Christian Eichert CAE

Für Maschinen- und Anlagenbau

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AD 2000

Werkstoffe allgemein (aus B0)

AD 2000 Tafel 2 - Sicherheitsbeiwerte gegen Streck – bzw - Dehngrenze
Werkstoff und Ausführung	Sicherheitsbeiwert S für den Werkstoff bei Berechnungstemperatur	Sicherheitsbeiwert S' beim Prüfdruck
1 - Walz- und Schmiedestähle	1,5	1,05
2 - Stahlguss	2,0	1,4
3 - Gusseisen mit Kugelgraphit, nach DIN EN 1563
3.1 - EN-GJS-700-2/2U, EN-GJS-600-3/3U	5,0	2,5
3.2 - EN-GJS-500-7/7U	4,0	2,0
3.3 - EN-GJS-400-15/15U	3,5	1,7
3.4 - EN-GJS-400-15/15U-LT	2,4	1,2
4 - Aluminium und Aluminiumlegierungen-Knetwerkstoffe	1,5	1,05

Tafel 3 - Sicherheitsbeiwerte gegen Zufestigkeit
Werkstoff und Ausführung	Sicherheitsbeiwert S für den Werkstoff bei Berechnungstemperatur	Sicherheitsbeiwert S' beim Prüfdruck
1. Gusseisen mit Lamellengraphit (Grauguss) nach DIN EN 1561		3,5
1.1 ungeglüht	9,0
1.2 geglüht oder emailliert	7,0
2. Kupfer und Kupferlegierungen einschließlich Walz- und Gussbronze		2,5
2.1 bei nahtlosen und geschweißten Behältern	3,5
2.2 bei gelöteten Behältern	4,0

AD 2000 Schrauben (aus B7)

Die Sicherheitsbeiwerte sind für Schraubenwerkstoffe mit einem Verhältnis von Streckgrenze/Zugfestigkeit ≤ 0,8 nach Tafel 3.1 zu bestimmen, für ein Verhältnis von Streckgrenze/Zugfestigkeit > 0,8 gilt Tafel 3.2. Hierfür ist bei unbearbeiteten, aber parallelen Auflageflächen der zu verbindenden Teile sowie bei Augen- und Klappschrauben von φ = 0,75 auszugehen. Bei spanabhebend bearbeiteten oder durch den Herstellungsvorgang als gleichwertig anzusehenden Auflageflächen kann von φ = 1 ausgegangen werden. Nicht parallele Auflageflächen sind unzulässig.

Tafel 3.1 — Sicherheitsbeiwert S, Hilfswerte Z und φ für ein Verhältnis von Streckgrenze/Zugfestigkeit ≤ 0,8
Zustand und Gütewert	Werkstoffe mit bekannter Streckgrenze und Sicherheit gegen Streckgrenze bzw. σ_B/100000		Werkstoffe ohne bekannte Streckgrenze mit Sicherheit gegen Zugfestigkeit
Zustand und Gütewert	Bei Schraubenbolzen mit Dehnschaft z. B. nach DIN 2510	Bei Vollschaftschrauben
Für den Betriebszustand	S = 1,5	S = 1,8	S = 5,0
Bei φ = 0,75 φ = 1,00	Z = 1,60 Z = 1,38	Z = 1,75 Z = 1,51	Z = 2,91 Z = 2,52
Für den Einbau- und Prüfzustand	S = 1,05	S = 1,26	S = 3,0
Bei φ = 0,75 φ = 1,00	Z = 1,34 Z = 1,16	Z = 1,46 Z = 1,27	Z = 2,26 Z = 1,95

Tafel 3.2 — Sicherheitsbeiwert S, Hilfswerte Z und φ für ein Verhältnis von Streckgrenze/Zugfestigkeit > 0,8
Zustand und Gütewert	Werkstoffe mit bekannter Streckgrenze und Sicherheit gegen Streckgrenze bzw. σ_B/100000
Zustand und Gütewert	Bei Schraubenbolzen mit Dehnschaft z. B. nach DIN 2510	Bei Vollschaftschrauben
Für den Betriebszustand	S = 1,5	S = 1,8
Bei φ = 0,75 φ = 1,00	Z = 1,60 Z = 1,38	Z = 1,75 Z = 1,51
Für den Einbau- und Prüfzustand	S = 1,1	S = 1,3
Bei φ = 0,75 φ = 1,00	Z = 1,37 Z = 1,18	Z = 1,49 Z = 1,29

Kleinster Schraubendurchmesser

Schrauben unter M 10 oder entsprechendem Gewindekerndurchmesser sind in der Regel nicht zulässig. In Sonderfällen (z. B. bei Schrauben für Armaturen) können auch kleinere Schrauben verwendet werden, jedoch darf M 6 oder ein entsprechender Gewindekerndurchmesser nicht unterschritten werden.

EN 13445-3

Tabelle 6-1 — Maximal zulässige Werte für die Berechnungenspannung für drucktragende Teile außer Schrauben
Stahl	Auslegungsbedingungen	Prüfbedingungen / außergewöhnliche Bedingungen
Nichtaustenitische Stähle nach 6.2 $A \leq 30 %^{c}$	$f_{d} = m i n (\frac{R_{p 0, 2 / T}}{1, 5}; \frac{R_{m / 20}}{2, 4})$	$f_{t e s t} = (\frac{R_{p 0, 2 / T_{t e s t}}}{1, 05})$
Nichtaustenitische Stähle nach 6.3 Alternatives Verfahren $A < 30 %^{c}$	$f_{d} = m i n (\frac{R_{p 0, 2 / T}}{1, 5}; \frac{R_{m / 20}}{1, 875})$	$f_{t e s t} = (\frac{R_{p 0, 2 / T_{t e s t}}}{1, 05})$
Austenitische Stähle nach 6.4 $30 % \leq A < 35 %^{c}$	$f_{d} = (\frac{R_{p 1, 0 / T}}{1, 5})$	$f_{d} = (\frac{{R_{p 1, 0 / T}}_{t e s t}}{1, 05})$
Austenitische Stähle nach 6.5 $A \geq 35 %^{c}$	$f_{d} = m a x [(\frac{R_{p 1, 0 / T}}{1, 5}); m i n (\frac{R_{p 1, 0 / T}}{1, 2}; \frac{R_{m / T}}{3})]$	$f_{t e s t} = m a x [(\frac{R_{p 1, 0 / T_{t e s t}}}{1,05}); (\frac{R_{m / T_{t e s t}}}{2})]$
Stahlguss nach 6.6	$f_{d} = m i n (\frac{R_{p 0, 2 / T}}{1, 9}; \frac{R_{m / 20}}{3})$	$f_{t e s t} = (\frac{R_{p 0, 2 / T_{t e s t}}}{1, 33})$
Anstelle der 0,2%-Dehngrenze $R_{e H}$ darf die Streckgrenze (Fließgrenze) $R_{p 0, 2}$ verwendet werden, falls erstere der Werkstoffnorm nicht entnommen werden kann. Siehe 5.3.2 und 6.1.2. Bruchdehnung siehe EN 13445-2:2021, Abschnitt 4.

Schrauben (aus 11.4.3.1)

Es müssen mindestens vier Schrauben verwendet werden.

Empfohlene Werte für die zulässige Schraubenspannung zur Ermittlung des erforderlichen Schraubenquerschnitts nach 11.5.2 sind:

für Kohlenstoffstähle und andere nichtaustenitische Stähle der kleinere Wert von $R_{p 0, 2} / 3$ bei Auslegungstemperatur und $R_{m} / 4$ bei Umgebungstemperatur.
für austenitische nichtrostende Stähle $R_{m} / 4$ Auslegungstemperatur.

Hinweis: Schraubverbindungen sollten immer eine hohe Ausnutzung der Streckgrenze aufweisen um eine sichere, sich nicht lösende Verbindung zu erreichen. Mit den hohen Sicherheitsfaktoren nach 11.4.3.1 könnte es sein das diese technisch notwendige Forderung nicht erreicht werden kann. Besser ist die Auslegung mit geringeren Sicherheiten und einer höheren Ausnutzung der Streckgrenze nach G.4.1.2!

Werkstoffeigenschaften (aus G.4.1.2)

Die Werte der zulässigen Spannung für Schrauben sind in gleicher Weise wie für Schalen gemäß Abschnitt 6 zu bestimmen.

Berechnungsspannung von Verankerungsschrauben (aus 6.7)

Die Berechnungsspannung der Verankerungsschrauben unter Betriebsbedingungen muss folgendermaßen berechnet werden:

f_{B, o p} = m i n {\frac{R_{p 0, 2 / T B}}{1, 65}; \frac{R_{m / 20}}{2, 0625}} (6.7-1)

Dabei ist $T B$ die Auslegungstemperatur für Verankerungsschrauben.

ANMERKUNG: In den meisten Fällen beträgt die Auslegungstemperatur der Verankerungsschrauben 20 °C und liegt im Allgemeinen wesentlich unter der Auslegungstemperatur des Behälters.

EN 13480-3

Stahl	Auslegungsbedingungen	Prüfbedingungen / außergewöhnliche Bedingungen
Nichtaustenitische Stähle nach 5.2.1 $A \leq 30 %$	$f = m i n {\frac{R_{e H t}}{1, 5} o d e r \frac{R_{p 0, 2 t}}{1, 5}; \frac{R_{m}}{2, 4}}$	$f_{t e s t} \leq 0,95 R_{e H} o d e r f_{t e s t} \leq 0,95 R_{p 2, 0}$
Austenitische Stähle nach 5.2.2 $A \geq 35 %$	$f = \frac{R_{p 1, 0 t}}{1, 5} o d e r f = m i n (\frac{R_{m t}}{3}; \frac{R_{p 1, 0 t}}{1, 2})$	$f_{t e s t} = m a x [(\frac{R_{p 1, 0 / T_{t e s t}}}{1,05}); (\frac{R_{m / T_{t e s t}}}{2})]$
Austenitische Stähle nach 5.2.2 $35 % > A \geq 30 %$	$f = (\frac{R_{p 1, 0 t}}{1, 5}; \frac{R_{m}}{2, 4})$	$f_{t e s t} = (\frac{R_{p 1, 0 / T_{t e s t}}}{1, 05})$
Austenitische Stähle nach 5.2.1.1 $A < 30 %$	$f = m i n {\frac{R_{e H t}}{1, 5} o d e r \frac{R_{p 0, 2 t}}{1, 5}; \frac{R_{m}}{2, 4}}$	$f_{test} \leq 0,95 R_{e H} o d e r f_{test} \leq 0,95 R_{p 0, 2}^{}$
Nickel-, Chromnickel- und Chromstähle nach 5.2.3	Die zeitunabhängige zulässige Spannung für Nickel-, Chromnickel- und Chromstähle ist abhängig von der festgelegten Mindestbruchdehnung bei Umgebungstemperatur.
Stahlguss nach 5.2.4	$f = m i n (\frac{R_{e H t}}{1, 9} o d e r \frac{R_{p 0, 2 t}}{1, 9}; \frac{R_{m}}{3, 0})$	$f_{test} \leq \frac{R_{e H}}{1.4} o d e r f_{test} \leq \frac{R_{p, 02}}{1.4}$

Verschraubung (aus D4.3)

Es müssen mindestens vier Schrauben verwendet werden.

Werden Schrauben geringerer Durchmesser verwendet, so müssen gegebenenfalls Drehmomentschlüssel oder sonstige Werkzeuge benutzt werden, um die Schrauben nicht übermäßig zu beanspruchen.

Gegebenenfalls sind besondere Maßnahmen erforderlich, um sicherzustellen, dass beim Anziehen von Schrauben mit einem Nenndurchmesser von mehr als 38 mm eine angemessene Vorspannung erzielt wird.

Die Auslegungsspannungen für Schrauben zur Bestimmung der Mindestverschraubungsfläche nach D.5.2 müssen die folgenden Bedingungen erfüllen:

Für Kohlenstoffstähle und andere nichtaustenitische Stähle gilt entweder $R_{p 0, 2} / 3$ , zu messen bei Auslegungstemperatur, oder $R_{m} / 4$ , gemessen bei Raumtemperatur, je nachdem, welcher der kleinere der beiden Werte ist;
Für austenitische Stähle gilt $R_{m} / 4$ , gemessen bei Raumtemperatur.