Beim Befüllen eines 50.000-Liter-Tanks mit Wasser wurde festgestellt, dass der Durchmesser größer wird – ist das sicher? Wie erklärt man das?

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von kareale88 am 22.11.2018 um 16:02 bearbeitet. Vor ein paar Tagen habe ich meine Computerdateien sortiert und dabei an ein Ereignis vor einigen Jahren gedacht: Eine Baustelle rief an und berichtete über ein Problem – wie im Titel erwähnt – nämlich dass sich beim Befüllen der Speichertanks der Durchmesser um etwa 60 mm vergrößerte. Man fragte, ob das ein Problem sei und ob es sicher sei. Zur damaligen Zeit wurde analysiert, dass eine Zunahme des Durchmessers normal sei, da das Befüllen mit Wasser Spannungen erzeugt, und wo es Spannungen gibt, entsteht auch Dehnung. Ob es sicher ist, hängt davon ab, ob eine Erhöhung um 60 mm zulässig ist. Die Schlussfolgerung ist, dass es sicher ist. Aber wie kann man überzeugend sein? Deshalb wurde damals Folgendes geschrieben und an den Eigentümer sowie die Baufirmen gesendet. Es kam jedoch keine Antwort, und die Sache wurde somit ad acta gelegt. Hier wird ein Auszug zur Diskussion bereitgestellt, um zu prüfen, ob es Probleme gibt. Rechendaten für die Erhöhung des Durchmessers eines Behälters mit einem Volumen von 5×10⁴ m³: Innendurchmesser 60 m, Höhe der Behälterwand 19,33 m, Material 16MnR. Dicke der Bodenplatte: δ32 mm. Bei den Tests betrug δt = 32 – 0,3 = 31,7 mm (0,3 ist die negative Abweichung des Materials). Formel zur Berechnung der Dicke: t = 4,9·D·(H – 0,3) / [σ] / φ – (GB50341, Formel 6.3.1-2). Berechnung des Spannungsgrades: σ = 4,9·D·(H – 0,3) / δt / φ = 4,9·60·(19,33 – 0,3) / 31,7 / 0,9 = 196,1 MPa. Berechnung der Dehnung: ε = σ/E ； E – Elastizitätsmodul in MPa: 196,1/201/1000. Dabei gilt: E = 201 * 1000 (aus GB150) = 0,976/1000. Die konstruktive Umfangslänge des Behälters ist L = πD = 3,14 * (60.000 + 32) – berechnet am mittleren Durchmesser – = 3,14 * 60.032 = 188.500 mm. Die zusätzliche Länge aufgrund der Deformation beträgt l = εL = 0,976/1000 * 188.500 = 184 mm. Der Umfang nach der Deformation ist L1 = L + l = 188.500 + 184 = 188.684 mm. Der mittlere Durchmesser nach der Deformation ist D1 = L1/π = 188.684 / 3,14 = 60.090 mm. Der Zuwachs des Innendurchmessers beträgt 60.090 – 60.000 – 32 = 58 mm. Hinweis: Es handelt sich hier um die Deformationsmenge bei einem „theoretischen“ Durchmesser. In der Praxis muss man auch die Abweichungen vom tatsächlichen Durchmesser bei der Überprüfung berücksichtigen sowie die Abweichungen in Bezug auf die Rundheit – schließlich führt der innere Druck dazu, dass der Durchmesser noch weiter zunimmt. Jetzt fällt mir etwas ein: 1. Ein Zuwachs von 58 mm sollte eigentlich der maximale Wert sein – liegt dieser Wert tatsächlich über dem zulässigen Wert? Da keine konkreten Daten bereitgestellt wurden, ist eine Schätzung schwierig ； 2. Die Abzug der negativen Abweichung von 3 mm ergibt die minimale Dicke. Ein tatsächlicher Zuwachs des Durchmessers sollte angemessen gesehen werden, wenn er nicht größer als 58 mm ist ； Außerdem: Ich weiß nicht, auf welche Weise der genaue Durchmesser gemessen werden kann. Wer das weiß, soll es mir bitte mitteilen.