AD 2000-Merkblatt 2000-Merkblatt ICS 23.020.30
Ausgabe Mai 2007
Berechnung von Druckbehältern
Flansche
AD 2000-Merkblatt 2000-Merkblatt
B8
Die AD 2000-Merk 2000-Merkblät blätter ter werden werden von den in der „Arbeitsg „Arbeitsgemei emeinsch nschaft aft Druckbehäl Druckbehälter“ ter“ (AD) zusammen zusammenarbei arbeitende tenden, n, nachsteh nachstehend end genannten genannten sieben Verbänden Verbänden aufgestellt. Aufbau und Anwendung des AD 2000-Regelwerkes sowie die Verfahrensrichtlinien Verfahrensrichtlinien regelt das AD 2000-Merk blatt G1. Die AD 2000-Merkblätter enthalten sicherheitstechnische Anforderungen, die für normale Betriebsverhältnisse zu stellen sind. Sind über das normale Maß hinausgehende hinausgehende Beanspruchungen beim Betrieb der Druckbehälter Druckbehälter zu erwarten, so ist diesen durch Erfüllung besonderer Anforderungen Rechnung zu tragen. Wird von den Forderungen dieses AD 2000-Merkblattes abgewichen, muss nachweisbar sein, dass der sicherheitstechnische Maßstab dieses dieses Regelwerk Regelwerkes es auf andere andere Weise Weise eingehal eingehalten ten ist, z.B. durch durch Werkstoff Werkstoffprüfu prüfungen ngen,, Versuch Versuche, e, Spannung Spannungsana sanalyse lyse,, Betriebse Betriebserfahr rfahrunge ungen. n. Fachverband Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau e.V. (FDBR), Düsseldorf Hauptverband der gewerblichen gewerblichen Berufsgenossenschaften Berufsgenossenschaften e.V., Sankt Augustin Verband der Chemischen Industrie e.V. (VCI), Frankfurt/Main Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA), Fachgemeinschaft Verfahrenstechnische Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate, Frankfurt/Main Stahlinstitut Stahlinstitut VDEh, Düsseldorf VGB PowerTech e.V., Essen Verband der TÜV e.V. (VdTÜV), Berlin Die AD 2000-Merkblätter werden durch die Verbände laufend dem Fortschritt der Technik angepasst. Anregungen hierzu sind zu richten an den Herausgeber:
Verband der TÜV e.V., Friedrichstraße 136, 10117 Berlin.
Inhalt
0 1 2 3
Präa Präamb mbel el Geltun Geltungsb gsbere ereich ich Allgem Allgemein eines es Formelzeich Formelzeichen en und Einheiten Einheiten
0 Präa Präamb mbel el Zur Erfüllung der grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Druckgeräte-Richtlinie kann das AD 2000-Regelwerk angewandt werden, vornehmlich für die Konformitätsbewertung nach den Modulen „G“ und „B + F“. Das AD 2000-Regelwerk folgt einem in sich geschlossenen Auslegungskonzept. Die Anwendung anderer technischer Regeln nach dem Stand der Technik zur Lösung von Teilproblemen setzt die Beachtung des Gesamtkonzeptes voraus. Bei andere anderenn Module Modulenn der Druckg Druckgerä erätete-Ric Richtl htlini iniee oder oder für andere Rechtsgebiete kann das AD 2000-Regelwerk sinnge sinngemäß mäß angewa angewandt ndt werden werden.. Die Prü Prüfzu fzustä ständi ndigke gkeitit richte richtett sich nach nach den Vorgabe orgabenn des jeweil jeweilige igenn Rechts Rechts-gebietes.
1 Geltun Geltungsbe gsbereic reich h inl r
5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
e
Die nachstehenden Berechnungsregeln gelten für kreisförmige Druckbehälterflansche aus Stahl, Stahlguss, GusseiB 2 7 7 0
4 5 6 7
Festigkeits Festigkeitskennw kennwert ert Sicher Sicherhei heitsb tsbeiw eiwert ert Bere Berech chnu nung ng Schr Schrififttu ttum m
sen und Nichteisenmetall Nichteisenmetallen en bis zu einem Innendurchme Innendurchmessser von 3600 mm.
2 Allg Allgeme emein ines es Dieses AD 2000-Merkblatt ist nur im Zusammenhang mit AD 2000-Merkblatt B 0 anzuwenden.
2.1
2.2 Ausfüh Ausführun rung g
Flansch Flanschee können können geschm geschmied iedet et oder oder nahtlo nahtloss gewalzt walzt oder oder gegosse gegossenn herges hergestel telltlt oder oder aus Pro Profil filen en bzw. bzw. Blechstreifen gebogen und stumpf geschweißt oder aus Bleche Blechenn ausges ausgeschn chnitt itten en werden werden (siehe (siehe DIN 2519 2519 und DIN 28 030). 2.2.1
2.2.2 Vorschw Vorschweißfl eißflansche ansche und Vorschweißbu orschweißbunde nde (siehe Bilder 1, 2, 5 und 12) dürfen nicht kreisförmig kreisförmig aus Blechen Blechen ausgeschnitten werden. Sollen sie aus Blechen hergestellt werden, so sind Streifen in Walzrichtung zu schneiden und so zu biegen, dass eine Blechoberfläche nach innen zur Flanschachse weist. Außerdem müssen die Blechstreifen
1 , H b m G e
Ersatz für Ausgabe Ausgabe Juli 2003; = Änderungen gegenüber der vorangehenden Ausgabe Ausgabe d.
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Die AD 2000-Merkblätter sind urheberrechtlich geschützt. Die Nutzungsrechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, der Entnahme von Abbildungen, Abbildungen, die Wiedergabe auf fotomechanischem Wege und die Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei auszugsweiser auszugsweiser Verwertung, dem Urheber vorbehalten.
AD 2000-Merkblatt Seite 2 AD 2000-Merkblatt B 8, Ausg. 05.2007
auf Dopplungsfreiheit mit Ultraschall geprüft sein, wobei die Anforderungen des AD 2000-Merkblattes W 9 Abschnitt 4.3.5.1 zu erfüllen sind.
5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
5 Sicherheitsbeiwert Siehe hierzu AD 2000-Merkblatt B 0 Abschnitt 7. Abweichend von den Abschnitten 1.1 und 1.2 der Tafel 3 des AD 2000-Merkblattes B 0 können für Grauguss bei der 2.3 Konstruktionsregeln Flanschberechnung sowohl für den ungeglühten als auch für den geglühten bzw. emaillierten Zustand angewendet 2.3.1 Bei der Gestaltung der Flanschverbindung sind fol- werden: gende Gesichtspunkte zu berücksichtigen: (1) Sicherheitsbeiwert S = 4,01) 1 2.3.1.1 Die Anzahl der Schrauben soll möglichst groß ge- (2) Sicherheitsbeiwert beim Prüfdruck S ′ = 3,0 ) wählt werden, so dass eine gleichmäßige und sichere Abdichtung gewährleistet ist. Die Schraubenteilung soll daher nicht größer als 5 d L sein. Die Anzahl der Schrauben soll mindestens 4 betragen. 6 Berechnung 2.3.1.2 Der Hebelarm a der Schraubenkraft soll mög6.1 Allgemeines lichst klein sein. 6.1.1 Bei der Festigkeitsberechnung müssen die Teile einer Flanschverbindung (Flansche, Schrauben und Dich2.3.1.3 Der Radius r zwischen dem Flanschblatt und dem kegeligen oder zylindrischen Ansatz muss mindestens tung) stets in Abhängigkeit voneinander betrachtet werden. 6 mm betragen, soweit nicht Normflansche verwendet wer- Die Flanschverbindung muss so bemessen sein, dass sie den. Bei wenig verformungsfähigen Werkstoffen, deren die Kräfte beim Zusammenbau (Vorverformen der DichBruchdehnung δ 5 unter 10 % liegt, ist der Übergangsradius tung) im Betrieb und im Prüfzustand aufnehmen kann. Ist mindestens gleich der Zargenwanddicke auszuführen; er der Prüfdruck PT > 1,43 PS, so ist die Berechnung auch für diesen Belastungsfall durchzuführen. braucht jedoch 30 mm nicht zu übersteigen. 6.1.2 Die Berechnung von Flanschen entsprechend den 2.3.1.4 Bei der Wahl der Dichtung sind ihre mechanische Bildern 1, 2, 5, 6, 7, 8 und 10 erfolgt nach der Vornorm und thermische Belastbarkeit sowie gegebenenfalls ihre DIN 2505 (Januar 1986) unter Beachtung der dort angechemische Beständigkeit zu berücksichtigen. gebenen Präambel. Die Berechnung kann jedoch auch nach nachstehend aufgeführten Gleichungen erfolgen, die 2.3.1.5 Ausführungsbeispiele von Schweißflanschen so- nach h aufgelöst und soweit möglich vereinfacht sind und F wie Richtlinien für die Schweißnahtabmessungen können die auch für Anwendungsfälle gelten, welche in den der Tafel 1 sowie den in DIN 28 030 aufgeführten Normen Normen nicht erfasst sind. In der Regel ergeben sich hierfür Apparateflansche entnommen werden. bei dickere Flanschblätter. Bei Apparateflanschen nach DIN 28 030 ist eine Nachrechnung nicht erforderlich, wenn 2.3.2 Bezüglich der Gestaltung der Flanschverbindungen die in den genannten Normen angegebenen Hinweise siehe auch AD 2000-Merkblatt A 5, Abschnitt 3. bezüglich der zulässigen Drücke, Temperaturen und der 2.3.3 Für leicht entzündliche oder giftige Gase sind Flan- für Flansche, Schrauben und Dichtungen zu verwendensche mit Nut und Feder oder Vor- und Rücksprung oder den Werkstoffe beachtet werden. Bis NW 600 einschließglatte Flansche mit besonderen Dichtungen (gebördelte lich gilt dies auch für Rohrleitungsflansche nach DIN 2500. Dichtungen, Spiral-Dichtungen, Dichtungen mit eingepres- Bei größeren Nennweiten können Normflansche bei Verwendung genormter Dichtungen undicht werden, weshalb stem Drahtgewebe) zu verwenden. eine rechnerische Nachprüfung (siehe auch AD 2000Merkblatt B 7) notwendig ist. Für die Berechnung der Schrauben gilt AD 2000-Merkblatt B 7. Die errechnete Höhe hF des Flanschblattes muss am ausgeführten Bauteil 3 Formelzeichen und Einheiten vorhanden sein. Eindrehungen für normale Nut/FederÜber die Festlegungen des AD 2000-Merkblattes B 0 hi- oder Ring-Joint-Verbindungen brauchen nicht berücksichnaus gilt: tigt zu werden. d F Flankendurchmesser mm 6.1.3 Die Berechnung von Flanschverbindungen aus runden Flanschen mit Dichtungen und Schrauben kann d L Schraubenlochdurchmesser mm auch nach dem in der DIN EN 1591-1 enthaltenen Berech h A Gesamthöhe eines Flansches mm nungsverfahren unter Berücksichtigung der dort angege h E Höhe eines Einlegeringes mm benen Anwendungsgrenzen erfolgen. Die Anwendung dieser Norm ermöglicht bei der Festigkeitsberechnung der h F Höhe des Flanschblattes mm Flanschverbindung neben der Berechnung der Beanspru p F Flächenpressung N/mm2 chungen aus dem Druck die Berücksichtigung der Beanspruchungen aus dem Anziehverfahren, aus äußeren Las s F Flanschdicke am Übergang mm ten oder aus unterschiedlichen Temperaturen in den ein s 1 Zargenwanddicke mm zelnen Bauteilen. W Flanschwiderstand mm3 6.1.4 Maßgebend für die Auslegung des Flansches ist der größte erforderliche Flanschwiderstand W , der sich aus den Formeln (1) und (2) ergibt. 4 Festigkeitskennwert Festigkeitskennwerte siehe AD 2000-Merkblatt B 0. Falls der Werkstoff des zylindrischen Anschlusses einen geringeren Festigkeitskennwert als der Flanschwerkstoff hat, ist die im Verhältnis der Festigkeitskennwerte reduzierte Wanddicke s 1 in die Berechnung einzusetzen.
1) Diesen Werten liegt eine Untersuchung an genormten Festflanschen aus
Gusseisen mit Lamellengraphit nach dem Bericht der MPA Stuttgart vom 21. 11. 1957 zugrunde. Bei abweichenden Flanschformen sind die Sicherheitsbeiwerte auf S = 5 bzw. S′ = 4 zu erhöhen.
AD 2000-Merkblatt AD 2000-Merkblatt B 8, Ausg. 05.2007 Seite 3
Es gelten für den Betriebszustand F SB · S ⋅ a W = K und für den Einbauzustand F DV · S ⋅ a D W = K 20
(1)
(2)
Die Formel (1) kann sinngemäß auch für den Prüfzustand angewandt werden.
6.2 Vorschweißflansche mit konischem Ansatz nach den Bildern 1 und 2 6.2.1 Flansche mit konischem Ansatz nach den Bildern 1
und 2 müssen in den Querschnitten A-A und B-B nachgerechnet werden. Die Dicke des Flanschansatzes s F darf in die Formeln (4) und (7) mit höchstens 1 / 3 hF eingesetzt werden. Im Übrigen werden die Berechnungsgrößen nach den Formeln (3) bis (5) gebraucht. Die rechnerische doppelte Flanschbreite beträgt b = d a − d i − 2d L
Bild 2.
Vorschweiß-Flansch mit konischem Ansatz (Querschnitt B-B)
Bild 3.
Reduzierter Schraubenlochdurchmesser d L
(3)
mit d L nach Bild 3. Die Hilfswerte Z und Z 1 betragen Z = (d i
+
s F) ⋅ s 2F
Z 1 = 3 ⋅ (d i + s 1) · s 21 4 Folgende Bedingungen müssen erfüllt sein:
(4) (5)
Für Querschnitt A-A (Bild 1) Die erforderliche Höhe des Flanschblattes beträgt h F =
1,27 W − Z b
(6)
Für die Hebelarme der Schraubenkraft gelten für den Prüfdruck und den Betriebszustand d − d i − s F a = t (7) 2 und für den Einbauzustand d − d D a D = t (8) 2
Für den Querschnitt B-B (Bild 2) Die Lösungen für den Querschnitt B-B gelten in folgenden Grenzen h − h F ≤ 1,0 0,5 ≤ A h F s + s F ≤ 0,3 0,1 ≤ 1 b In allen anderen Fällen muss nach der Vornorm DIN 2505 (10.64), Formeln (14 b) und (14 d), gerechnet werden. Die erforderliche Höhe des Flanschblattes beträgt h F = B ⋅
5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
1,27 W b − Z
1
(9)
wobei der Hilfswert B nach folgender Formel 2 s m 1 + · B 1 b B= (10) 2 s m 2 1 + (B 1 + 2 B 1) b oder aus dem Bild 4 unter Zuhilfenahme folgender Bestimmungsgrößen ermittelt werden kann s + s 1 s m = F (11) 2 Bild 1.
Vorschweiß-Flansch mit konischem Ansatz (Querschnitt A-A)
B1
=
h A − h F h F
(12)
AD 2000-Merkblatt Seite 4 AD 2000-Merkblatt B 8, Ausg. 05.2007
Bild 5. Vorschweißbund mit konischem Ansatz
6.4
Aufschweißflansche nach den Bildern 6 und 7
Für die Berechnung der Aufschweißflansche nach den Bildern 6 und 7 werden Berechnungsgrößen nach den Formeln (16) bis (19) benötigt. Die Dicke s1 darf nur mit höchstens 1 / 2 h F in die folgenden Formeln eingesetzt werden. Die wirksame doppelte Flanschbreite beträgt b = d a − d 2 − 2d L
Z = (d i Für die Hebelarme der Schraubenkraft gelten für den Prüfdruck- und Betriebszustand d t − d i − s 1 2 und für den Einbauzustand
(13)
a D nach Formel (8).
+
s 1) ⋅ s 21
Bei Flanschen mit größeren Nennweiten als 1000, deren Halshöhe h A -- h F mindestens 0,6 h F und deren Ansatzdicke s F -- s 1 mindestens 0,25 h F betragen, können statt der Formeln (6) und (9) für die Querschnitte A-A und B-B die Formeln (14) und (15) angewendet werden, die zu kleineren Abmessungen führen:
1,06 W − 0,8 Z 0,05 Z + b · s F b
2
−
a =
d t − d i − s 1
5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
d t − d D 2 Die erforderliche Höhe des Flanschblattes beträgt
h F =
1,42 W − Z b
1,06 W b− 2 Z
1
0,05 Z (14) b · s F
(15)
Vorschweißbunde mit konischem Ansatz nach Bild 5
Die Berechnung erfolgt nach den Formeln (3) bis (15), wobei statt d t der Wert für d a und d L = 0 einzusetzen ist.
(19)
(20)
Die Abmessungen des verstärkten zylindrischen Ansatzes sollen etwa mit denen der DIN 28 038 übereinstimmen.
Für die Hebelarme der Schraubenkraft gelten die Formeln (8) und (13).
6.3
(18)
2 und für den Einbauzustand
und für Querschnitt B-B h F = B ⋅
(17)
Für die Hebelarme der Schraubenkraft gelten für den Prüfdruck und Betriebszustand
Für Querschnitt A-A =
a D =
6.2.2
h F
(16)
mit d L nach Bild 3. An Stelle von d 2 kann auch d i gesetzt werden, wenn die Schweißnähte den Ausführungen 4 oder 5 der Tafel 1 entsprechen. Der Hilfswert Z beträgt
Bild 4. Hilfswerte B nach Formel (10)
a =
Bild 6. Aufschweißflansch
AD 2000-Merkblatt AD 2000-Merkblatt B 8, Ausg. 05.2007 Seite 5
Tafel 1. Anwendungsbereich verschiedener Aufschweiß-
flansche
Nahtausführung
Schweißnahtdicke
Begrenzung d i ¡ p mm bar
1.
g1 + g2 ≥ 1,4 s1 10 000
2.
Bild 7. Aufschweißflansch 6.5 Aufschweißbunde nach Bild 8
g1 + g2 ≥ 1,4 s1 10 000
Die Berechnung erfolgt nach Abschnitt 6.4, wobei statt d t der Wert für d a und d L = 0 einzusetzen ist. 3.
g1 + g2 ≥ 2 s1
20 000
g1 + g2 ≥ 2 s1
--
g1 + g2 ≥ 2 s1
--
4.
Bild 8. Aufschweißbund
5.
6.6 Nach innen liegende Aufschweißflansche nach Bild 9
Für die Berechnung nach innen liegender Aufschweißflansche nach Bild 9 werden die Berechnungsgrößen nach den Formeln (21) bis (26) benötigt. Die wirksame doppelte Flanschbreite beträgt b = d − d i − 2d L (21) mit d L nach Bild 3. Der Hilfswert Z beträgt Z = (d + s 1) ⋅ s21
(22)
DerUnterschiedzwischen g1 und g2 darfnichtmehrals25 %betragen.
Für die Hebelarme der Schraubenkraft gilt für den Prüfdruck und Betriebszustand a = a 1 + a 2
d 2 − 1 d 2D
(23)
mit d − d t + s 1 2 d − d D + 2 s 1 a 2 = 4 und für den Einbauzustand d − d D a D = t 2 Die erforderliche Höhe des Flanschblattes beträgt a 1 = 5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
Bild 9.
Nach innen liegender Aufschweißflansch
h F =
1,42 W b − Z
(24) (25)
(26)
(27)
AD 2000-Merkblatt Seite 6 AD 2000-Merkblatt B 8, Ausg. 05.2007
6.7 Losflansche nach Bild 10
6.9 Flansche mitdurchgehender Dichtung nach Bild 12
Für die Berechnung der Losflansche nach Bild 10 betragen die wirksame doppelte Flanschbreite b = d a − d i − 2d L (28)
Der Hebelarm der Schraubenkraft beträgt für den Betriebszustand d − d i − s 1 a = t (32) 2 und für den Einbauzustand a D = 0. Die erforderliche Höhe des Flanschblattes beträgt
mit d L nach Bild 3 und die Hebelarme für den Betriebs- bzw. Einbauzustand d − d 4 a = a D = t (29) 2 Die erforderliche Höhe des Flanschblattes beträgt h F =
1,27 · bW
(30)
Die Flächenpressung zwischen Bund und Losflansch ist mit Hilfe der Formel (31) zu überprüfen. F SB p F = 1,27 2 (31) d 4 − d 2i pF darf den kleineren Festigkeitskennwert K nicht überschreiten.
h F = C ·
d ·
t π
2 W − d L · n
(33)
wobei der Beiwert C aus der Tafel 2 zu entnehmen ist. Erfahrungsgemäß können sich bei dieser Ausführungsform bei höheren Drücken und größeren Dichtungsbreiten zunehmende Dichtungsschwierigkeiten ergeben. Tafel 2. Berechnungsbeiwert C für Flansche mit durch-
gehender Dichtung
Flanschform Vorschweißflansch alle übrigen Flansche
Beiwert C 0,9 1,1
Bild 10. Losflansch 6.8 Flansche für Klappschrauben nach Bild 11
Die Berechnung kann nach der Vornorm DIN 2505 (10.64) mit d L = 0 erfolgen. Als Außendurchmesser ist d a * einzusetzen.
Bild 12. Flansch mit durchgehender Dichtung 6.10 Losflansch mit geteiltem Einlegering nach Bild 13
Der Flansch (Losflansch) ist nach Abschnitt 6.7, 6.11 oder 6.12 zu berechnen. 6.10.1
5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
Bild 11. Flansch für Klappschrauben
Bild 13. Flansch mit geteiltem Einlegering
AD 2000-Merkblatt AD 2000-Merkblatt B 8, Ausg. 05.2007 Seite 7
6.10.2 Der Einlegering ist auf Abscherung nach Formel
(34), auf Biegung nach Formel (35) und auf Flächenpressung nach Formel (37) zu berechnen. Die Höhe des Einlegeringes hE ist nach dem größten der sich aus den Formeln (34) und (35) ergebenden Wert zu bestimmen: F SB· S h E = 0,4 (34) d 1 · K
h E = 1,91· W d 1
(35)
Anstelle der Hebelarme a bzw. a D ist in die Formeln (1) und (2) für den Flanschwiderstand W der Hebelarm d − d 1 a 2 = 2 einzusetzen. (36) 2 Die Flächenpressung beträgt F SB p F = 1,27 · 2 (37) d 1 − d 2
6.12 Geteilte Losflansche nach Bild 15
Die Berechnung geteilter Losflansche nach Bild 15 wird nach Abschnitt 6.7 durchgeführt. Wegen des einmal geteilten Doppelringes mit um 90° versetzten Fugen müssen die Schraubenkräfte jedoch um 50 % erhöht werden, so dass die erforderliche Höhe des Flanschblattes statt aus Formel (30) aus h F =
1,91 · bW
(41)
bestimmt werden muss, wobei die Höhe jedes Flanschblath tes ( h1, h 2) mindestens F betragen muss. 2
Sie darf den kleineren Festigkeitskennwert nicht überschreiten. 6.10.3 Der durch h R gekennzeichnete Querschnitt der
Rohrplatte ist auf Biegung zu berechnen. Die Höhe des durch die Nut gebildeten Bundes am Rohrboden muss mindestens betragen
h R = 1,91· W d
(38)
Als Hebelarm a bzw. a D ist in die Formel (1) und (2) für den Flanschwiderstand W d − d a 3 = 1 einzusetzen. (39) 2 Für die Nase am Losflansch gelten die gleichen Festlegungen sinngemäß. Der durch h R gekennzeichnete Querschnitt und die Nase am Losflasch sind auf Abscheren und Flächenpressung zu überprüfen. 6.11 Geteilte Losflansche nach Bild 14
Die Berechnung geteilter Losflansche nach Bild 14 wird nach Abschnitt 6.7 durchgeführt. Wegen des einmal geteilten Ringes müssen die Schraubenkräfte jedoch verdoppelt werden, so dass die erforderliche Höhe des Flanschblattes statt aus Formel (30) aus
h F = 2,54· W b bestimmt werden muss.
5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
Bild 15. Geteilter Losflansch (Doppelring mit versetzten
Trennfugen)
6.13 Aufgeschraubte Flansche nach Bild 16
Für die Berechnung aufgeschraubter Flansche nach Bild 16 gilt b = d a − d F − 2d L (42) Die Hebelarme für den Betriebs- bzw. Einbauzustand betragen d − d F a = a D = t (43) 2
(40)
Bild 16. Aufgeschraubter Flansch
Bild 14. Geteilter Losflansch (ein Ring)
Die erforderliche Dicke hF des Flanschblattes wird nach Formel (30) ermittelt. Das Gewinde ist auf Abscheren wie folgt zu berechnen K ≥ 2 F SB (44) S h F · π · d F
AD 2000-Merkblatt Seite 8 AD 2000-Merkblatt B 8, Ausg. 05.2007
6.14 Flanschblattneigung
7 Schrifttum
Feste Flansche, die entsprechend den vorstehenden Formeln ausgelegt sind, genügen den Festigkeitsanforderungen. Es können jedoch z. B. bei Flanschen aus hochfesten Werkstoffen sowie bei Flanschen aus Nichteisenmetallen oder bei Flanschen größeren Durchmessers Dichtheitsschwierigkeiten wegen zu großer Schrägstellung des Flanschtellers auftreten. Es wird deshalb empfohlen, bei Weichstoffdichtungen und Metallweichstoffdichtungen die Flanschblattneigung Ä in der Größenordnung von etwa 0,5 bis 1° zu begrenzen [4], Bild 17. Der Flansch muss dann unter Umständen dicker ausgeführt sein, als es aufgrund der Festigkeitsanforderungen notwendig wäre.
[1] Schwaigerer, S.: Die Berechnung der Flanschverbindungen im Behälter- und Rohrleitungsbau. VDI-Z. 96 (1954) Nr. 1, S. 7/12. [2] Haenle, S.: Beiträge zum Festigkeitsverhalten von Vorschweißflanschen. Forschung auf dem Gebiet des Ingenieurwesens 23 (1957) H. 4, S. 113/34. [3] Bühner, H., Kopp, L., u. E. Schwarz: Das Festigkeitsverhalten von Apparateflanschen. VDI-Z. 107 (1965) Nr. 10, S. 445/55. [4] Schwaigerer, S.: Festigkeitsberechnung im Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau. 4. Auflage (1983), Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York. [5] VDI-Richtlinie 2230. VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf.
Bild 17. Verformungsschema eines festen Flansches
Herausgeber: 5 0 0 1 0 2 d n a t S k r e w l e g e R 0 0 0 2 D A
Bezugsquelle:
Verband der TÜV e.V.
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