Apparate und Fertigungstechnik
Kontrollfragen zur Prüfungsvorbereitung
Kontrollfragen zur Prüfungsvorbereitung
1. Wie werden Apparate nach ihrer Funktion unterteilt?
Nennen Sie die der Funktion zugeordnete Art des Apparates!
2. Begründen Sie das Gefährdungspotential von Druckbehältern!
Gase = hohe Volumenänderung, Innendruckbehälter größer als Umgebungsdruck, bei geringer Wandstärke/Verschwächung = Bruch/Energie wird rasch frei
3. Erläutern Sie den hierarchischen Aufbau der Vorschriften für Druckbehälter!
4. Wann unterliegt ein Druckgerät bzw. eine Baugruppe dem Geltungsbereich der
Druckgeräterichtlinie?
Nach welchen Kriterien erfolgt die Einteilung in
Prüfkategorien?
Wann?
Druckgerät/Baugruppe mit max. zulässigen Betriebsüberdruck > 0,5 bar *pu+pu (Umgebungsdruck)
Einteilung:
Gase
- Flüssigkeiten die beim Austritt verdampfen
- auslaufende Flüssigkeiten
Fluid
- Heißwasser Wasserdampf
- Fluide der Gruppe 1 (gefährliche)
- Fluide der Gruppe 2 (ungefährliche)
5. Was versteht man unter Konformitätsbewertung?
Wodurch wird das bestandene Bewertungsverfahren dokumentiert?
Was sagt der Art. 3 Abs. 3 aus?
Prüfung/Qualitätsnachweis auf Mindestanforderung der Druckgeräterichtlinie eines Bauteils oder einer Baugruppe.
Druckgeräterichtlinie
Druckgeräte mit einem sehr geringen Gefahrenpotential (Art.3 Abs.3) unterliegen nicht der Pflicht der Konformitätsbewertung, dürfen ohne diese aber auch keine CE-Kennzeichnung tragen.
6. Wann werden bei der Einordnung in Prüfkategorien Flüssigkeiten als Dämpfe und Gase behandelt?
Flüssigkeiten, deren Dampfdruck bei Betriebstemperatur um mehr als 0.5 bar über dem Umgebungsdruck liegt, werden als Dämpfe und Gase behandelt.
7. Erläutern Sie anhand von Skizzen Fertigungsvarianten für einfache zylindrische
Behältermäntel und bewerten Sie dabei qualitativ die Verschwächung durch die
jeweilige Art der Schweißnaht!
1) Nahtlose Rohrabschnitte: keine Verschwächung.
2) Gebogene Bleche mit Längsnaht: große Verschwächung.
3) Rohrabschnitte mit Rundnaht : Geringe Verschwächung, halb belastet wie Längsnaht (siehe dazu Tangentialspannung und Achsialspannung im FVV)
4) schräge Nähte: bei einem Winkel < 45° zur Längsachse des Zylinders, relativ großen Verschwächung (Annähreung an Längsnaht) und bei einem Winkel > 45° zur Längsachse , relativ geringen Verschwächung (Annäherung an Rundnaht).
8. Nennen Sie wichtige Anforderungen an metallische Werkstoffe für drucktragende
Teile!
- Eignung für das Fluid und Umgebungsbedingungen
- Eignung für vorübergehende auftretende Bedingungen
- Werkstoffe aus der Werkstoffgruppe CRISO 156082000
- keine Materialfehler
- ausreichende Duktivität
- Mindestwert der Kertschlagarten
- Einhaltung von Maximalgehalten
- gute Korrisionsbeständigkeit
9. Erklären Sie den prinzipiellen Aufbau eines Druckbehälters in Mehrlagen-
Bauweise und dessen Vor- und Nachteile!
Vorteile
-Keine Verschwächung durch Längsnähte
-Vorspannung
-besseres Versagensverhalten
Nachteile
-Guter Lagenkontakt erforderlich
-Höherer Aufwand bei Stützfertigung
-geringe Wärmeleitung = größere thermische Beanspruchung
10. Erklären Sie die prinzipiellen Unterschiede zwischen Primärspannung,
Sekundärspannung und Spitzenspannung!
Welche Spannungsart(en) ist/sind für
Gewaltbruch maßgebend?
Primärspannung P:
- ausschließlich aus mech. Lasten & mit diesen im Gleichgewicht, bei Laststeigerung nicht selbstbegrenzend
Sekundärspannung Q:
-mit sich selbst im Gleichgewicht stehende Spannungen (Rkt.kraft=0) - Zwängungen infolge geometrischer Unstetigkeiten, Werkstoffübergängen, unterschiedlichen thermischen Dehnungen in der Bauteilwand
- Selbstbegrenzende Spannungen
- Membran - / Biegespannungsanteil
Spitzenspannung T:
- Spannungsanteile, die sich an der lokalen Störstellen zu den Primär- und Sekundärspannungen addieren
- Örtlich begrenzte Spannungen ohne Einfluss auf Verformungsverhalten der Gesamtstruktur
Gewaltbruch: P
Verformungsbruch: P+Q
Ermüdungsbruch: P+Q+F
11. Erklären Sie das Prinzip und die Anwendungsgrenzen des Flächenvergleichsverfahrens!
- nur Aussage über mittlere Spannungen möglich
- Anwendung nur sinnvoll, wenn tatsächliche Spannung etwa die durchschnittliche Spannung ist, d.h. bei vernachlässigbarem Biegespannungsanteil z.B. dünnwändigen Bauteilen
- Nicht bei Wanddicken- oder Krümmungssprüngen
12. Erläutern Sie die Prinzipien der Dimensionierung eines zylindrischen Mantels
unter Innendruck-Belastung!
Berechnungsdruck p
- zulässiger Betriebsüberdruck bzw. Prüfdruck
- Berücksichtigung von Zusatzbeanspruchungen nur, wenn > 5 %
Bsp: hydrostat. Druck der Flüssigkeitssäule eines wassergefüllten Behälters
13. Welche Festigkeitskennwerte sind der Dimensionierung einer Behälterwand
zugrunde zu legen?
Nennen Sie die Kriterien für die Wahl des maßgebenden
Festigkeitskennwertes!
Als maßgebende Festigkeitskennwerte werden bei der Berechnung von ruhend beanspruchten Bauteilen üblicherweise i) zugrunde gelegt:
1) Die Streckgrenze bei der Berechnungstemperatur für Temperaturen unter 20 °C einzusetzen.
2) Bei höheren Temperaturen tritt ein Kriechen des Werkstoffes auf. Aus diesem Grund ist ab bestimmten Temperaturen der niedrigste Wert der zulässigen Beanspruchung der, der sich aus der Warmstreckengrenze und der Zeitstandsfestigkeit, dividiert durch die jeweiligen Sicherheitsbeiwerte S, ergibt.
14. Leiten Sie die Berechnungsgleichung für die Axialspannung in dünnwandigen
zylindrischen Druckgefäßen bei Innendruck ab!
-Axialspanung σa = p x A (druckbel. Fläche)/ A (spannungsbel.Fläche) = p x ((di²x pi)/(4 x dm x pi x s))
-dünnwandig ~ dm=di
-Axialspannung σa = (p x di)/(4 x s)
15. Wie wird der Einfluss der Temperatur bei der Festigkeitsberechnung von
Druckbehältern berücksichtigt?
Berechnunstemperatur:
- Höchste zu erwartende Wandtemperatur
- Maximal zulässige Betriebstemperatur plus ggf. Zuschläge der Beheizungsart
16. Erläutern Sie die Verwendung von Zuschlägen bei der Wanddicken-Festlegung
von Druckbehältern!
C1
Zuschlag zur Berücksichtigung der zul. Wanddickenunterschreitungen der Bleche oder Rohre: zulässige Minustoleranz (Fertigungstechnisch)
C2
Abnutzungszuschlag bzw. Korrosionszuschlag
17. Skizzieren Sie den qualitativen Verlauf von Umfangs-, Radial- und
Längsspannung in einer Zylinderwand bei innerem Überdruck und führen Sie
einen quantitativen Vergleich der Werte an der Innen- und Außenfaser durch!
18. Welcher Gefahr unterliegt ein Behälter bei Belastung durch äußeren Überdruck?
Welcher Belastungsgrenzwert ist dabei zu beachten?
Gefahr des Einbeulens (Knicken)
-elastisches Einbeulen - plastische Einbeulen
-Beulspannung
19. Skizzieren Sie verschiedene Formen von Behälterböden und bewerten Sie diese
hinsichtlich ihrer Festigkeit!
- ebener Boden (schlecht)
- Klöpperboden (gut)
- Korbbogenboden (sehr gut)
- Halbkugelboden (hohe Ansprüche, Gasbehälter)
20. Welche Einflüsse auf die Festigkeit eines gewölbten Bodens werden im
Berechnungsbeiwert β zusammengefasst?
β ist eine funktion von: \(h/Di\) , \(s/Da\), Bodenart, und \(Da/Di\)
21. Wie bestimmt man den Verschwächungsbeiwert eines Ausschnitts anhand des
Flächenvergleichsverfahrens?
Der Verschwächungsbeiwert repräsentiert das Verhältnis der Tangentialspannungen im unverschwächten Fall und im verschwächten Fall und kann über die jeweiligen druck- bzw. spannungsbelasteten Flächen ermittelt werden.
22. In welchen Bereichen von Druckbehältern sollten Ausschnitte möglichst
vermieden werden?
Begründen Sie Ihre Aussage!
Ziel ist eine möglichst geringe Verschwächung
Ausschnitte in oder neben Schweißnähte besonders bei Längsnähten sind zu vermeiden
23. Skizzieren Sie eine Flanschverbindung und tragen Sie die wirkenden Kräfte ein!
24. Erläutern Sie anhand des Verspannungsdiagramms einer Flanschverbindung die
Größen „Schraubenkraft“ und „Dichtkraft“!
Wie ändern sich die Kräfte zwischen
Montagezustand und Betriebszustand bei reinem Innendruck?
Schraubenkraft Fs:
Gesamtheit alle n-Schrauben; Beschränkung durch die Schraubenfestigkeit
Dichtkraft Fd:
Ausreichende Dichtheit, keine unzulässige Verformung der Dichtung
25. Diskutieren Sie den Einfluss der Temperatur auf die Kräfte in der
Flanschverbindung!
- Längenänderung von Flansch und Schraube in Abhängigkeit von β(T) also Wärmeausdehnungskoeffizient -> Verringerung der Dichtkraft, Absinken des E-Moduls
- wenn F>F(zulässig) kommt es zu Kriechvorgängen im Material
26. Skizzieren und erläutern Sie Formen von Tragelementen für Behälter!
27. Nennen Sie die prinzipielle Vorgehensweise bei der Rohrleitungsplanung!
- Anlagenschema, einschl.Rohrleitungsorgane
- Festlegung der Auslegungsdaten
- Ermittlung der erforderlichen Nennweiten
- Werkstoffwahl = f (Medium, Betriebsparameter)
- Bestimmung des Nenndruckes der Rohrleitungsstränge. Ermittlung der Wanddicken
- Rohrleitungsverlegungsplan
- Druckverlustberechnung
- Festlegung der Festpunkte und Halterungen
- Rohrsystemberechnung
- Berechnung Wärmeverluste und Dicken der Wärmedämmungen
- Erstellen von Stücklistne und Bestellunge
- Anlagenmontage
- Dichtheits- und Druckprüfung
- Ausführung der Wärmedämmung
- Kennzeichnung des Rohrleitungssystems
- Abnahme durch Betreiber und ggf. einer Abnahmebehörde
Erläutern Sie die Begriffe Nennweite und Nenndruck!
Wozu werden diese Größen benötigt?
Nenndruck PN
Drück für den genormte RL-Bauteile unter Zugrundelegung best. genormter Werkstoffe bezogen auf 20°c ausgelegt sind
Nennweite DN
Durchmesser eines Rohres
29. Was ist bei der Festlegung des Durchmessers einer Rohrleitung zu beachten?
Erläutern Sie die Auswirkungen des Durchmessers auf Herstellungs- und
Energiekosten!
Vorüberlegung zur Wahl des Rohrdurchmessers hat Einfuss auf Kosten
für Di i) werdend :
1) größer - steigen: Masse an Stahl, Kosten Armaturen, Geschwindigkeit fallen (Investitionskosten)
2) kleiner - sinken: Druckverlust, Energiebedarf (Betriebskosten)
30. Begründen Sie die Notwendigkeit des Dehnungsausgleiches in
Rohrleitungsanlagen und nennen Sie Varianten für den Dehnungsausgleich!
Temperaturunterschiede führen zur einer Längenausdehung des Materials
- Stopfbuchsen-Dehnungsausgleicher
- Wellrohr-Kompensator mit Innenrohr
- Wellrohr-Kompensator ohne Innenrohr
- Gelenkkompensatoren
- U - Bogen
31. Welche Größen beeinflussen die erforderliche Ausladelänge eines U-Bogen-
Dehnungsausgleichers?
\(L=\sqrt{\frac{3E}{2*σzul}}*0.8*{\frac{1}{\sqrt{2}}}*\sqrt{ΔL*da}\)
32. Welche Aufgaben haben Rohrleitungshalterungen?
- halten
- stützen
- führen
- lenken
- dämpfen
- bremsen
33. Erläutern Sie das Prinzip des Konstanthängers!
Worin unterscheidet er sich vom
einfachen Federhänger?
Konstanthänger
-für größere vertikale Dehnungsbewegungen von Rohrleitungen und Anlagenteilen Betriebslast über den gesamten Bewegungsbereich konstant, d.h. gleichmäßig, ohne nennenswerte Abweichungen abtragen
Federhänger
-geringer vertikaler Dehnungsverschiebungen der Rohrleitungen vorgespannte Schraubendruckfedern, die entsprechend ihrer vorgegebenen Federkennlinie über den Bewegungsbereich eine veränderliche Tragkraft ausüben
34. Nach welchen Kriterien erfolgt die Stützweitenberechnung bei einer Rohrleitung?
- zulässige Beanspruchung
- zulässige Formänderung
- Stabilität
35. Warum erfordern Rohrbogen besondere Maßnahmen der Qualitätssicherung bei
Fertigung und Montage sowie der wiederkehrenden Prüfung im Betrieb?
-besonder anfällig für Schäden und Risse
-Bogen als Dehnungsausgleicher muss kontrolliert werden
36. Begründen Sie den Unterschied in den maximalen Umfangsspannungen bei
Biegung eines geraden Rohres und eines Rohrbogens durch ein schließendes
Moment in der Krümmungsebene des Bogens!
die Biegespannungen im Bogen führt zu einer Ovalisierung des Querschnitts
zur Korrektur der Spannung bei Bögen des geraden Rohres muss es mit einem Korrekturfaktor (Karmannfaktor) belegt werden
37. Welche Beanspruchungen resultieren aus thermischen Belastungen bei
Rohrleitungssystemen?
Zug- und Druckspannung
38. Welche Grundsätze sind bei der Rohrleitungsführung bei Rohrleitungen für
Dämpfe und feuchte Gase zu beachten?
- Hohe Drücke und Temperaturen
- Keine lösbaren Rohrverbindungen
- Entwässerung notwendig
39. Welche Grundsätze sind bei der Rohrleitungsführung bei Rohrleitungen für
Flüssigkeiten zu beachten?
- aggressiv gegen Werkstoff, Korrosionszuschläge
- brennbar, explosiv – spezielle Prüfung der Schweißnähte
- giftig – kontrollierte Mantelrohre
- essbar – hygenische Werkstoffe, Zirkulationsreinigung
- aushärtbar – Mindestgeschwindigkeit
- hochviskos – Heizung
- elektrostatisch – Entladung
40. Nennen Sie drei Hauptanwendungsgebiete von Armaturen in verfahrenstechnischen Anlagen!
- Absperren und Regeln von Stoffströmen
- Sicherung gegen Rückstrom
- Sicherung gegen unzulässig hohen Druck
-
- 1 / 40
-
Lernkarten
1. Wie werden Apparate nach ihrer Funktion unterteilt?
Nennen Sie die der Funktion zugeordnete Art des Apparates!
2. Begründen Sie das Gefährdungspotential von Druckbehältern!
Gase = hohe Volumenänderung, Innendruckbehälter größer als Umgebungsdruck, bei geringer Wandstärke/Verschwächung = Bruch/Energie wird rasch frei
3. Erläutern Sie den hierarchischen Aufbau der Vorschriften für Druckbehälter!
4. Wann unterliegt ein Druckgerät bzw. eine Baugruppe dem Geltungsbereich der
Druckgeräterichtlinie?
Nach welchen Kriterien erfolgt die Einteilung in
Prüfkategorien?
Wann?
Druckgerät/Baugruppe mit max. zulässigen Betriebsüberdruck > 0,5 bar *pu+pu (Umgebungsdruck)
Einteilung:
Gase
- Flüssigkeiten die beim Austritt verdampfen
- auslaufende Flüssigkeiten
Fluid
- Heißwasser Wasserdampf
- Fluide der Gruppe 1 (gefährliche)
- Fluide der Gruppe 2 (ungefährliche)
5. Was versteht man unter Konformitätsbewertung?
Wodurch wird das bestandene Bewertungsverfahren dokumentiert?
Was sagt der Art. 3 Abs. 3 aus?
Prüfung/Qualitätsnachweis auf Mindestanforderung der Druckgeräterichtlinie eines Bauteils oder einer Baugruppe.
Druckgeräterichtlinie
Druckgeräte mit einem sehr geringen Gefahrenpotential (Art.3 Abs.3) unterliegen nicht der Pflicht der Konformitätsbewertung, dürfen ohne diese aber auch keine CE-Kennzeichnung tragen.
6. Wann werden bei der Einordnung in Prüfkategorien Flüssigkeiten als Dämpfe und Gase behandelt?
Flüssigkeiten, deren Dampfdruck bei Betriebstemperatur um mehr als 0.5 bar über dem Umgebungsdruck liegt, werden als Dämpfe und Gase behandelt.
7. Erläutern Sie anhand von Skizzen Fertigungsvarianten für einfache zylindrische
Behältermäntel und bewerten Sie dabei qualitativ die Verschwächung durch die
jeweilige Art der Schweißnaht!
1) Nahtlose Rohrabschnitte: keine Verschwächung.
2) Gebogene Bleche mit Längsnaht: große Verschwächung.
3) Rohrabschnitte mit Rundnaht : Geringe Verschwächung, halb belastet wie Längsnaht (siehe dazu Tangentialspannung und Achsialspannung im FVV)
4) schräge Nähte: bei einem Winkel < 45° zur Längsachse des Zylinders, relativ großen Verschwächung (Annähreung an Längsnaht) und bei einem Winkel > 45° zur Längsachse , relativ geringen Verschwächung (Annäherung an Rundnaht).
8. Nennen Sie wichtige Anforderungen an metallische Werkstoffe für drucktragende
Teile!
- Eignung für das Fluid und Umgebungsbedingungen
- Eignung für vorübergehende auftretende Bedingungen
- Werkstoffe aus der Werkstoffgruppe CRISO 156082000
- keine Materialfehler
- ausreichende Duktivität
- Mindestwert der Kertschlagarten
- Einhaltung von Maximalgehalten
- gute Korrisionsbeständigkeit
9. Erklären Sie den prinzipiellen Aufbau eines Druckbehälters in Mehrlagen-
Bauweise und dessen Vor- und Nachteile!
Vorteile
-Keine Verschwächung durch Längsnähte
-Vorspannung
-besseres Versagensverhalten
Nachteile
-Guter Lagenkontakt erforderlich
-Höherer Aufwand bei Stützfertigung
-geringe Wärmeleitung = größere thermische Beanspruchung
10. Erklären Sie die prinzipiellen Unterschiede zwischen Primärspannung,
Sekundärspannung und Spitzenspannung!
Welche Spannungsart(en) ist/sind für
Gewaltbruch maßgebend?
Primärspannung P:
- ausschließlich aus mech. Lasten & mit diesen im Gleichgewicht, bei Laststeigerung nicht selbstbegrenzend
Sekundärspannung Q:
-mit sich selbst im Gleichgewicht stehende Spannungen (Rkt.kraft=0) - Zwängungen infolge geometrischer Unstetigkeiten, Werkstoffübergängen, unterschiedlichen thermischen Dehnungen in der Bauteilwand
- Selbstbegrenzende Spannungen
- Membran - / Biegespannungsanteil
Spitzenspannung T:
- Spannungsanteile, die sich an der lokalen Störstellen zu den Primär- und Sekundärspannungen addieren
- Örtlich begrenzte Spannungen ohne Einfluss auf Verformungsverhalten der Gesamtstruktur
Gewaltbruch: P
Verformungsbruch: P+Q
Ermüdungsbruch: P+Q+F
11. Erklären Sie das Prinzip und die Anwendungsgrenzen des Flächenvergleichsverfahrens!
- nur Aussage über mittlere Spannungen möglich
- Anwendung nur sinnvoll, wenn tatsächliche Spannung etwa die durchschnittliche Spannung ist, d.h. bei vernachlässigbarem Biegespannungsanteil z.B. dünnwändigen Bauteilen
- Nicht bei Wanddicken- oder Krümmungssprüngen
12. Erläutern Sie die Prinzipien der Dimensionierung eines zylindrischen Mantels
unter Innendruck-Belastung!
Berechnungsdruck p
- zulässiger Betriebsüberdruck bzw. Prüfdruck
- Berücksichtigung von Zusatzbeanspruchungen nur, wenn > 5 %
Bsp: hydrostat. Druck der Flüssigkeitssäule eines wassergefüllten Behälters
13. Welche Festigkeitskennwerte sind der Dimensionierung einer Behälterwand
zugrunde zu legen?
Nennen Sie die Kriterien für die Wahl des maßgebenden
Festigkeitskennwertes!
Als maßgebende Festigkeitskennwerte werden bei der Berechnung von ruhend beanspruchten Bauteilen üblicherweise i) zugrunde gelegt:
1) Die Streckgrenze bei der Berechnungstemperatur für Temperaturen unter 20 °C einzusetzen.
2) Bei höheren Temperaturen tritt ein Kriechen des Werkstoffes auf. Aus diesem Grund ist ab bestimmten Temperaturen der niedrigste Wert der zulässigen Beanspruchung der, der sich aus der Warmstreckengrenze und der Zeitstandsfestigkeit, dividiert durch die jeweiligen Sicherheitsbeiwerte S, ergibt.
14. Leiten Sie die Berechnungsgleichung für die Axialspannung in dünnwandigen
zylindrischen Druckgefäßen bei Innendruck ab!
-Axialspanung σa = p x A (druckbel. Fläche)/ A (spannungsbel.Fläche) = p x ((di²x pi)/(4 x dm x pi x s))
-dünnwandig ~ dm=di
-Axialspannung σa = (p x di)/(4 x s)
15. Wie wird der Einfluss der Temperatur bei der Festigkeitsberechnung von
Druckbehältern berücksichtigt?
Berechnunstemperatur:
- Höchste zu erwartende Wandtemperatur
- Maximal zulässige Betriebstemperatur plus ggf. Zuschläge der Beheizungsart
16. Erläutern Sie die Verwendung von Zuschlägen bei der Wanddicken-Festlegung
von Druckbehältern!
C1
Zuschlag zur Berücksichtigung der zul. Wanddickenunterschreitungen der Bleche oder Rohre: zulässige Minustoleranz (Fertigungstechnisch)
C2
Abnutzungszuschlag bzw. Korrosionszuschlag
17. Skizzieren Sie den qualitativen Verlauf von Umfangs-, Radial- und
Längsspannung in einer Zylinderwand bei innerem Überdruck und führen Sie
einen quantitativen Vergleich der Werte an der Innen- und Außenfaser durch!
18. Welcher Gefahr unterliegt ein Behälter bei Belastung durch äußeren Überdruck?
Welcher Belastungsgrenzwert ist dabei zu beachten?
Gefahr des Einbeulens (Knicken)
-elastisches Einbeulen - plastische Einbeulen
-Beulspannung
19. Skizzieren Sie verschiedene Formen von Behälterböden und bewerten Sie diese
hinsichtlich ihrer Festigkeit!
- ebener Boden (schlecht)
- Klöpperboden (gut)
- Korbbogenboden (sehr gut)
- Halbkugelboden (hohe Ansprüche, Gasbehälter)
20. Welche Einflüsse auf die Festigkeit eines gewölbten Bodens werden im
Berechnungsbeiwert β zusammengefasst?
β ist eine funktion von: \(h/Di\) , \(s/Da\), Bodenart, und \(Da/Di\)
21. Wie bestimmt man den Verschwächungsbeiwert eines Ausschnitts anhand des
Flächenvergleichsverfahrens?
Der Verschwächungsbeiwert repräsentiert das Verhältnis der Tangentialspannungen im unverschwächten Fall und im verschwächten Fall und kann über die jeweiligen druck- bzw. spannungsbelasteten Flächen ermittelt werden.
22. In welchen Bereichen von Druckbehältern sollten Ausschnitte möglichst
vermieden werden?
Begründen Sie Ihre Aussage!
Ziel ist eine möglichst geringe Verschwächung
Ausschnitte in oder neben Schweißnähte besonders bei Längsnähten sind zu vermeiden
23. Skizzieren Sie eine Flanschverbindung und tragen Sie die wirkenden Kräfte ein!
24. Erläutern Sie anhand des Verspannungsdiagramms einer Flanschverbindung die
Größen „Schraubenkraft“ und „Dichtkraft“!
Wie ändern sich die Kräfte zwischen
Montagezustand und Betriebszustand bei reinem Innendruck?
Schraubenkraft Fs:
Gesamtheit alle n-Schrauben; Beschränkung durch die Schraubenfestigkeit
Dichtkraft Fd:
Ausreichende Dichtheit, keine unzulässige Verformung der Dichtung
25. Diskutieren Sie den Einfluss der Temperatur auf die Kräfte in der
Flanschverbindung!
- Längenänderung von Flansch und Schraube in Abhängigkeit von β(T) also Wärmeausdehnungskoeffizient -> Verringerung der Dichtkraft, Absinken des E-Moduls
- wenn F>F(zulässig) kommt es zu Kriechvorgängen im Material
26. Skizzieren und erläutern Sie Formen von Tragelementen für Behälter!
27. Nennen Sie die prinzipielle Vorgehensweise bei der Rohrleitungsplanung!
- Anlagenschema, einschl.Rohrleitungsorgane
- Festlegung der Auslegungsdaten
- Ermittlung der erforderlichen Nennweiten
- Werkstoffwahl = f (Medium, Betriebsparameter)
- Bestimmung des Nenndruckes der Rohrleitungsstränge. Ermittlung der Wanddicken
- Rohrleitungsverlegungsplan
- Druckverlustberechnung
- Festlegung der Festpunkte und Halterungen
- Rohrsystemberechnung
- Berechnung Wärmeverluste und Dicken der Wärmedämmungen
- Erstellen von Stücklistne und Bestellunge
- Anlagenmontage
- Dichtheits- und Druckprüfung
- Ausführung der Wärmedämmung
- Kennzeichnung des Rohrleitungssystems
- Abnahme durch Betreiber und ggf. einer Abnahmebehörde
Erläutern Sie die Begriffe Nennweite und Nenndruck!
Wozu werden diese Größen benötigt?
Nenndruck PN
Drück für den genormte RL-Bauteile unter Zugrundelegung best. genormter Werkstoffe bezogen auf 20°c ausgelegt sind
Nennweite DN
Durchmesser eines Rohres
29. Was ist bei der Festlegung des Durchmessers einer Rohrleitung zu beachten?
Erläutern Sie die Auswirkungen des Durchmessers auf Herstellungs- und
Energiekosten!
Vorüberlegung zur Wahl des Rohrdurchmessers hat Einfuss auf Kosten
für Di i) werdend :
1) größer - steigen: Masse an Stahl, Kosten Armaturen, Geschwindigkeit fallen (Investitionskosten)
2) kleiner - sinken: Druckverlust, Energiebedarf (Betriebskosten)
30. Begründen Sie die Notwendigkeit des Dehnungsausgleiches in
Rohrleitungsanlagen und nennen Sie Varianten für den Dehnungsausgleich!
Temperaturunterschiede führen zur einer Längenausdehung des Materials
- Stopfbuchsen-Dehnungsausgleicher
- Wellrohr-Kompensator mit Innenrohr
- Wellrohr-Kompensator ohne Innenrohr
- Gelenkkompensatoren
- U - Bogen
31. Welche Größen beeinflussen die erforderliche Ausladelänge eines U-Bogen-
Dehnungsausgleichers?
\(L=\sqrt{\frac{3E}{2*σzul}}*0.8*{\frac{1}{\sqrt{2}}}*\sqrt{ΔL*da}\)
32. Welche Aufgaben haben Rohrleitungshalterungen?
- halten
- stützen
- führen
- lenken
- dämpfen
- bremsen
33. Erläutern Sie das Prinzip des Konstanthängers!
Worin unterscheidet er sich vom
einfachen Federhänger?
Konstanthänger
-für größere vertikale Dehnungsbewegungen von Rohrleitungen und Anlagenteilen Betriebslast über den gesamten Bewegungsbereich konstant, d.h. gleichmäßig, ohne nennenswerte Abweichungen abtragen
Federhänger
-geringer vertikaler Dehnungsverschiebungen der Rohrleitungen vorgespannte Schraubendruckfedern, die entsprechend ihrer vorgegebenen Federkennlinie über den Bewegungsbereich eine veränderliche Tragkraft ausüben
34. Nach welchen Kriterien erfolgt die Stützweitenberechnung bei einer Rohrleitung?
- zulässige Beanspruchung
- zulässige Formänderung
- Stabilität
35. Warum erfordern Rohrbogen besondere Maßnahmen der Qualitätssicherung bei
Fertigung und Montage sowie der wiederkehrenden Prüfung im Betrieb?
-besonder anfällig für Schäden und Risse
-Bogen als Dehnungsausgleicher muss kontrolliert werden
36. Begründen Sie den Unterschied in den maximalen Umfangsspannungen bei
Biegung eines geraden Rohres und eines Rohrbogens durch ein schließendes
Moment in der Krümmungsebene des Bogens!
die Biegespannungen im Bogen führt zu einer Ovalisierung des Querschnitts
zur Korrektur der Spannung bei Bögen des geraden Rohres muss es mit einem Korrekturfaktor (Karmannfaktor) belegt werden
37. Welche Beanspruchungen resultieren aus thermischen Belastungen bei
Rohrleitungssystemen?
Zug- und Druckspannung
38. Welche Grundsätze sind bei der Rohrleitungsführung bei Rohrleitungen für
Dämpfe und feuchte Gase zu beachten?
- Hohe Drücke und Temperaturen
- Keine lösbaren Rohrverbindungen
- Entwässerung notwendig
39. Welche Grundsätze sind bei der Rohrleitungsführung bei Rohrleitungen für
Flüssigkeiten zu beachten?
- aggressiv gegen Werkstoff, Korrosionszuschläge
- brennbar, explosiv – spezielle Prüfung der Schweißnähte
- giftig – kontrollierte Mantelrohre
- essbar – hygenische Werkstoffe, Zirkulationsreinigung
- aushärtbar – Mindestgeschwindigkeit
- hochviskos – Heizung
- elektrostatisch – Entladung
40. Nennen Sie drei Hauptanwendungsgebiete von Armaturen in verfahrenstechnischen Anlagen!
- Absperren und Regeln von Stoffströmen
- Sicherung gegen Rückstrom
- Sicherung gegen unzulässig hohen Druck
