Rohrwanddicke berechnen: Rechner für Innendruck nach EN 13480-3

So rechnet der Rechner

Für ein gerades Rohr unter Innendruck ergibt sich die Mindestwanddicke e nach EN 13480-3 Abschnitt 6.1 aus Gleichung 6.1-1: e = p·D_o / (2·f·z + p). Darin ist p der Berechnungsdruck, D_o der Außendurchmesser, f die Auslegungsspannung bei Berechnungstemperatur und z der Schweißnahtfaktor. Umgestellt liefert dieselbe Gleichung den zulässigen Innendruck einer vorhandenen Wanddicke: p = 2·f·z·e_a / (D_o − e_a). Die Formel gilt, solange das Verhältnis von Außen- zu Innendurchmesser D_o/D_i höchstens 1,7 beträgt. Dickere Rohre rechnet die Norm mit einer anderen Gleichung (6.1-3); dieser Rechner bricht dort ab, statt zu nähern.

Formel und Gültigkeitsgrenze sind auf der Normen-Seite der Edelstahlservice Sulz zur Ausgabe 2012 wiedergegeben. Die Beispielberechnungen zu W. Wagner, Rohrleitungstechnik (9. Auflage, Vogel Buchverlag) zur Ausgabe 2002 rechnen mit derselben Gleichung, ziehen aber neben der Minustoleranz auch den Korrosionszuschlag ab — so rechnet auch dieser Rechner; ohne Korrosionszuschlag (c0 = 0) liefern beide Darstellungen dasselbe Ergebnis. Der Normtext selbst lag uns nicht vor. Mit den Vorbelegungen rechnet der Rechner das Beispiel M 1.1 nach: Rohr aus 1.4301, Außendurchmesser 508 mm, 22 bar, f = 111,67 MPa, z = 1 ergibt e = 4,96 mm; mit 0,9 mm Zuschlägen sind mindestens 5,86 mm zu bestellen. Für die gewählte Bestellwanddicke von 7,1 mm weist das Beispiel einen zulässigen Innendruck von 2,759 MPa aus, also rund 27,6 bar.

Eingaben: Auslegungsspannung, Schweißnahtfaktor, Zuschläge

Die Auslegungsspannung f folgt aus der Dehngrenze des Werkstoffs bei Berechnungstemperatur und seiner Zugfestigkeit bei 20 °C. Nach den genannten Quellen gilt für nichtaustenitische Stähle f = min(R_p0,2,t/1,5; R_m/2,4), für austenitische Stähle mit einer Bruchdehnung (quer) von mindestens 35 % f = R_p1,0,t/1,5 und bei 30 bis 35 % f = min(R_p1,0,t/1,5; R_m/2,4); austenitische Stähle unter 30 % rechnen wie nichtaustenitische. Die Grenze „mindestens 35 %“ folgt der Edelstahlservice Sulz; die Vogel-Beispiele ordnen genau 35 % noch dem Minimum mit R_m/2,4 zu. Die Kennwerte entnehmen Sie der Werkstoffnorm bzw. dem Prüfzeugnis des Rohres. Den Zeitstandbereich deckt der Rechner nicht ab, weil diese f-Regeln keinen Zeitstandkennwert enthalten — liegt die Temperatur dort, geben Sie f aus Ihrer Auslegung direkt ein.

Der Schweißnahtfaktor z ist bei nahtlosen Rohren 1. Für Rohre mit Längsnaht legt die Auslegung fest, welchen Wert Sie ansetzen dürfen; die Vogel-Beispielblätter zum geraden Rohr lassen je nach Blatt Werte ab 0,7 bzw. 0,8 bis 1 zu. Die Zuschläge c0 für Korrosion und Abnutzung und c1 für die Minustoleranz (als Absolutwert in mm) werden zur Mindestwanddicke addiert bzw. beim Druck von der Bestellwanddicke abgezogen.

• Mindestwanddicke e aus p, D_o, f und z — plus Mindest-Bestellwanddicke e + c0 + c1
• Zulässiger Innendruck einer Bestellwanddicke T in bar und MPa
• Optional: f aus R_p0,2,t bzw. R_p1,0,t und R_m nach Stahlart
• Gültigkeitsprüfung D_o/D_i ≤ 1,7 — außerhalb kein Ergebnis

Wanddicke, Rohrklasse und Druckgeräterichtlinie

Die rechnerische Wanddicke ist eine Größe der Auslegung; in der Praxis landet sie meist in einer Rohrklasse — der Rohrleitungsspezifikation mit Werkstoff, Druckstufe, Formteilen und Verbindungen für eine Gruppe von Leitungen. Rohrleitungen mit einem maximal zulässigen Druck über 0,5 bar können außerdem unter die Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU fallen; in welche Kategorie eine Leitung nach Nennweite, Druck und Fluid fällt, ermittelt der DGRL-Kategorie-Rechner. Welche Schweiß-Nachweise beim Bau metallischer Industrierohrleitungen anfallen, beschreibt die Seite EN 13480 im Rohrleitungsbau.

Häufige Fragen