Druckbehälter Rechner
Mit diesem Druckbehälter Rechner können Sie die Druckbehälter Wandstärke berechnen, als erste Abschätzung für Mantel und Boden eines zylindrischen Behälters nach den Formeln des ASME Code Section VIII Division 1. Geben Sie Auslegungsdruck, Innendurchmesser, Blechwerkstoff, Schweißnahtfaktor und Korrosionszuschlag ein, und der Rechner liefert die erforderliche Mantel- und Bodendicke, das nächste Normblech, dessen zulässigen Betriebsdruck, den Prüfdruck und das Behältervolumen.
Ergebnisse
Der Druckbehälter Rechner gehört zu unserer Sammlung Fluide & Hydraulik Rechner. Entdecken Sie weitere Fluide & Hydraulik Rechner, um passend zu diesem Werkzeug zu dimensionieren, umzurechnen und Ihre Ergebnisse zu prüfen.
Was der Druckbehälter Rechner leistet
Druckluftbehälter, Kessel, Abscheider und Lagerbehälter halten Gas oder Flüssigkeit über Atmosphärendruck, und die Wand muss so dick sein, dass die Umfangsspannung unter der zulässigen Spannung des Blechs bleibt. Der Rechner wendet die Dünnwandformeln des ASME Code Section VIII Division 1 für einen zylindrischen Mantel unter Innendruck und für die drei gängigen Bodenformen an, addiert den Korrosionszuschlag und prüft das Ergebnis gegen eine Normblechdicke. In Europa gilt für Druckgeräte die Druckgeräterichtlinie mit Regelwerken wie EN 13445 oder AD 2000, die zu ähnlichen Größenordnungen führen. Der Rechner ist eine Vorbemessung, kein Ersatz für eine zertifizierte Auslegung.
Formeln für die Wandstärke des Druckbehälters
Für einen zylindrischen Mantel unter Innendruck gibt ASME VIII-1 UG-27 an:
P ist der Auslegungsdruck, R der Innenradius im korrodierten Zustand, S die zulässige Spannung, E der Schweißnahtfaktor und CA der Korrosionszuschlag. Die Böden folgen UG-32:
Die Mantelformel gilt, solange P unter 0,385 × S × E bleibt. Der Wasserdruckprüfdruck beträgt das 1,3-fache des Auslegungsdrucks, wenn das Spannungsverhältnis 1 ist.
Beispiel: Druckbehälter berechnen
Ein Druckluftbehälter mit 1.000 mm Innendurchmesser für 10 bar Ü aus SA-516 Grade 70 (S = 138 MPa), stichprobenweise durchstrahlt (E = 0,85), mit 3 mm Korrosionszuschlag und Halbellipsoidböden 2:1:
Das nächste Normblech ist 8 mm, damit liegt der zulässige Betriebsdruck des Mantels bei 11,6 bar. Der Prüfdruck beträgt 13 bar, und mit 3.000 mm Mantellänge fasst der Behälter 2.618 L.
So können Sie die Wandstärke des Druckbehälters berechnen
Wählen Sie metrische oder US-Einheiten und geben Sie Auslegungsdruck, Innendurchmesser und Mantellänge von Tangente zu Tangente ein. Wählen Sie den Blechwerkstoff, der die zulässige Spannung bis 40 °C festlegt, oder geben Sie eine eigene zulässige Spannung für höhere Temperaturen ein. Wählen Sie den Schweißnahtfaktor nach der geplanten Durchstrahlungsprüfung, den Korrosionszuschlag und die Bodenform. Klicken Sie auf Berechnen.
Ergebnis zur Mantelstärke richtig deuten
Die erforderliche Dicke enthält den Korrosionszuschlag, aber weder die Walztoleranz noch die Ausdünnung der Böden beim Umformen, bestellen Sie Böden also mit Zuschlag. Der zulässige Betriebsdruck des gewählten Blechs zeigt die Reserve über dem Auslegungsdruck. Meldet der Rechner, dass der Druck 0,385 × S × E übersteigt, ist der Behälter dickwandig und braucht die Formeln aus Appendix 1. Stutzen, Auflager, Außendruck sowie Wind- und Erdbebenlasten erfordern eigene Nachweise.
Wann Sie eine Druckbehälter Auslegung abschätzen
- Blechdicke für das Angebot eines Druckluft- oder Pufferbehälters abschätzen
- Die Bodendicke einer Zeichnung nachrechnen
- Kohlenstoffstahl und Edelstahl für einen Behälter vergleichen
- Den zulässigen Druck eines vorhandenen Mantels aus der gemessenen Dicke ermitteln
- Prüfdruck und Behältervolumen bestimmen
Häufige Fehler bei der Druckbehälter Auslegung
- Die Raumtemperatur-Spannung bei hoher Temperatur verwenden. Nutzen Sie S bei Auslegungstemperatur.
- Den Korrosionszuschlag vergessen. Addieren Sie ihn zur Dicke und zum Radius.
- Überdruck und Absolutdruck verwechseln. Die Formeln nutzen den Überdruck.
- Umformverluste ignorieren. Gewölbte Böden dünnen aus, bestellen Sie mehr Dicke.
Tipps zur Wandstärke von Druckbehältern
- Prüfen Sie neben der Formel auch die Mindestdicken des Regelwerks.
- Mit Stichproben-Durchstrahlung erhöhen Sie den Nahtfaktor kostengünstig.
- Lassen Sie jeden Druckbehälter von einer qualifizierten Stelle auslegen und abnehmen.
Zulässiger Betriebsdruck und Auslegungsdruck
Der Auslegungsdruck ist das, was der Prozess braucht; der zulässige Betriebsdruck, im ASME Code MAWP genannt, ist das, was der fertige Behälter mit dem verwendeten Blech aushält. Weil Bleche in Normdicken kommen, liegt er meist über dem Auslegungsdruck. Das Sicherheitsventil wird auf oder unter diesen Wert eingestellt. Die umgestellte Mantelformel liefert MAWP = S × E × t ÷ (R + 0,6t), mit t als Dicke nach Abzug des Korrosionszuschlags. Hinter dieser Formel steht einfach Kraft durch Fläche, dasselbe Prinzip, das der Spannung und Dehnung Rechner auf Stäbe und Träger anwendet.
Statische Höhe und Behältervolumen
Bei einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter ist der Druck unten der Auslegungsdruck plus der statische Druck der Flüssigkeitssäule, den der Hydrostatischer Druck Rechner aus Höhe und Dichte liefert. Hohe stehende Behälter müssen am untersten Schuss geprüft werden. Das Behältervolumen ist der Mantelzylinder plus zwei Böden: Ein Halbellipsoidboden 2:1 fasst π × D³ ÷ 24, ein Halbkugelboden π × D³ ÷ 12. Für offene oder drucklose Behälter ist der Tankvolumen Rechner die einfachere Wahl.
Druckbehälter Wandstärke: zulässige Spannung üblicher Bleche (bis 40 °C)
| Werkstoff | Zulässige Spannung S |
|---|---|
| SA-516 Grade 70 | 138 MPa (20.000 psi) |
| SA-516 Grade 60 | 118 MPa (17.100 psi) |
| SA-285 Grade C | 108 MPa (15.700 psi) |
| SA-240 Type 304 | 138 MPa (20.000 psi) |
| SA-240 Type 316 | 138 MPa (20.000 psi) |
| SA-106 Grade B | 118 MPa (17.100 psi) |
Wandstärke Druckbehälter, SA-516-70, E = 0,85, CA = 3 mm
| Auslegungsdruck | 600 mm Innendurchmesser | 1.000 mm Innendurchmesser | 1.500 mm Innendurchmesser |
|---|---|---|---|
| 5 bar Ü | 4,29 mm | 5,15 mm | 6,22 mm |
| 10 bar Ü | 5,60 mm | 7,31 mm | 9,45 mm |
| 16 bar Ü | 7,17 mm | 9,92 mm | 13,36 mm |
| 25 bar Ü | 9,54 mm | 13,86 mm | 19,26 mm |
Häufige Fragen zum Druckbehälter Rechner
Wie berechnet man die Wandstärke eines Druckbehälters?
Nach ASME VIII-1 UG-27 mit t = P × R ÷ (S × E − 0,6P) plus Korrosionszuschlag, mit Innenradius, zulässiger Spannung und Schweißnahtfaktor.
Wie hoch ist der Prüfdruck eines Druckbehälters?
Nach ASME VIII-1 das 1,3-fache des zulässigen Betriebsdrucks, angepasst um das Verhältnis der zulässigen Spannungen bei Prüf- und Auslegungstemperatur. Andere Regelwerke nennen eigene Faktoren.
Was bedeutet der Schweißnahtfaktor?
Er spiegelt die Nahtprüfung wider: 1,0 bei voller Durchstrahlung, 0,85 bei Stichproben und 0,70 ohne Durchstrahlung, für beidseitig geschweißte Stumpfnähte.
Welcher Boden ist am dünnsten?
Ein Halbkugelboden braucht etwa die halbe Manteldicke, ein Halbellipsoidboden 2:1 etwa die Manteldicke, ein Klöpperboden ist dicker.