HP 2007 10 - Hansa Flex

Für die Berechnung von Wanddicken für Rohre gibt
es verschiedene Möglichkeiten. Jede führt zu anderen
Ergebnissen. Damit es in der Praxis bei Berechnung
und Umsetzung von Rohrleitungen nicht zur Verunsicherung
kommt, schaff t HANSA-FLEX Transparenz.
Helmut Wetteborn, Autor des in Vorbereitung befi
ndlichen Praxisbuches „Hydraulische Leitungstechnik“
und ausgewiesener Experte auf diesem Gebiet,
erläutert für die HYDRAULIKPRESSE, worauf bei der
Rohrwanddickenberechnung zu achten ist.
Hydraulische Rohrleitungen eignen sich hervorragend
zur verlustarmen Übertragung hydraulischer
Leistungen. Dieses Bauteil lässt sich anforderungsgerecht
in das Maschinen- oder Gerätesystem einordnen,
ist sicher und gestattet den Einsatz aller
heutigen Anschlusstechniken. Rohrleitungen können
an Hand von technischen Lieferbedingungen
ausgewählt werden. Die Abmessungen sind genormt
und erprobte Werkstoff e gewährleisten Sicherheit.
Welche Kenntnisse erfordert aber nun die
Auslegung und Gestaltung hydraulischer Rohrleitungen?
„Einsatzgrenzen und -bedingungen, aber
ebenso auch starre Wandungen des Rohres können
sensibel sein und Gefahren in sich bergen, wenn
sie nicht die technisch richtige und wirtschaftlich
notwendige Auslegung erfahren“, erläutert Helmut
Wetteborn. Daher ist nach der Berechnung des
notwendigen Durchfl ussquerschnittes die Bestimmung
der Wanddicke „erste Bürgerpfl icht“. Diese
ist abhängig vom Istdruck der Druckfl üssigkeit und
von der Betriebstemperatur.
Abb.1 Rohrleitungssystem
Der Istdruck ist die Summe aus Betriebsdruck und
zusätzlichen Drücken, wie Spitzendruck und Druckspitze
(siehe auch DIN 24312 „Druck – Werte –
AUSGABE OKTOBER 2007
Begriff e“). Der Istdruck ist, je nach Arbeitsbelastung
der Maschine oder des Gerätes, eine variable Größe.
Die Höhe der Betriebstemperatur führt zu Druckabschlägen,
die z.B. beim Edelstahlrohr im Temperaturbereich
zwischen 50 °C und 100 °C immerhin
11,5 % betragen. Ein Stahlrohr zeigt dieses negative
Verhalten in diesem Temperaturbereich nicht.
Werden die grundlegenden Einfl üsse Druck und
Temperatur bei der Berechnung der Wanddicke
nicht ausreichend beachtet, führt das zwangsläufi g
zum Rohrbruch durch eine Überbelastung des Hydraulikrohres.
Richtig gebogen
Abb.2 Rohrbruch
Leitungssysteme bestehen nicht nur aus geraden
Rohren. Räumliche Verhältnisse, Lage der Anschlüsse
und das Nutzen der natürlichen Elastizität
des Rohres führen zu gebogenen Leitungsverläufen.
Welche Anforderungen stellen sich daraus?
In der Rohrbiegung erfolgt eine Schwächung der
Rohrwanddicke durch das Strecken der Außenfaser
des Rohrmaterials, der begegnet werden muss. Die
Konsequenz ist ein Wanddicken-Zuschlag. Er kann
berechnet werden und ist abhängig vom Biegeradius
des Rohres. Je nach Biege-Werkzeug und Erfahrung
des Monteurs erfährt das Rohr in seiner Biegung
eine mehr oder weniger ausgeprägte Ovalität.
Sie wird in der Technik Unrundheit genannt und
darf sich nur in zulässigen Grenzen bewegen. Diese
Unrundheit wirkt sich ebenfalls auf die Druckfestigkeit
des Rohres aus. Dieser Qualitätsmangel wird
oft nicht erkannt und unterschätzt: Ein „Rohrreißer“
ist die Folge. Häufi g sollen Reparaturschweißungen
das Rohr wieder einsatzfähig machen. Das ist nicht
erlaubt, denn die DIN EN 13480-4 formuliert: „Ausbesserungen
durch Schweißen sind nicht zulässig.“
PRAXISBERICHT
Wie dick soll‘s denn sein?
Rohrwanddicke richtig berechnen
Abb.3 Hydraulikrohre
In diesem Falle wird der Sicherheitsaspekt der DIN
EN 982 nicht beachtet. Bauteile:
• müssen zuverlässig sein
• müssen dem maximalen Druck standhalten
• dürfen nur in den festgelegten Grenzwerten eingesetzt
werden
Abb.4 Rohrbiegungen und Unrundheit
Es ergeben sich somit Zielsetzungen für eine anforderungsgerechte
Auslegung des Hydraulikrohres.
Die vom Gesetzgeber geforderte Verantwortung
und Sicherheit sind dabei oberstes Gebot.
Für eine Rohrleitung gilt:
• Berechnung des inneren Rohr-Durchmessers an
Hand der Durchfl ussverhältnisse
• Berechnung der Rohr-Wanddicke in Abhängigkeit
von Istdruck, Betriebstemperatur, Biegung und
Unrundheit
• Berücksichtigung der Temperaturdehnungen des
Rohres
• Anforderungsgerechte Befestigung des Rohres
oder der Rohrsysteme
HYDRAULIKPRESSE 19