbindungen der Klassen A oder B müssen vollständig geprüft werden. Bei Schweißverbindungen der Klasse C mit einer Nenndicke von mehr als 65 mm (mit Ausnahme von Mehrschichtbehältern) sowie bei Schweißverbindungen der Klasse D mit einem Lochdurchmesser von mehr als 100 mm und einer Nenndicke von mehr als 65 mm muss eine 100-%-Nichtschadensprüfung durchgeführt werden. Ob eine Nichtschadensprüfung erforderlich ist, hängt vom Nennvolumen des Behälters, seiner Dicke, der Betriebstemperatur, der Giftigkeit und Entzündbarkeit des Mediums sowie vom Typ der Druckprüfung und vom Stahltyp ab. Die Prüflänge muss mindestens 10 % der Länge jeder Naht betragen. Eine Spannungsanalyse ist nicht erforderlich – doch wenn die Vorgaben dieser Norm überschritten werden, ist eine Spannungsanalyse notwendig. Bei Kugelbehältern, Rohren und Deckeln, die nach diesen Normen entworfen wurden, ist keine Spannungsanalyse erforderlich. Eine Ermüdungsanalyse ist für Behälter, bei denen eine solche Analyse erforderlich ist, nicht geeignet. Es gibt jedoch Ausnahmen – beispielsweise können Bedingungen bezüglich der Anzahl der Belastungsschleifen oder des Spannungsschwings gelten. Qualifikationsanforderungen: Die Entwurfs- und Fertigungseinheiten müssen über die entsprechenden Genehmigungen verfügen. Das Schweißen muss von Schweißern durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Die Nichtschadensprüfung muss von Personen durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Die Entwurfsunternehmen müssen über eine Qualifikation für die Spannungsanalyse verfügen. Die Entwurfsunterlagen müssen von drei qualifizierten Analytikern unterschrieben werden. Die Fertigungseinheiten müssen über eine Genehmigung zur Herstellung von Behältern der Klasse III verfügen. Das Schweißen muss von Schweißern durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Die Nichtschadensprüfung muss von Personen der Klasse I oder II durchgeführt werden. Bei der Planung und Fertigung gibt es keine Qualifikationsanforderungen. Bei Behältern, bei denen eine Nichtschadensprüfung erforderlich ist, müssen diese von Personen durchgeführt werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Bei einigen Behältern müssen die Arbeiten von Schweißern durchgeführt werden, die über einen gültigen Qualifikationsnachweis verfügen. Gesamtwirtschaftlichkeit: Behälter mit einfachen Strukturen weisen eine gute Gesamtwirtschaftlichkeit auf. Auch Behälter mit komplexen Strukturen weisen eine gute Gesamtwirtschaftlichkeit auf. In dem jeweiligen Bereich weisen alle Behälter eine gute Gesamtwirtschaftlichkeit auf
Es handelt sich um eine Frage, bei der Designparameter, Sicherheit, Kosten, das Niveau der Konstruktion und Fertigung sowie die Nutzung und Verwaltung gemeinsam berücksichtigt werden müssen; oft werden dabei Anforderungen von den Nutzern der Geräte gestellt.
Bei einem Konstruktionsdruck von mehr als 35 MPa muss die Konstruktion mithilfe von Spannungsanalysen erfolgen.
Das bedeutet also, dass Hochdruckbehälter mit einem Druck von mehr als 35 MPa, der über den Grenzwert von GB150 hinausgeht, nur nach der Analysemethode JB4732 verwendet werden dürfen?
Vorbeigekommen, gelernt*, direkt aufs Dach im 3. Stock.
Nein, der 4732 hat auch eine Druckbegrenzung – bei einem Wert über 100 Mpa kann der 4732 nicht mehr verwendet werden
Behälter, die Belastungen durch Ermüdung aushalten müssen, sollten analytisch entworfen werden...