Sichere Rohrdrücke

Die Standards und Anwendungen für Rohre sind je nach Einsatzgebiet anders und wir tun unser Bestes, Ihre Fragen zu Arbeitsdrücken für die von Ihnen gewünschten Produkte zu beantworten.

Sichere Arbeitsdrücke werden üblicherweise entweder als Anteil des Berstdrucks oder der Dehngrenze eines Rohres angegeben. Mit der Zeit haben sich diese Proportionen den verbesserten Produktionsverfahren und Stahlsorten angepasst. Verschiedene Industrien und Druckbehälterrichtlinien haben außerdem im Laufe der Zeit verschiedene Praktiken entwickelt.

Das Verhältnis, das in den vergangenen 50 Jahren am häufigsten verwendet wurde, ist wahrscheinlich das 4:1-Verhältnis von Berstdruck zu maximalem Betriebsdruck. In manchen Richtlinien wird dieser Faktor jetzt jedoch auf 3,5 oder sogar 3 reduziert. Das Problem bei der Anwendung dieses Faktors auf moderne austenitische Stähle ist, dass solche Stähle damit nicht das maximale Potential ihrer mechanischen Eigenschaften entwickeln können. Daher ist mittlerweile für solche Materialien ein Faktor von 1,5 oder 1,6 x Dehndruck gebräuchlich geworden.

Druckberechnungsformeln

Die folgenden beiden Formeln werden für die Berechnung des Innendrucks (Umfangsspannung) am häufigsten verwendet:

Barlow-Formel P = 2St ⁄ D

 


oder die etwas genauere Lamé-Formel, die entweder mit Außendurchmesser/Wanddicke oder Außendurchmesser/Innendurchmesser berechnet werden kann.

Die zwei Versionen der Lamé-Formel lauten wie folgt:

AD/WD P = 2St (D – t) ⁄ D² – 2Dt + 2t²
AD/ID P = S (D² – d²)

 

 


Die Barlow-Formel ist gut für eine schnelle Grobeinschätzung, aber im Allgemeinen ist es immer besser die Lamé-Formel zu verwenden, da sie zu akkurateren Ergebnissen führt.

Die Symbole in den erwähnten Formeln haben die folgende Bedeutung:

P = Innendruck
S = Dehngrenze bzw. Zugfestigkeit - zur Berechnung von Dehndruck bzw. Berstdruck
T = Wanddicke
D = AD (Außendurchmesser)
d = ID (Innendurchmesser)

Der angemessene Arbeits- oder Betriebsdruck wird als der Druck angenommen, bei der das Rohr dauerhaft nachgibt (Rp 0,2 oder Rp 1,0) unter Abzug eines Sicherheitsfaktors. Der Druck, unter dem das Rohr bricht oder reißt, wird als der Druck angenommen, der nötig ist, um die Zugfestigkeit (Rm) unter Abzug eines Sicherheitsfaktors zu überschreiten.

Als Antwort auf die Frage „Für welchen Druck eignet sich das Rohr?“ kann Fine Tubes nur den minimalen (theoretischen) Dehndruck und Berstdruck eines bestimmten Rohres bei Zimmertemperatur angeben und erklären, dass der Endverbraucher auf Grund dieser Basis selbst entscheiden muss, was der maximale sichere Arbeitsdruck sein soll. Es muss auch erwähnt werden, dass diese Aussagen unter der Annahme gemacht werden, dass die Rohre keinen anderen Spannungen ausgesetzt sind, welche die Berechnungen beeinflussen würden. Wir können nie wissen, unter welchen Umweltbedingungen die Rohre genutzt werden oder was ein angemessener Sicherheitsfaktor für die spezielle Anwendung ist.

Berechnung des Beuldrucks

Die Formel zur Berechnung des Beuldrucks lautet wie folgt

P = 2St (D-t) ⁄ D²

 


In diesem Falle ist S = nur Zugfestigkeit

Die Nenndehndrücke, -berstdrücke und -beuldrücke von gebräuchlichen Größen bei Zimmertemperatur wurden mit Hilfe der oben genannten Formel berechnet und werden unten dargestellt.

Größe Material Berst-
druck
Dehnung
(0,2% Dehngrenze)
Dehnung
(1% Dehngrenze)
Beul-
druck
6,35mm x 0,89mm Legierung 316L 22.200 8.700 10.400 16.900
6,35mm x 0,89mm Legierung 400 22.200 8.900 9.400 16.900
6,35mm x 0,89mm Legierung 825 27.000 11.100 12.200 20.500
6,35mm x 0,89mm Legierung 625 38.100 19.100 20.500 28.900
6,35mm x 1,2mm Legierung 316L 32.100 12.600 14.900 22.000
6,35mm x 1,2mm Legierung 400 32.100 12.800 13.600 22.000
6,35mm x 1,2mm Legierung 825 39.000 16.000 17.600 26.700
6,35mm x 1,2mm Legierung 625 55.000 27.500 29.600 37.700
6,35mm x 1,2mm Legierung 316L 43.800 17.200 20.400 26.900
6,35mm x 1,2mm Legierung 400 43.800 17.500 18.600 26.900
6,35mm x 1,2mm Legierung 825 53.100 21.900 24.000 32.700
6,35mm x 1,2mm Legierung 625 75.100 37.500 40.300 46.200
9,52mm x 0,89mm Legierung 316L 14.300 5.600 6.700 11.900
9.52mm x 0,89mm Legierung 400 14.300 5.700 6.100 11.900
9.52mm x 0,89mm Legierung 825 17.300 7.100 7.800 14.400
9.52mm x 0,89mm Legierung 625 24.500 12.200 13.200 20.300
9.52mm x 1,2mm Legierung 316L 20.500 8.100 9.600 15.900
9.52mm x 1,2mm Legierung 400 20.500 8.200 8.700 15.900
9.52mm x 1,2mm Legierung 825 24.900 10.300 11.200 19.300
9.52mm x 1,2mm Legierung 625 35.200 17.600 18.900 27.200
9.52mm x 1.65mm Legierung 316L 28.100 11.100 13.100 20.100
9.52mm x 1.65mm Legierung 400 28.100 11.200 11.900 20.100
9.52mm x 1.65mm Legierung 825 34.100 14.100 15.400 24.400
9.52mm x 1.65mm Legierung 625 48.200 24.100 25.900 34.400

Angemessene Arbeitsdrücke sind abhängig von der Umgebung, Anwendung und von Planungsnormen. Die Nutzer unserer Präzisionsrohre müssen diese auf Basis der angegebenen mechanischen Informationen für sich selbst festlegen.

Typische mechanische Eigenschaften sind zum Beispiel:

Material Rp 0,2 Rp 1,0 Rm Dehnung
MPa ksi MPa ksi MPa ksi GL or 5,65 √ 50
316L 190 27,55 225 33 485 70 35%
825 241 35 265 38 586 85 30%
400 193 28 205 30 483 70 35%
625 414 60 445 64 827 120 30%
4429 295 43 330 48 580 84 35%
31803 450 65     620 90 25%
32750 550 80     800 116 15%
33 380 55 420 61 720 104 40%
Ti325 730 105     900 130 15%
Ti64 795 115     1034 150 10%
904L 220 31 250 36 490 71 35%

 

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