Technische Berechnungswerkzeuge
Eine erste Auslegungsabschätzung für EAF-Vierlochkrümmer, Entstaubungskanäle und Hochtemperatur-Rohrleitungen. Das Ergebnis wird aus realen Kohlenstoffstahldaten nach EN 1993-1-2 berechnet — nicht aus einer Annahme mit konstantem Koeffizienten.
Dieser Rechner wurde speziell für EAF-Vierlochkrümmer, Entstaubungskanäle, Gaskanäle und die Kompensatorauslegung entwickelt.
Längenänderung
104 mm
Ausdehnung
Diese Berechnung ist ein ungefährer Ausgangswert auf Basis der Kohlenstoffstahldaten nach EN 1993-1-2. Für eine exakte Auslegung wenden Sie sich an die Ingenieure von DNL.
Die Berechnung verwendet die in EN 1993-1-2, Abschnitt 3.4.1.1, definierte Formel:
ΔL = L × ( e(T_Betrieb) − e(T_Einbau) )
Dabei ist L die Einbaulänge des Rohrs oder Kanals und e(T) die spezifische Wärmedehnung von Kohlenstoffstahl nach EN 1993-1-2, Abschnitt 3.4.1.1, gültig von 20 bis 1200°C.
Zwischen 750 und 860°C bleibt die Ausdehnung nahezu konstant — das ist die Ferrit-Austenit-Phasenumwandlung des Stahls, kein Fehler in den Daten.
Geben Sie die Metallwandtemperatur des Rohrs oder Kanals ein — nicht die Temperatur des durchströmenden Rauchgases. In einem EAF-Kanal können diese um mehrere hundert Grad voneinander abweichen.
Für eine 10 m lange Kohlenstoffstahlleitung, die von 20°C auf 500°C erwärmt wird: Der gängige konstante Koeffizient (12×10⁻⁶ /°C) sagt 57,6 mm Ausdehnung voraus. Die tatsächlichen Kohlenstoffstahldaten nach EN 1993-1-2 ergeben 67,6 mm — der konstante Koeffizient unterschätzt den realen Wert also um 14,8%. Bei hohen Temperaturen kann diese Differenz zu einem echten Auslegungsfehler bei der Kompensatordimensionierung werden.
Eine 12 m lange, bei 20°C montierte Entstaubungskanalstrecke dehnt sich bei einer Betriebstemperatur von 600°C um etwa 100,8 mm aus. Diese Bewegung muss von korrekt dimensionierten Kompensatoren aufgenommen werden, nicht von der Struktur abgefangen werden.
Annahmen: eine 10 m lange Kohlenstoffstahlleitung, montiert bei 20°C.
| Betriebstemperatur (°C) | Ausdehnung (mm) |
|---|---|
| 100 | 10 |
| 200 | 23,2 |
| 300 | 37,2 |
| 400 | 52 |
| 500 | 67,6 |
| 600 | 84 |
| 700 | 101,2 |
| 800 | 110 |
| 900 | 118 |
| 1000 | 138 |
| 1200 | 178 |
Eine 12 m lange, bei 20°C montierte Entstaubungskanalstrecke dehnt sich bei 600°C Betriebstemperatur um etwa 100,8 mm aus — ein realer, aus den Kohlenstoffstahldaten nach EN 1993-1-2 berechneter Wert.
Die Ausdehnungsrate von Kohlenstoffstahl verläuft nicht linear mit der Temperatur und flacht zwischen 750 und 860°C durch die Ferrit-Austenit-Phasenumwandlung fast vollständig ab. Ein konstanter Koeffizient weicht besonders oberhalb von 400°C deutlich vom realen Wert ab.
Geben Sie die Metallwandtemperatur ein. Rauchgastemperatur und tatsächliche Rohr- bzw. Kanalwandtemperatur können sich besonders bei isolierten oder gekühlten Strecken um mehrere hundert Grad unterscheiden — die Ausdehnung wird vom Metall bestimmt, nicht vom Gas.
Dieser Bereich ist die Ferrit-Austenit-Phasenumwandlung von Kohlenstoffstahl. Durch die Änderung der Kristallstruktur zieht sich das Material leicht zusammen, was die Wärmeausdehnung in diesem Bereich weitgehend ausgleicht und das nahezu flache Plateau erzeugt.
Nein. Dieses Werkzeug arbeitet ausschließlich mit Kohlenstoffstahldaten nach EN 1993-1-2. Der Ausdehnungskoeffizient von Edelstahl hängt von der Werkstoffsorte ab, und die beiden Werkstofffamilien unterscheiden sich deutlich: austenitische Sorten (1.4301, 1.4404, 1.4541) liegen bei etwa 16-18×10⁻⁶/°C, ferritische Sorten (1.4509, 1.4521) dagegen bei etwa 10-11×10⁻⁶/°C — also deutlich näher am Kohlenstoffstahl. Die Wahl der richtigen Sorte verändert das Ergebnis erheblich, und der Wert muss aus einem geprüften Herstellerdatenblatt stammen — kontaktieren Sie die Ingenieure von DNL, wir ermitteln die Werte gemeinsam für Ihr Projekt.
