Dieser Artikel erläutert das Angebot von Hilti in Bezug auf die EN 13480-3 (Metallische industrielle Rohrleitungen - Teil 3: Konstruktion und Berechnung) in der neuesten Fassung von 2024 und hilft bei der Beantwortung spezifischer Fragen im Vergleich zur EN 1993-1-1 (Eurocode 3, im Folgenden EC 3 genannt). Der Schwerpunkt liegt auf der Bereitstellung zusätzlicher Informationen zu technischen Datenauswertungen, einschließlich Softwarelösungen und Dokumentation.

Lesedauer ca. 15 Minuten

Einleitung

EN 13480-3 ist Teil der europäischen Norm EN 13480, die die Anforderungen an die Auslegung und Berechnung von industriellen metallischen Rohrleitungssystemen, einschließlich primärer Rohrbefestigungen wie Rohrschuhen, festlegt. Die Norm gewährleistet, dass Rohrleitungssysteme so ausgelegt sind, dass sie unter verschiedenen Bedingungen wie Druck, Temperatur und mechanischer Belastung sicher funktionieren.

Diese Norm wurde Ende 2002 veröffentlicht und mehrfach überarbeitet, um mit den technologischen Fortschritten und den Bedürfnissen der Industrie Schritt zu halten. Die neueste Version wurde am 2024-12-31 veröffentlicht und enthält spezifische Aktualisierungen.
-       Eurocode als normative Verweise
-       Änderungen bei der Herstellung von Halterungen für Rohrleitungen - Entwurf und Berechnung nach dem Eurocode.
-       Aktualisierungen in Anhang N bezüglich der Dokumentation der Halterungen.
-       Aktualisierungen in Anhang Y, wo alle Änderungen von EN 13480-3:2017/A5:2022 zu EN 13480-3:2024 aufgeführt sind.
Die Norm ist von entscheidender Bedeutung für Ingenieure und Fachleute, die mit der Planung, dem Bau, der Inspektion und der Wartung von industriellen Rohrleitungssystemen befasst sind. In unserem Vergleich konzentrieren wir uns in erster Linie auf Kapitel 13 "Halterungen für Rohrleitungen" und die entsprechenden Anhänge.

Unterschied zwischen EN 13480-3 und EN 1993-1-1

Wir als Hilti unterstützen zwei europäische Normen im Bereich der primären Rohrhalterungen, die EN 1993-1-1, die auch als EC 3 bekannt ist, sowie die EN 13480-3.
Die Entscheidung darüber, welche Norm verwendet werden soll, liegt bei den Planungsbüros und Eigentümern neuer oder bestehender Anlagen. Mit der letzten Aktualisierung der EN 13480-3:2024 werden nun auch Entwürfe und Berechnungen auf der Grundlage von EC 3 akzeptiert, allerdings nur unter bestimmten Einschränkungen. In der EN 13480-3 wurde am Ende des Kapitels 13.11.11 "Alternative Regeln für die Bemessung und Herstellung von Halterungen für Rohrleitungen" eine Anmerkung hinzugefügt, die besagt, dass Anhang J, der sich mit der "Typprüfung von Halterungsbauteilen" befasst, nicht für Halterungen gilt, die auf dem alternativen Weg nach Eurocode bemessen wurden. Sie können dies in der unten angefügten Erklärung von CEN unter Frage 3-007-2021 nachlesen. [1]

Um in dieser Hinsicht vollkommen transparent zu sein, bieten wir die technischen Daten für beide Vorschriften getrennt voneinander an, wobei alle Daten auf den in den Labors ermittelten Testergebnissen beruhen. Die aus den Prüfergebnissen ermittelten Versagensarten werden dann als Grundlage für die Verwendung der Daten auf gemäß den normenspezifischen Vorschriften einschließlich der festgelegten und definierten Sicherheitsfaktoren herangezogen. Alle diese Details sind in unseren lokal veröffentlichten technischen Leitfäden enthalten.
Ausführliche Informationen über Produkte und das gesamte Portfolio finden Sie hier.

Analog zu unserem Angebot an Halterungssystemen und Befestigungselemente-Portfolio veröffentlichen wir in unserem technischen Leitfaden nur Belastungen für eine einseitige Nutzung. Wenn dreidimensionale Lasten berücksichtigt werden sollen, muss eine spezielle Interaktionsformel angegeben werden.

Bild 1: Schema der für primäre Rohrbefestigungen verwendeten Achsen

Unter EC 3 verwenden wir hier eine normale lineare Interaktionsformel.

 
Unter EN 13480-3, die im Vergleich zu EC 3 eine konservativere Norm ist, verwenden wir eine Interaktionsformel, die auf dem "von Mises"-Fließkriterium basiert. [2]

 
Ein weiteres Element, das berücksichtigt werden muss, sind Temperaturreduktionsfaktoren in Abhängigkeit von der Medientemperatur im Rohr.
EC 3 verlangt keinen Abminderungsfaktor bis 300°C, während EN 13480-3:2024 die Materialeigenschaften für Kohlenstoffstahl nach EN 10025 (S235, S275 und S355) im Bereich von 0°C bis 350°C direkt in Anhang G.4 vorgibt. Hier ist ein Diagramm enthalten, das die Temperaturreduktionsfaktoren ab 100°C Medientemperatur zeigt.

Darüber hinaus zeigt Tabelle 13.11.2-1 "Bemessungstemperatur von Bauteilen innerhalb der Isolierung". Im Allgemeinen müssen alle Komponenten der Halterung mit einer Auslegungstemperatur von mindestens 80 °C ausgelegt werden. Für "Bauteile ohne direkten Kontakt mit dem Rohr" kann die Auslegungstemperatur um 20°C reduziert werden, wenn der Endwert insgesamt noch über 80°C liegt.

Dies bedeutet, dass Hilti Rohrschuhe, bei denen die Rohrschellenbögen auf S235 Stahl basieren, gemäß dem Diagramm in Anhang G.4 verwendet werden können. Wenn unsere ergänzend angebotenen Einlegebänder zwischen dem Rohr und den Rohrschellenbögen verwendet werden, kann die Reduktion von 20°C aus Tabelle 13.11.2-1 berücksichtigt werden, bevor der endgültige Temperaturreduktionsfaktor festgelegt wird. In einer solchen Kombination wird also mit unseren Produkten in Anlehnung an EN 13480-3 bis 120°C Medienauslegungstemperatur überhaupt kein Reduktionsfaktor benötigt.

Die weitere Übertragung der Medientemperatur auf Komponenten in der gesamten Halterung muss auf der Basis der Lage innerhalb oder außerhalb der Isolierung bewertet werden, um sicherzustellen, dass alle verwendeten Komponenten den spezifischen Temperaturen an ihren Standorten standhalten können. (Tabelle 13.11.2.2 und Abbildung 13.11.2.1)

Insgesamt ist die EN 13480-3, auch in der neuesten Fassung, in den meisten realen Fällen eher konservativ als die EC 3. Auf der anderen Seite gibt es auch Möglichkeiten, die veröffentlichten Lasten zu überschreiten, wenn die beschriebenen Belastungen im Rohr so genannte "gelegentliche Lasten" beinhalten, wie in Kapitel 13.1.3.16 definiert. Dies bedeutet, dass ein Konstrukteur der Halterung und nicht der Hersteller der Rohrhalterung, wie z.B. Hilti, beurteilen kann, ob die Belastungen an der spezifischen Anlage und Isometrie als gelegentlich zu betrachten sind. Dies könnte zum Beispiel eine kurzfristig höhere Temperatur während der Wartung oder Wind-/Schneelasten sein, abhängig von den spezifischen Umständen auf der Baustelle.

Da es ziemlich umfangreich ist, all diese Anforderungen und Herausforderungen in einer einzigen Berechnung abzudecken, hat Hilti damit begonnen, dies in unserer etablierten FixPoint Calculator Software zu berücksichtigen. 

Hilti FixPoint Calculator erfüllt EN 13480-3

Der Hilti FixPoint Calculator ist ein spezielles Software, das für Ingenieure und Fachleute entwickelt wurde, die mit Rohrleitungssystemen arbeiten. Es entspricht der Norm EN 13480-3, die für die Konstruktion und Berechnung von metallischen Industrierohrleitungen entscheidend ist. Der Hilti FixPoint Calculator vereinfacht diese komplexen Berechnungen und liefert detaillierte Berichte und Zwischenergebnisse, die den Ingenieuren helfen, ihre Konstruktionen zu validieren und die Einhaltung der strengen Anforderungen der EN 13480-3 sicherzustellen. Dies macht den Hilti FixPoint Calculator zu einem unschätzbaren Werkzeug, um Sicherheit und Effizienz in Rohrleitungsprojekten zu gewährleisten.
Die Norm EN 13480-3 findet sich in der Anwendung für den direkten Lasteingang wieder.

Bild 2: Startseite der FixPoint Calculator Software

In dieser Anwendung können Sie Halterungslasten in allen drei Richtungen eingeben. Es wird kein zusätzlicher Abminderungsfaktor angewendet.
Die maximale Betriebstemperatur und der Temperaturreduzierungsfaktor nach EN 13480-3 werden gleichmäßig auf die gesamten Rohrschuhe und ihre Verbindungselemente angewendet.


Bild 3: Spezifische Eingabefelder in Anlehnung an EN 13480-3

Die folgende Interaktionsformel wird im FixPoint Calculator für alle Rohrschuhe MP-PS 1-1 Einzelrohrschuh und MP-PS 4-2 Vierfachrohrschuhe und die Schellen verwendet:
Mit


Bei MP-PS 2-2 Doppelrohrschuhen ist die Tragfähigkeit abhängig vom Abstand zwischen Rohrachse und Träger. Hier ist die Interaktionsformel für eine Höhe unter 250 mm:


Und bei einer Höhe über 250 mm:

Dokumentation nach EN 13480-3

Eine ordnungsgemäße Dokumentation ist in der Prozessrohrleitungsindustrie von entscheidender Bedeutung. Die Norm enthält jetzt zwei Tabellen in Anhang N, unter Tabelle N.1 für Rohrhalterungen, die nach EN 13480-3:2014 hergestellt wurden, und Tabelle N.2 für Rohrhalterungen nach EN 1090-2:2018 + A1:2024

In beiden Tabellen sind drei Halterungsklassen von S1-S3 enthalten, um ausführlich zu klären, welche Unterlagen bei Bedarf mitgeliefert oder zur Einsicht zur Verfügung gestellt werden müssen.

Fazit und Empfehlungen

Hilti unterstützt Sie gerne bei Ihren Rohrleitungsprojekten, sowohl mit spezifischen Details und technischer Unterstützung im Vorfeld als auch mit physischer Unterstützung auf der Baustelle, um einen reibungslosen Projektablauf zu gewährleisten.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihre HILTI-Experten vor Ort und lesen Sie weitere Artikel zu diesem Thema.

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[1] Antworten des Europäischen Komitees für Normung CEN
[2] Von-Mises-Fließkriterium für mehrachsige Spannungen: Von-Mises-Fließkriterium - Wikipedia