Konstruktive Dimensionierung von Rohrleitungselementen - Rohrleitungen - page 167

a) b) c)
Bild 3.25■ Varianten von T-Stücken, Stutzen a) aufgesetzt, b) eingesetzt, c) durchgesteckt

Im Gegensatz zu den im Bild 3.25 gezeigten Varianten wird praktisch auch das Aushalsen des
Ausschnittsrands vorgenommen. An den so entstehenden Hals wird dann das Abzweigrohr
geschweißt (s. Bild 3.29). Vorteile ausgehalster T-Stücke sind, dass die Schweißnahtausfüh-
rung in einer Ebene erfolgt (V-Naht) und die Schweißnaht röntgentechnisch gut geprüft
werden kann. Bei Aushalsungen wählt man die Wanddicke des Stutzens so, dass im Stutzen
die gleiche Umfangsspannung wie im Grundkörper herrscht:

pd pd s d

0 1 1 1

 = = =  →= (3.83)

u0 u1

2 s 2 s s d

0 1 0 0

Aushalsungen dürfen nach TRD 301 nur für dd ≤

10 0,8

verwendet werden. Im Bereich

der Zeitstandfestigkeit sind sie zu vermeiden.

3.4.2■ Grundlagen

Das Entfernen eines Teiles der Rohrwand führt zu einer deutlichen Verringerung der Trag-
fähigkeit des Rohrs an dieser Stelle. Grundlegende Untersuchungen hierzu führten Siebel,
von Jürgensonn, Schwaigerer, Hauser, Wellinger, Winn u. a. durch. Ihre Ergebnisse
flossen in die Berechnungsvorschriften ein und werden den folgenden Ausführungen zu
Grunde gelegt.

Insbesondere interessiert der Verlauf der Umfangsspannung infolge der eingetragenen
massiven Störung der Rohrwand durch den Ausschnitt. So wurden in Versuchen T-Stücke
unterschiedlicher Abmessungen mit Innendrücken bis zu 300 bar beaufschlagt [90]. Gemes-
sen wurden - meist an der Außenwand - die durch den Innendruck bedingten Dehnungen
sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung. Aus beiden rechtwinklig zueinander
stehenden Dehnungen bestimmte man eine Vergleichsdehnung und daraus die Vergleichs-
spannung. Das Bild 3.26 zeigt den Verlauf der Vergleichsdehnung um die Störstelle in der
Rohrwand. Man erkennt, dass der Einfluss der Störung mit zunehmender Entfernung vom
Rande des Ausschnittes geringer wird und dann auf das Niveau des ungeschwächten Rohrs
abklingt.

Eine scheibenförmige Verstärkung des Ausschnittes führt zu wesentlich geringeren Dehnun-
gen bei Druckbelastung (Bild 3.27). Der „Kragen“ wirkt stabilisierend auf die geschwächte
Wand. Der Verstärkungskragen sollte dicht am Ausschnitt angeordnet werden, da dann eine
gute Tragwirkung zu erwarten ist. Die Versuche zeigten, dass die Dehnungen und damit auch
die Spannungen mit zunehmender Entfernung vom Rande des Ausschnittes wieder gerin-
ger werden und die Größe annehmen, die am ungestörten Rohrmantel zu verzeichnen ist.