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Druckberechnung

Sicherer Rohrdruck

Druckberechnungsformel für Edelstahl und Nickel-Rohre

Rohrspezifikationen beinhalten keine Empfehlungen für Anforderungen hinsichtlich Wartungs- oder Berstdruck. Die Formel nach Barlow wird jedoch üblicherweise in der Industrie verwendet werden, um annäherungsweise die Berstdrücke duktiler dünnwandiger Rohre zu errechnen. Betriebsdrücke oder zulässige Drücke erhält man unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktor (SF), um den Druck von dem Niveau, bei dem das Reißen sehr wahrscheinlich ist, auf ein annehmbares Bruchrisiko zu reduzieren.

Dies ist eine komplexe Angelegenheit, bei der viele Faktoren berücksichtigt werden müssen, wie: welche Personen haben Zugang, allgemeine Sicherheit; Korrosion; Müdigkeit; Herstellungsänderungen (Biegungen, Fackeln), Codes und Versicherungen; seismische Stabilität und die Temperatur, um nur einige zu nennen.

Viele Ingenieure verwenden die maximale Zugfestigkeit (UTS) um einen Berstdruck zu berechnen und die Streckgrenze (YS) plus einem Sicherheitsfaktor (SF) um den Arbeitsdruck zu kalkulieren. Verwendet man die Streckgrenze ohne Zugabe eines Sicherheitsfaktors (SF = 1) erhält man den ungefähren theoretischen Druck, bei dem das Rohr beginnt, sich plastisch zu verformen.

Man sollte die tatsächliche Wandstärke oder eine konservativ angenommene Wandstärke für die Berechnungen verwenden. Zum Beispiel eine Wandstärke von 1,65 mm oder 0,065" (aw) dürfte wahrscheinlich 0,060“ betragen bzw. nahe der zulässigen Mindestwandstärke sein. Man sollte außerdem den tatsächlichen Außendurchmesser des Rohres zur Berechnung verwenden und nicht die Nennrohrgrößen (1“ AD/25,40 mm ist nominell 27,94 mm).


Die Formel nach Barlow für die Druckberechnung ist wie folgt:

Barlow Formel

Wobei:

P = max. Arbeitsdruck (psig)

S = Materialfestigkeit (psi) (zulässige Beanspruchung)

T = Wandstärke (in)

OD = Außendurchmesser (in)

SF = Sicherheitsfaktor (im Allgemeinen 1,5 bis 10)

Die Formel nach Barlow setzt optimale Bedingungen bei Raumtemperatur voraus.


Materialfestigkeit

Die Materialfestigkeit wird durch den Zugversuch bestimmt, der die Spannkraft und die Verformung an einem Probestück misst.

  • die Belastung, die eine bleibende Verformung von 0,2% ergibt, bezeichnet man als Streckgrenze
  • die Belastung, die zu einem Bruch führt, bezeichnet man als Zugfestigkeit

Die Festigkeit unserer unserer blankgeglühten Rohre (Mindestanforderungen) beträgt:

Werkstoff ASTM Streckgrenze (PSI) Zugfestigkeit (PSI)
304 A269 30.000 75.000
304L A269 25.000 70.000
316 A269 30.000 75.000
316L A269 25.000 70.000
316Ti A269 30.000 71.000
321 A269 30.000 71.000
310S A269 30.000 75.000
317L A213 35.000 75.000
904L A269 45.000 98.000
6Mo A269 45.000 98.000
31803 A789 65.000 90.000
32750 A789 80.000 116.000
400 B165 28.000 70.000
600 B167 35.000 80.000
625 B444 60.000 120.000
825 B423 35.000 85.000
C276 B622 41.000 100.000
C22 B622 45.000 100.000
TiGr2 B338 40.000 50.000