Published 2008 | Version v1
Miscellaneous

Assessment of the primary loads in pipes with D/t larger 50 according to the nuclear codes

  • 1. TUeV Sued Energietechnik GmbH (Germany)

Description

The German code KTA 3211.2 for the evaluation of primary stresses in piping systems includes stress indices B2 that are only valid for S/t smaller or equal 50. According to KTA 3211.2 under certain conditions the primary stresses for pipes (test group A 2/3) can also be calculated using stress factors i, that are valid for D/t smaller or equal 100. The ASME Code revision 2007 contains stress indices for the total range 50-100. The contribution compares the allowable moment values based on B2 and on the i-factors for thin-walled pipes under low inner pressure. It is shown that for pipes with D/t about 50 the i-factors give significantly higher moments. Using the B2 stress indices as found in the ASME code even higher differences of the allowable moments are found. The authors' FE calculations performed for straight pipes with D/t = 100 taking into account imperfections revealed the necessity of corrections for the B2 values (D/t larger 50) given in KTA. This fact is confirmed by an evaluation of experimental data in the published literature. The reason is among others the failure behaviour of thin-walled pipes that do not fail in the elastic-plastic range by plastic strains but by buckling. It is recommended to surrender in KTA 3211.2 the requirement of an evaluation based on i-factors and to include the corrections for stress indices from the ASME code

Abstract (German)

Die in der KTA 3211.2 fuer den Nachweis der primaeren Spannungen in Rohrleitungen angegebenen Spannungsbeiwerte B2 sind nur fuer D/t ≤ 50 gueltig. Nach KTA 3211.2 kann unter bestimmten Bedingungen der Primaerspannungsnachweis fuer Rohrleitungen der Pruefgruppe A2/3 auch unter Verwendung der Spannungsfaktoren i erfolgen, welche im Bereich D/t ≤ 100 gueltig sind. In der neuen Revision 2007 des ASME Code werden auch fuer Rohrleitungen mit 50 < D/t ≤ 100 Spannungsbeiwerte angegeben. In dem vorliegenden Beitrag werden die nach KTA 3211.2 zulaessigen Momente sowohl auf Grundlage der Spannungsbeiwerte B2 als auch auf Grundlage der i-Faktoren fuer duennwandige Rohrbogen unter geringem Innendruck ermittelt und verglichen. Es zeigt sich, dass sich mit den i-Faktoren insbesondere in der Beanspruchungsstufe D fuer Rohrleitungen mit D/t ∼ 50 deutlich hoehere zulaessige Momente ergeben. Die Verwendung der B2-Beiwerte aus dem ASME Code fuer D/t > 50 fuehrt zu noch groesseren Unterschieden bei der Ermittlung der zulaessigen Momente. Zu geraden Rohren mit D/t = 100 wurden eigene FE-Berechnungen unter Beruecksichtigung von Imperfektionen durchgefuehrt, welche die Notwendigkeit von Korrekturen an den in der KTA angegebenen B2-Beiwerten fuer den Fall einer Erweiterung auf duennwandige Rohre mit D/t > 50 aufzeigen. Dieser Sachverhalt wird durch eine Auswertung experimenteller Untersuchungen aus der Literatur bestaetigt. Die Ursache hier fuer ist in dem anderen Versagensverhalten duennwandiger Rohrleitungen zu sehen, welche nicht mehr durch plastische Dehnungen sondern durch Beulen im elastisch-plastischen Bereich versagen. Es wird empfohlen, in der KTA 3211.2 in Uebereinstimmung mit den ASME Code auf den Nachweis auf Basis der i-Faktoren zu verzichten und die Korrekturen fuer die Spannungsbeiwerte fuer 50 < D/t ≤ 100 aus dem ASME Code zu uebernehmen. (orig.)
Part of:
34. MPA seminar 2008. Proceedings

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Original title (German)
Nachweis der primaeren Spannungen in Rohrleitungen mit D/t > 50 im Rahmen des kerntechnischen Regelwerkes

Publishing Information

Imprint Title
34. MPA seminar 2008. Proceedings
Imprint Pagination
985 p.
Journal Page Range
15 p.
ISSN
1861-5414
Report number
INIS-DE--0519

Conference

Title
34. MPA seminar 2008
Original Conference Title
34. MPA Seminar 2008
Dates
9-10 Oct 2008
Place
Stuttgart (Germany)

Optional Information

Notes
Imprint:Available as CD-ROM;34. MPA Seminar 2008. Vortraege