Stressberechnungen: 3D-Isometrie-Daten für effiziente Rohrleitungsberechnungen nutzbar

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Stressberechnung bei sensiblen Rohrleitungssystemen

Einer dieser Anwender ist AMR-Engineering. Das Unternehmen projektiert und baut seit 40 Jahren Maschinen und Anlagen für die Chemie und Pharmazie sowie die Kraftwerks- und Hüttentechnik. Rund 40 Prozent des Umsatzes von AMR entfallen auf den Behälter-, Stahl- und Rohrleitungsbau – keine Überraschung also, dass dieses Engineering-Unternehmen bereits seit zwei Jahrzehnten mit dem Berechnungsprogramm Rohr2 arbeitet.

Dipl.-Ing. Jürgen Pagel, Technischer Leiter der AMR-Engineering: „Bei sensiblen Rohrleitungssystemen im Anlagenbau, vor allem aber in der Kernkraftwerkstechnik, ist die Stressberechnung obligatorisch – der Auftraggeber schreibt dies in unterschiedlichster Form vor, oder aber es wird durch entsprechende Vorschriften und Normen vorgegeben. Wir müssen dann nachweisen, dass die Spannungen in den Rohrleitungen Grenzwerte nicht überschreiten. Zum Teil ist es auch erforderlich, bestimmte Simulationen durchzuspielen, beispielsweise verschiedene Betriebszustände oder auch extreme Lastfall-Situationen und Störfälle.“

Das Verlegen der Rohrleitungen müsse von den Halterungskonzepten so gestaltet sein, dass sich weder beim bestimmungsgemäßen Betrieb, noch bei eher seltenen Betriebszuständen wie einem Wasserschlag zu große Spannungen ergeben. Bei der Planung von Kernkraftanlagen muss sogar ein unwahrscheinliches Ereignis wie ein Flugzeugabsturz, ein Erdbeben oder die Druckwelle infolge einer Explosion als Lastfall simuliert werden. Pagel: „Alle diese dynamischen Lastfälle können wir mit Rohr2 untersuchen.“

Als Standard berechnen die AMR-Planer stets auch die Reaktion einer Rohrleitung auf thermische Belastungen. „So vermeiden wir, dass beispielsweise die Lasten an den Stutzen eines Behälters oder eines Reaktors bei wechselnden Temperaturen zu groß werden und dieser Anlagenteil Schaden nimmt.“

30 Prozent schneller durch Schnittstelle zu Cadison

Als wesentlichen Vorteil sieht Jürgen Pagel, dass das seit 2008 zur 3D-Planung genutzte Engineering-Werkzeug Cadison eine Schnittstelle zu Rohr2 bietet: Alle relevanten Eigenschaften der im 3D-Modell konstruierten Rohrleitungen können per NTR-Datei, die die beschreibenden Daten für die Analyse enthält, an das Stress-Berechnungsprogramm übergeben werden. „Aus dem zunächst mit Cadison generierten 3D-Modell erzeugen wir die Rohrleitungs-Isometrien. Die Daten – also die Koordinaten der Rohrleitung, der Armaturen, Einbauten und Anschlüsse – übermittelt das Interface automatisch an das Berechnungsprogramm. Unsere Planer können somit direkt aus Cadison heraus mit den Stressberechnungen und den erforderlichen Nachweisen starten, das spart bis zu ca. 30 Prozent an Zeit und Aufwand.“

Denn das Interface bietet die Möglichkeit, ohne zusätzlichen Aufwand einen Großteil der berechnungsrelevanten Systemdaten aus Cadison zu übernehmen. Fehlende berechnungsspezifische Informationen können bei Bedarf in Rohr2 selbst ergänzt werden.

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