Düker Nachrichten Ausgabe Winter 2013 - Düker GmbH & Co KGaA

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Isometrie und Stress-Analyse
bei emaillierten
Rohrleitungssystemen
Der Einsatz hochsäurefest emaillierter Bauteile im Anlagenbau
der Chemie- oder pharmazeutischen Industrie basiert im Wesentlichen
auf der Verwendung standardisierter Bauteile. Baulängen,
Durchmesser, Oberflächengüte, Vorgaben der Schweißtechnik
und Wärmebehandlung sowie die Eigenschaften der verwendeten
Emails sowie am Ende die anzuwendenden Prüfverfahren sind
in den verschiedensten Regelwerken genormt, können jedoch
durch besondere Kundenanforderungen auch erweitert oder eingeschränkt
werden.
Spezifische Vorgaben aus der Anlagenplanung der Kunden erfordern
darüber hinaus – neben diesen als Grundbausteine jedes
Rohrsystems bestehenden Normteilen – in der Regel Sonderteile
und Anpassungskonstruktionen. Alle Komponenten, ob nun Normoder
Sonderteile, werden in einer Fertigungsstückliste zusammengestellt.
Der Ursprung jeder Fertigungsstückliste liegt in den Isometrien.
Als Isometrien werden die räumlichen Darstellungen von Rohrsystemen
in einem 30°/30°-Raster bezeichnet. Sie können sowohl
von Hand als auch mit Hilfe leistungsfähiger Softwareprogramme
Typische Isometrie im Anlagenbau am Beispiel einer emaillierten Rohrleitung
(Quelle: IKN Ingenieur-Planungs GmbH, Offenbach)
Üblicherweise können Spannungen im System primär aus direkt
wirkenden Lasten wie z.B. Druck, Eigengewicht und Wind sowie
sekundär aus selbstbegrenzenden Spannungen, beispielsweise
Gebäudesetzungen und insbesondere behinderte Wärmedehnungen
abgeleitet werden. Aber auch der Einsatz von Kompensatoren
kann je nach Bauart zum Teil erhebliche Reaktionskräfte in das
System einbringen Die Primärspannungen werden in ständige
Lasten (Druck, Eigengewicht), gelegentliche Lasten (Wind, Schneelast,
Erdbeben, Druckstoß) und Prüfarten (Wasserdruckprobe)
unterschieden. Normalerweise reicht eine statische Betrachtung
dieser Lastfälle aus. Bei extremen Belastungen (z.B. durch Druckerstellt
werden und werden direkt aus dem Rohrleitungsplan abgeleitet.
Dabei wird üblicherweise versucht, möglichst auf Normbauteile
zurückzugreifen. Die geplante Rohrleitung wird in allen
Details und Dimensionen dargestellt. Weiterhin sind alle notwendigen
Angaben – Maße und Symbole, die unter anderem zur Herstellung
der emaillierten Bauteile und dann später für die Montage
der Leitungssysteme erforderlich sind, enthalten.
Isometrien bilden also im Einzelnen die Grundlage für:
• die Berechnung von Materialmengen und -kosten sowie der
Fertigungskosten,
• die Vorgaben für die Fertigung der Rohrteile, Fittings und
Komponenten sowie der Montage,
• Ermittlung der Kosten für Beschichtung, Dämmung, Dichtungen,
Halterungen etc.
• die interne Leistungs- und Auftragsabrechnung sowie die Abrechnung
der Leistungen mit dem Kunden
• die Anordnung der Halterungen und Unterstützungen
• die Durchführung der Stress-Analyse, deren Ergebnisse dann
in die nachfolgende aktualisierte Isometrie iterativ eingehen
• Dokumentation für Qualitätssicherung und Instandhaltungsplanung
Mit der Isometrierung einer Rohrleitung
geht, wie erwähnt, die Detailauslegung
einschließlich der Stress-Analyse bzw.
der Stress-Prüfung einher. Sinn und Ziel
einer Stress-Analyse ist die Bestimmung
aller auf das Rohrsystem wirkenden inneren
und äußeren Kräfte und Spannungen
(Stress) im Vergleich zu den materialspezifisch
(Stahl, Emaillierung, Dichtungen)
und konstruktiv zulässigen Maximalspannungen
und Verformungen. So muss
sichergestellt werden, dass an keiner
Stelle des Rohrsystems die zulässigen
Spannungen und Verformungen überschritten
werden, um einen dauerhaft
sicheren Betriebszustand der Anlage zu
gewährleisten. Diese komplexe Aufgabenstellung
ist mit überschaubarem Aufwand
nur mit Hilfe entsprechender Softwaresysteme
zu lösen.
Stressanalysen werden über Softwaresysteme wie Cäsar II, AutoPipe oder Rohr 2
durchgeführt (Quelle: IKN Ingenieur-Planungs GmbH, Offenbach)
Verstärkung im Team
Seit diesem Jahr hat Herr Jochen Wenisch den Vertrieb für Deutschland
und die Schweiz im Bereich TE Technisches-Email übernommen.
Das Düker Eigengewächs ist bereits seit über 12 Jahren
im Unternehmen tätig. In dieser Zeit sammelte er im Bereich
„Formstücke & Armaturen” umfangreiche Vertriebserfahrungen
in verschiedensten Aufgabengebieten.
Aktuell arbeitet sich Herr Wenisch mit Hochdruck in die komplexe
Thematik des technischen Emails ein. Parallel macht er sich mit
der Kundenstruktur vertraut und übernimmt sukzessive die Betreuung
der Inlands-Kunden. Außerdem ist er für die Vermarktung
der neu entwickelten Email-Serien email ABR60 und email ABR80
(abrasionsresistentes Email) verantwortlich. Bei dieser Emailsorte
geht TE Technisches-Email erstmals neue Wege und spricht
auch andere Zielgruppen als die bisherigen Branchen „Pharmazie
und Chemie” an.
Wir wünschen Herrn Wenisch in der neuen Position viel Erfolg
und alles Gute für die Zukunft.
Rainer Neidhart
stoß) und/oder hohen Anforderungen an die Rohrleitung muss
über die statische Prüfung hinaus eine dynamische Betrachtung
angesetzt werden.
Entscheidend bei der stresstechnischen Betrachtung emaillierter
Rohrleitungssysteme sind grundsätzlich die einzuhaltenden maximalen
Stutzenlasten der angeschlossenen Apparate. Aufgrund
der komplexen Rahmenbedingungen ist besonders auch hier das
Fachwissen der Berechnungsingenieure gefragt.
Nur durch ein hohes Maß an konstruktiver Sicherheit können die
emaillierten Bauteile einer Anlage ihre technischen Vorteile gegenüber
Konkurrenzwerkstoffen bzw. -beschichtungsverfahren
ausspielen. Dazu liefern sorgfältige Isometrierungen und sichere
Stress-Analysen als wesentliche Werkzeuge die notwendigen
Voraussetzungen.
Foto: H. Wenisch
Franz-Josef Behler
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