EDV als Hilfsmittel der Rohrleitungstechnik"

Arbeitssitzung des GVC-Fachausschusses ,,Rohrleitungstechnik" am 10. Juni 1980 in Lahnstein

Der FachausschuB ,,Rohrleitungstechnik" der VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (GVC) veranstaltete am 10. Juni 1980 in Lahnstein eine Vortragstagung unter dem Leitthema : ,,EDV als Hilfsmittel der Rohrleitungstechnik". Vor ca. 60 geladenen Fachleuten der Rohrleitungstechnik wurde dieses Thema rnit 7 Fachvortragen eingehend behandelt und diskutiert.

In seiner Einfuhrung betonteder Obmann des Ausschusses, Direktor W. Armbruster, Marl, die wirtschaftliche Bedeutungder Rohrleitungs- technik beim Bau von Chemieanlagen. Die chemische Industrie der BRD hat von 1975 bis 1979 jedes Jahr 5 3 bis 6 Mrd. DM investiert. Der Anteil fur Rohrleitungen liegt im allgemeinen bei 20% der Gesamtkosten einer Chemieanlage und damit jahrlich iiber I Mrd. DM. Bei der Reduzierung der Kosten ist die EDV ein gutes Hilfsmittel, um weitere Rationalisierungen bei der Abwicklung der Rohrleitungsplanung und -montage durchzufuhren. Das Gesamtthema ,,EDV als Hilfsmittel der Rohrleitungstechnik" kann man in 4 Abschnitte unterteilen : 1) Berechnung von Rohrleitungssystemen mit Hilfe der EDV, 2) rechnerunterstiitzte Planung von Rohrle'itungen, 3) Einsatz der EDV bei der Abwicklung von Rohrleitungsmontage

4) Einsatz der EDV bei der Betriebsiiberwachung von Fernleitun-

Bei den Fachvortragen wurde von V. E . Klein, Ratingen, das Thema ,,EDV als Hilfsmittel bei der Berechnung von mechanisch bean- spruchten Rohrleitungssystemen" behandelt . Verfahren zur Berech- nung der zusatzlich zum Innendruck vorhandenen auDeren Belastun- gen infolge stationarer und instationarer Vorgange und die Bewer- tung der daraus resultierenden Beanspruchungen der Rohrleitung finden mehr und mehr Eingang in die inlandischen technischen Regeln und Richtlinien. Die EDV als Hilfsmittel bei der Berechnung von mechanisch beanspruchten Rohrleitungssystemen wird im industriellen Rohrlei- tungsbau heute angewandt bei der Bauteilbemessung, der statischen und dynamischen Rohrsystem-Berechnung und beim Festigkeits- nachweis der Rohrhalterungen. Aus der Anwendung der EDV resultieren folgende Vorteile: Die Berechnung des Verhaltens beliebiger geometrischer Strukturen (sowohl Einzelbauteile als auch raumliche, vermaschte Rohrleitungs- systeme) unter dem EinfluD statischer und dynamischer Belastungen und die Variation sowie die Kombination verschiedener Belastungs- zustande sind erst durch Einfuhrung und Anwendung der EDV und der damit verbundenen Rechenverfahren moglich geworden. Uber die ,,Datenverarbeitung in der Rohrleitungsplanung" infor- mierte G . Lung, Dortmund. Die Datenverarbeitung unterstiitzt den Konstrukteur in immer starkerem MaBe bei dieser verantwortungs- vollen Tltigkeit durch Einzelprogramme oder Programmsysteme. Die dabei zum Einsatz gelangenden Rechenmaschinen orientieren sich an der Aufgabenstellung. Die Leistungspalette reicht dabei von kleinen aber leistungsfahigen Rechnern - meist Tischmodellen - iiber mittlere Systeme bis zur GroB-EDV mit auBerordentlich groI3en

im Chemieanlagenbau,

gen .

* Dipl.-Ing B. Thier, Chemische Werke Hiils AG, Postfach 1320, 4370 Marl-1.

Rechenleistungen. Die heutige Grenze der Rechneranwendung liegt deshalb auch nicht mehr wie friiher bei den Computern selbst, sondern vielmehr bei den zu erstellenden Programmsystemen auf dem Ingenieurgebiet. Die Entwicklung steht hier bei der Losung von einzelnen Planungsfunktionen rnit Ansatzen zur Integration mehre- rer Funktionen in einem groBeren System. Das angestrebte Ziel ist ein Programmsystem, dessen Datenbasis von allen beteiligten Diszipli- nen mit den Werten und Angaben gefiillt wird, welchediezu planende Chemieanlage im Detail beschreiben. Dieses innerhalb eines Compu- ters vorhandene dreidimensionale Planungsmodell kann dann rechnergestiitzt in allen Belangen manipuliert und kontrolliert werden, und die gewiinschten Daten konnen sowohl in graphischer als auch in Listenform ausgegeben werden. W. Dobrik,Leverkusen, gab einen Uberblick iiber die ,, Erfahrungen mit der zeichnerischen Darstellung von Rohrleitungssystemen." Zur Zeit gibt es 10 bis 12 Programme, die es erlauben, nach der Detailplanung oder vor dieser Phase folgende Unterlagen zu erzeugen : Material, Kosten und Zeitvorschatzung, Stiicklisten, Isometrien sowie Materialverwaltung. Es sind Systeme, die als Stand- alone-Systeme bezeichnet werden miissen. Bei der Einfiihrung eines derartigen Programmes ist entscheidend wichtig, auf die Organisationsstruktur des Unternehmens zu achten, d. h. die Verkniipfung einzelner Unternehmensbereiche wie Planung, Beschaffung, Fertigung und Montage. Hinzu kommen Anpassungen der Werknormen bzw. des Programmes, vor allem der Dateien, um eine flexible Bearbeitung der anfallenden Projekte zu ermoglichen. Auch die Schulung des Personals und dessen Einsatz ist in einem iibergreifenden Zusammenhang zu sehen. Bei den hierbei einflieBen- den Planungsbereichen ist insbesondere der Modellbau fur die Phase der Vor- und Detailplanung hervorzuheben. Die ,,Erfassung und Disposition von Rohrleitungsteilen bei der Montage in Chemieanlagen" wurde von E . Diegelmann, Frank- furt/M., dargestellt. Das von Lurgi entwickelte Programmsystem ist die rnit Abstand groRte Anwendung im DV-Zentrum des MG- Konzerns. Es besteht aus den Systemen : 1 ) LUROMAK - Lurgi Rohrleitungs-Makro-System. Erfassung der

Rohrleitungsteile je Rohrleitungsposition auf der Grundlage von R + I-FlieBbildern, Aufstellungsplanen und isometrischen Zeich- nungen. Es wurde auf die Speicherung von Rohrklassen, Dateien und Entscheidungstabellen besonderer Wert gelegt. Die Eingabe- daten sind auf ein Minimum reduziert.

2) ATS - Allgemeines Text-System. In diesem System sind alle Rohrleitungstexte als Bausteine in mehreren Sprachen gespei- chert. Es dient dazu, die bei LUROMAK verwendeten Identnum- mern zu entschliisseln und alle Ausdrucke mit Texten zu versehen.

3) MVS - Material-Verwaltungs-System. Mit diesem System werden die Materialbestande verwaltet und iiber ein universelles Sortier- und Druckprogramm beliebig sortiert und verdichtet.

4) DISPO - Dispositionssystem. Die rnit LUROMAK ermittelten Materialbestande werden nach Liefermoglichkeiten disponiert, mit Texten versehen und zu einkaufsfahigen Beschaffungsunterla- gen verarbeitet.

Auch die Abwicklung von Rohrleitungsmontagen kann heute rnit Hilfe der EDV durchgefuhrt werden. Dariiber berichtete H . Rochlirzer, Diisseldorf. Ein Montageiiberwachungsprogramm durchlauft im wesentlichen folgende Stufen : 1 ) Systemvorbereitung (Codierung der Rohrklas- sen), 2) Planung (Bedarfsermittlung), 3) Materialdisposition fur Fertigung und Montage, 4) Leistungsermittlung und Kostenkontrol- le sowie 5 ) statistische Auswertungen. Die unterschiedlichen Codierungs- und Abwicklungsmethoden der Planung erfordern ein Umschreiben und Erganzen der Informatio- nen in das Codierungssystem des Rohrbauunternehmens, wobei auf

920 Chem.-1ng.-Tech. 52 (1980) Nr. 11, S. 920-921 0 Verlag Chemie, GmbH, D-6940 Weinheim 1980 0009-286X/80/1111-0920602.50/0

- Leckerkennung/Leckortung (Ortung der Schadensstelle), - kontrollierte Notabschaltung (sektionsweise Uberpriifung bei

Leckverdacht und abschnittsweise Abschaltung) ; Aufgaben fur die Betriebs-Abwicklung und Uberwachung : - Online-Erfassung von Tank- und Leitungsinhalten, - Batch-Verfolgung (Belegung und Transportfortschritt der Lei-

tungsinhalte), - Soll/Ist-Vergleich von Stationszustanden (Vermeidung von Dros-

selzustanden), - Optimierung der Betriebskosten (Auswahl optimaler Pumpen-

kombinationen unter Beachtung der Stromlieferungsvertrage). Ebenso informierte R. Schottker, Essen, iiber die ,,Steuerung von iiberregionalen Gasversorgungsnetzen mit Hilfe von Informations- systemen". Am Beispiel eines Primarmoduls mit den Elementen ,,Transport", ,,Verdichtung", ,,Speicherung", ,,Kraftwerke", ,,Kommunen" wurde die Aufgabe der Steuerung von Gasversor- gungsgesellschaften erlautert und auf die bilanztechnischen Standard- aufgaben von ProzeDrechnern eingegangen. Die Zusammenfassung aller Aufgaben fiuhrte zu einem Anforderungsprofil einer Steuerungs- zentrale der 4. Generation. Das Informationssystem der Ruhrgas- Betriebszentrale wird zur Zeit realisiert und nimmt Anfang 1981 den Betrieb auf. Hardware, Software und generelle Logik des Systems wurden dargestellt.

[VB 16821

Datentragern bereitgestellte Informationen maschinell umgeschrie- ben werden. Das Ergehnis der Planungsphase sind die rnit Hilfe der EDV gespeicherten und im Klartext ausgedruckten Stiicklisten pro Fertigungs- bzw. Montage-Einheit, die auf der Baustelle in groBen Hangeregistraturen zusammen mit den isometrischen Rohrleitungs- zeichnungen abgelegt werden. Eine rechnerunterstiitzte Montage verfugt in kiirzester Zeit iiber samtliche Informationen, die einen ziigigen und okonomischen Montage-Ablauf ermoglichen. Eine verniinftige Erganzung durch manuelle Verfahren erleichtert das Auffangen von Storfaktoren und erhoht die Flexibilitat. Eine ,,rechnergestiitzte Betriebsuberwachung von Fernleitungen am Beispiel einer Mineralolfernleitung" behandelte G . H . Hoppmann, Wilhelmshaven. Ein wesentliches Motiv fur den steigenden Einsatz von ProzeDrech- nern in der Vergangenheit war die wachsende Komplexitat von Aufgaben im Sicherheitsbereich. Zukiinftig werden die Bestrebungen dahin gehen, die hierfur entwickelten Losungen verstarkt zur Unterstiitzung der Betriebsabwicklung heranzuziehen. Erkennbar sind folgende Aufgaben : - Protokollierung (Erfassung der MeBwerte, Betriebs- und Warn-

- Leitungsiiberwachung zur Feststellung von Verlusten (Mengen- meldungen sowie Befehlsausgaben),

vergleichsverfahren ),

Hochdruck-Verfahrenstechni k*

Interne Arbeitssitzung des GVC-Fachausschusses ,,Hochdruck-Verfahrenstechnik" am 7. Mai 1980 in Meersburg am Bodensee

Am 7. Mai 1980fand in Meersburg/Bodenseeeine interne Sitzungdes GVC-Fachausschusses ,,Hochdruck-Verfahrenstechnik" unter der Leitung des Obmannes Dr. K . Feind, BASF AG, Ludwigshafenph., und des stellvertretenden Obmannes Dr. K . Todheide, Univ. Karlsruhe, statt. Bei der Sitzung wurden zwolf Vortrage gehalten, iiber die im folgenden kurz berichtet wird.

Bericht uber den Zerknall eines HD-Behalters wahrend eines AbpreDversuches - metallographische Schadensanalyse und Festigkeitsbetrachtungen

Ein Hochdruckbehalter riB auf bei Erreichen des 0,9fachen des vorgesehenen Wasser-AbpreBdruckes. Der Behalter war iiber ein Innengewinde mit einem Stopfen verschlossen. Der RiB entstand am Gewindeanfang senkrecht zur Langsachse. Der Werkstoff, ein niedriglegierter Vergiitungsstahi des Typs 32 CrMoV 1210, wies gegeniiber den Abnahmewerten keine Besonderheiten auf. Die Bruchflache zeigte mikroskopisch keine plastischen Verformungen und hatte im wesentlichen Spaltbruch mit deutlichen Anteilen im Mikro-Bereich. Es wurde berichtet uber die sehr umfangreiche Schadensanalyse mit metallographischen und fraktographischen Untersuchungen, die noch nicht abgeschlossen ist. Daran schlieBt sich eine Festigkeitsanalyse auf Basis der Bruchmechanik an. Nach AbschluB dieser langere Zeit in Anspruch nehmenden Untersuchun-

* Berichterstatter : Dr.-Ing. K. Todheide, Univ. Karlsruhe, und Dr.- Ing. K. Feind, BASF Aktiengesellschaft, Postfach, 6700 Ludwigs- hafenph.; Bericht iiber die vorige Sitzung s. Chem.-1ng.-Tech. 51 (1979) Nr. 7, S. 760/763.

gen wird eingehend berichtet werden (K. H . Arnbil, K . Erdmann und H . W. Lenz (Vortragender). BASF AG, Ludwigshafen/Rh.).

Versuchsanlagen zur Hochdruck-NaBoxidation

Die Untersuchung befaBte sich rnit der Reinigung von Abwassern rnit organischen und anorganischen Verunreinigungen. Das Abwasser wurde zusammen rnit Druckluft iiber einen Warmeaustauscher einem Reaktor zugefuhrt und dann Abwasser und Gasphase iiber je einen Kiihler abgezogen. Analysiert wurde die Gasphase auf den CO-, COz- und 0,-Gehalt. Die Versuchsanlage hatteeinen Durchsatz von 3 l/h bei Driicken von 150 bis 200 bar und im Temperaturbereich um 300°C. Es wurden insbesondere Erfahrungen gesammelt rnit verschiedenen Reaktor-Werkstoffen wie Hastelloy, Tantal, Titan und Nickel (Moglichkeiten der SpannungsriBkorrosion), weiterhin mit der Auswahl von Katalysatoren und schlieIjlich zur Wirtschaft- lichkeit dieses Verfahrensfur schwerabbaubare Abwasser ( A . Schulz- Walz, Bayer AG, Leverkusen).

Weiterentwicklung der Wasserelektrolyse unter Druck

Im Zeichen des zunehmenden Bediirfnisses zur Einsparung von Energie wurden Untersuchungen durchgefuhrt zur Kostensenkung bei der Wasserelektrolyse. Eine Vernngerung der Kosten ist auf mehrfache Weise moglich : Durch Erhohen der Temperatur der Elektrolyse auf 150 bis 250°C, durch Erhohen des Druckes auf 30 bis 60 bar und SchlieDlich durch einen geanderten Aufbau der Elektrolyse-Zellen. Eine Erhohung des Zellendruckes von 30 auf 60 bar bewirkt 2.B. eine 5prOZ. Absenkung der gesamten H,- Erzeugungskosten. Als Elektrolyt dient 5Oproz. KOH-Losung. Hierbei ergaben sich groBe Schwierigkeiten durch die starke Korrosion (SpannungsriB- Korrosion). Der Baustahl des Elektrolyseurs konnte durch eine Ni- Plattierung geschiitzt werden. Das Diaphragma wurde als metalli- sches Netz auf Oxid-Keramik aufgesintert . Durch Lochblech- Elektroden und eine optimale Anordnung von Elektroden und Diaphragmen lieB sich auch der storende Gasblasenvorhang vermindern.

Chem.-1ng.-Tech. 52 (1980) Nr. 11, S. 921 -924 0 Verlag Chemie, GmbH, D-6940 Weinheim 1980 0009-286X/8011111-0921$02.50/0

921