Was ist zulässige Spannung?

Die zulässige Spannung (σ_zul, f oder S) ist die maximal zulässige Spannung in einer Konstruktion. Sie entspricht der Materialfestigkeit dividiert durch einen im Konstruktionsstandard (z. B. ASME VIII, EN 13445) festgelegten Sicherheitsfaktor.

Wie wird die zulässige Spannung nach ASME VIII berechnet?

ASME VIII Div. 1: S = min(Rp0,2/1,5, Rm/3,5) bei Raumtemperatur. Bei höheren Temperaturen können zeitabhängige (Kriech-)Eigenschaften maßgebend sein. Die Ausgabe von 2007 reduzierte den Zugfestigkeitsfaktor von 4 auf 3,5.

Wie wird die zulässige Spannung nach EN 13445 berechnet?

EN 13445-3: f = min(Rp0,2/1,5, Rm/2,4) für ferritische Stähle. Für austenitische Stähle: f = max(Rp0,2/1,5, Rp1,0/1,2), jedoch ≤ Rm/3. Temperaturabhängige Werte gemäß EN 10028.

Wann wird Kriechen wichtig?

Kriechen tritt bei Kohlenstoffstahl oberhalb von ca. 350 °C, bei niedriglegiertem Stahl oberhalb von ca. 400 °C, bei austenitischem Edelstahl oberhalb von ca. 450 °C und bei hochlegiertem Stahl oberhalb von ca. 500 °C signifikant auf. Oberhalb dieser Temperaturen ist die zeitabhängige Bruchspannung maßgebend für die zulässige Dehnung.

Was ist der Wirkungsgrad einer Schweißverbindung?

Der Wirkungsgrad der Schweißnaht (E oder z) reduziert die zulässige Spannung abhängig vom Prüfniveau: E = 1,0 bei vollständiger Durchstrahlungsprüfung, E = 0,85 bei punktueller Durchstrahlungsprüfung, E = 0,7 bei fehlender volumetrischer Prüfung. Er berücksichtigt potenzielle Schweißfehler.

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Zulässige Spannung nach Material

Berechnung der zulässigen Bemessungsspannung gemäß ASME VIII Div. 1 oder EN 13445-3. Temperaturabhängige Eigenschaften, Kriechbruchprüfung, Schweißnahtwirkungsgrad. Über 12 Werkstoffgüten.

ASME VIIIEN 13445σ_allowKriechprüfungSchweißfaktor

Materialklasse

Entwurfscode

Auslegungstemperatur (°C)

Schweißverbindungseffizienz

Lastart

Schnellvoreinstellungen

Auslegungszulässige Spannung

Zulässige Spannung σ_zul × E

—

Rp0,2(T) / Sicherheitsfaktor

—

Rm(20°C) / Sicherheitsfaktor

—

σ_allow (vor Schweißfaktor)

—

Leitendes Kriterium

—

Kriechbereichsprüfung

—

Lastangepasste zulässige

—

Materialeigenschaften bei T

—

EN 13445-3 (Ferritische Stähle)

ASME VIII Div.1

Temperaturreduzierung

Sowohl Streckgrenze als auch Zugfestigkeit nehmen mit steigender Temperatur ab. Dieser Rechner verwendet linearisierte Reduktionskurven basierend auf Daten nach EN 10028 / ASME II-D:

Unter 100 °C: Die Eigenschaften entsprechen den Werten bei Raumtemperatur.
100–400 °C: allmähliche Reduzierung (Ausbeute sinkt schneller als die Zugfestigkeit)
Oberhalb von 400 °C: deutliche Reduzierung; Kriechen kann die Temperatur beeinflussen

Schleichregime

Wenn die Auslegungstemperatur die Kriechbeginntemperatur überschreitet, ist die zeitabhängige Bruchspannung maßgebend. Typischer Kriechbeginn:

Materialart	Kriechbeginn (°C)	Typische maximale Auslegung T
Kohlenstoffstahl (S235, S355)	~350	400 °C
C-Mn-Druck (P265GH, P355GH)	~380	450 °C
Mo-Stahl (16Mo3)	~400	500 °C
CrMo-Stahl (13CrMo4-5)	~450	550 °C
2¼Cr-1Mo (10CrMo9-10)	~470	600 °C
Austenitischer Edelstahl (304, 316L)	~500	700 °C

Praktisches Beispiel

Beispiel – P265GH bei 250 °C, EN 13445

Gegeben: P265GH, Rp(20)=265 MPa, Rm=410 MPa, T=250°C, Schweißnaht E=1,0

Rp(250°C) ≈ 265 × 0,85 = 225,3 MPa (Temperaturreduzierung)

f_yield = 225,3 / 1,5 = 150,2 MPa

f_UTS = 410 / 2,4 = 170,8 MPa

f = min(150,2; 170,8) = 150,2 MPa (Ertragsregelung)

Bei E=1,0: σ_zulässig = 150,2 MPa

Materialvergleich bei Raumtemperatur

Material	Rp0,2	Zimmer	f (EN)	S (ASME)
S235JR	235	360	150	103
S355JR	355	510	213	146
P265GH	265	410	171	117
P355GH	355	490	204	140
16Mo3	280	450	187	129
13CrMo4-5	295	460	192	131
10CrMo9-10	275	450	183	129
Edelstahl 304	210	520	140	138
316L Edelstahl	200	500	133	133
2205 Doppelhaushälfte	450	620	258	177

⚠️ Hinweis: Dieser Rechner liefert Näherungswerte für die Vorkonstruktion. Überprüfen Sie die Werte stets anhand der Tabellen in den entsprechenden Normen (ASME II-D, EN 10028, EN 10222) für Ihre spezifische Werkstoffgüte, Produktform, Dicke und Temperatur.

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Veröffentlicht von admin auf 15. Februar 2026 15. Februar 2026