Labor Werkstofftechnik Dehnungsinduzierte Risskorrosion

G. Lüdenbach et al.
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Wiederkehrende Prüfkonzepte im Hinblick auf Schädigungen
durch dehnungsinduzierte Risskorrosion (DRK)
G. Lüdenbach, H.-H. Reichel, D. Küster
VGB-Geschäftsstelle, Essen
Kurzfassung
Die von der mediumberührten Innenoberfläche von Kesselbauteilen ausgehende rissartigen
Korrosionen sind seit Jahrzehnten bekannt und im wesentlichen auf kritische Dehngeschwindigkeiten,
Dehnwechselbeanspruchung und schlechter Konservierung, d.h. hoher
Sauerstoffgehalte während Stillstandsphasen zurückzuführen. Die Anrissbildung ist verbunden mit
einer Verletzung der Magnetitschutzschicht, die auf unterschiedliche Ursachen zurückgeführt
werden kann. Meist handelt es sich um ein mechanisches Aufreißen. In gleicher Weise kann aber
auch ein chemischer Angriff (Lochfraß) oder ein thermisch bedingtes Abplatzen der Schicht wirken.
In Abhängigkeit der Beanspruchung bilden sich unterschiedliche Rissufergeometrien aus, die für
die Auffindbarkeit mit zerstörungsfreien Prüfverfahren von besonderer Bedeutung sind.
1. Einleitung
Die an Bauteilen des Dampferzeugers sowie der warmgehenden Kraftwerksrohrleitungen auftretenden
betriebsbedingten Schädigungen sind auf unterschiedliche Schadensmechanismen
zurückzuführen. Nur eine systematische Untersuchung der jeweiligen Schadensursachen ermöglicht
die Formulierung von Anforderungen an die Konstruktion, die Werkstoffwahl, die Bau- und
Montageüberwachung und nicht zuletzt an die wiederkehrenden Prüfungen um zukünftige
Schäden zu vermeiden.
Die hohe Sicherheit und Verfügbarkeit von Kraftwerksanlagen kann vor dem Hintergrund der seit
der Liberalisierung des europäischen Strommarktes veränderten Instandhaltungskonzepte nur
durch eine konsequente Fortführung und Verbesserung der bestehenden Prüfpraxis Rechnung
getragen werden.
Bei der Bewertung von Prüfbefunden ist es für das weitere Vorgehen (Erhöhung des Prüfumfanges,
Festlegung der Prüfintervalle, Austauschmaßnahmen) wichtig zu wissen, ob die festge-
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stellte Schädigung auf den Herstellungsprozess oder die Betriebsbeanspruchung zurückzuführen
ist. Bei den durch Betriebsbeanspruchung herbei geführten Schädigungen kann jedoch nicht
grundsätzlich ausgeschlossen werden, dass die eigentliche Schadensursache häufig auch auf
Mängel der Konstruktion, der Herstellung oder der Montage zurückzuführen ist. Bei den üblichen
Schädigungen an Bauteilen des Dampferzeugers und der warmgehenden Rohrleitungen sind zu
nennen:
- Zeitstandschädigung
- Thermoschock / Thermowechselspannungsrisse
- Dehnungsinduzierte Risskorrosion (DRK)
- Dehnungswechselermüdung
- Spannungsinduzierte Risskorrosion (SpRK)
- Abzehrungen durch Hochtemperaturkorrosion
- Erosionskorrosion / Kavitation
- Abrasion
Im Rahmen der Schadensanalyse gelingt meist eine Rekonstruktion des jeweiligen Schadensmechanismus
und daraus resultierend die Klärung der jeweiligen Schadensursache. Die Erkenntnisse
aus den Schadensanalysen führen neben einer stetigen Verbesserung der Konstruktion, der
Werkstoffe und der Herstellungsverfahren auch zu systematischen Konzepten für das Vorgehen im
Rahmen wiederkehrender Prüfung. Beispielhaft sind die TRD 508 „Zusätzliche Prüfungen an
Bauteilen, berechnet mit zeitabhängigen Festigkeitswerten“, die VGB Richtlinie R 509 L „Wiederkehrende
Prüfungen an Rohrleitungsanlagen in fossil befeuerten Wärmekraftwerken“ und das
VdTÜV Merkblatt 451-83/2 „Prüfung von Rohren in nicht zugänglichen Räumen bei wiederkehrenden
Prüfungen von Wasserrohrkesseln“ genannt, in denen Vorschläge für die Prüfungen an Bauteilen
aus Rohrleitungsanlagen dargestellt werden, die auf den Erfahrungen von Betreibern,
Herstellern, Prüffirmen und Überwachungsorganisationen beruhen.
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2. Schadensmechanismus: Dehnungsinduzierte Risskorrosion (DRK)
Immer wieder treten Schäden an wasserberührten Kesselbauteilen auf, deren Schadensmechanismus
mit dehnungsinduzierter Risskorrosion (DRK) beschrieben wird. Dieser Schadenstyp ist
seit vielen Jahrzehnten bekannt und lässt sich anhand des charakteristischen Schadensbildes gut
von anderen Mechanismen abgrenzen. Die für die Rissbildung kritischen Einflussgrößen sind unter
Laborbedingungen eingehend untersucht und beschrieben worden. Sie führen zur Schädigung
bestimmter Bauteile und oft eng begrenzter sowie weitestgehend vorhersagbarer Schadensorte.
Der vorliegende Beitrag wiederholt kurz die wichtigsten Erkenntnisse aus den Untersuchungen
vergangener Schadensfälle sowie den im Nachgang durchgeführten Laborversuchen. Es werden
die typischen Merkmale beschrieben, an denen der Schadensmechanismus erkannt werden kann.
Über die ersten Schädigungen dieser Art wurde seit Beginn der sechziger Jahre berichtet [1, 2, 3,
4, 5, 6] nachdem Anrisse im Lochfeldbereich auf der mediumberührten Innenoberfläche von
Kesseltrommeln entdeckt wurden, die vornehmlich im wasserbenetzten Teil, seltener im Dampfraum
auftraten. Diese Risse verliefen an den Rohrlochkanten und in den Lochleibungen senkrecht
zur Hauptnormalspannungsrichtung und wiesen eine Länge von bis zu 50 mm und eine maximale
Tiefe von 10 mm auf [7]. Vom Grundsatz her vergleichbare Schädigungen wurden auf der
mediumberührten Innenoberfläche in den neutralen Fasern von Rohrbögen beobachtet. Im
Rahmen der Untersuchungen an den geschädigten Rohrbögen wurden stets größere Unrundheiten
festgestellt. Aufgrund der Bruchflächencharakteristika und der Wechselbeanspruchung,
denen die Bauteile z.B. bei An- und Abfahrprozessen ausgesetzt waren, wurden zunächst diese
Erscheinungen als „Ermüdungskorrosion“ bezeichnet. Die im Bereich der Lochleibungen und den
neutralen Fasern unrunder Rohrbogenquerschnitte vorliegenden Spannungsüberhöhungen
veranlassten aber auch zu der Bezeichnung dieser Erscheinungen als „spannungsinduzierte
Korrosion“. Von allen Autoren wird der Schädigungsmechanismus wie folgt beschrieben. Ausgehend
von einer Verletzung der Magnetitschutzschicht entsteht ein Riss durch überwiegend
mechanische Ermüdung aufgrund von Betriebsbeanspruchung, der sich in einer anschließenden
Stillstandsphase im Bereich der Rissspitze die Ausbildung einer Korrosionsmulde anschließt. In
den folgenden Betriebszyklen wiederholen sich Risswachstum und Stillstandskorrosion (Bild 1).
Grundlegende Experimente unter Laborbedingungen untersuchten systematisch den Einfluss von
Dehnrate, Mediumtemperatur, Sauerstoffgehalt, Strömungsgeschwindigkeit, Frequenz und Werkstoff
beziehungsweise Werkstoffzustand auf die Anfälligkeit für die genannte Rissbildung [8]. In
diesen Untersuchungen wurde festgestellt, dass ein wesentlicher Einflussparameter der Anfälligkeit
für DRK die Dehnrate ist, die letztendlich zu der heute gebräuchlichen Bezeichnung
„dehnungsinduzierte Riskorrosion“ (DRK) geführt hat. Mit abnehmender Dehnrate (dε/dt=∆l/l0x∆t)
nimmt zunächst die Anfälligkeit für DRK zu und erreicht bei ca. dε/dt=10 -6 s -1 ein Maximum. In den
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Zugversuchen, die unter konstanten Dehngeschwindigkeiten durchgeführt wurden (CERT,
Constant Extension Rate Test) wurde weiterhin eine Temperatur von 240°C für die maximale DRK-
Anfälligkeit festgestellt. Sauerstoffgehalte im Hochtemperaturwasser kleiner als 5 ppb führen zu
keiner und Gehalte größer als 50 ppb führen zu Anfälligkeit für DRK. Eine zusammenfassende
Darstellung der DRK-Anfälligkeit in Abhängigkeit von den genannten Einflussgrößen gibt Bild 2
wieder. Der eigentliche Mechanismus der Werkstofftrennung an der Rissspitze ist noch mehrdeutig.
Nach [8] sind Gleitvorgänge in Verbindung mit sowohl anodischer Metallauflösung als auch
kathodischer Wasserstoffversprödung denkbar. Ausschlaggebend für die Rissinitiierung sind
jedoch lokale Schutzschichtzerstörungen, die auf mechanische, chemische und thermische Weise
erfolgen können [9]. Sowohl für die Auswahl der zu prüfenden Bauteile beziehungsweise Prüfstellen
als auch der in Frage kommenden Prüfmethoden und Prüfparameter kann die Art der
Rissinitiierung und des Rissfortschritts von erheblicher Bedeutung sein. In [10] wurden bereits
detaillierte Untersuchungen an DRK-geschädigten Bauteilen vorgestellt. Von den Autoren wurde
versucht geeignete Prüfverfahren zu qualifizieren, die es gestatten, die von der Innenoberfläche
ausgehenden Schädigungen bereits im Frühstadium sicher zu detektieren. Hierbei wurde auf die
Durchstrahlungsprüfung besonderes Augenmerk gelegt, da nach Ansicht der Autoren die Ultraschalltechnik
nicht das geeignete Verfahren darstellt um Korrosionsanrisse mit hoher Aussagekraft
von „ungefährlichem“ leichtem Lochfraßkorrosion zu unterscheiden.
3. Schadensbeispiele
Anhand der folgenden Schadensbeispiele soll gezeigt werden in welch unterschiedlicher Ausbildung
dehnungsinduzierte Risskorrosion auftreten kann und in welcher Weise dem im Rahmen
wiederkehrender Prüfungen Rechnung getragen werden muss. Die Ergebnisse sind im Rahmen
der üblichen werkstoffkundlichen Schadensuntersuchungen durch Prüfung der Schadensbauteile
mit Hilfe der Durchstrahlungs- (Röntgenröhre und Isotope) als auch der Ultraschalltechnik
(Miniaturprüfkopf) erhalten worden. Hierbei wurde die Durchstrahlungsprüfung dahingehend untersucht,
inwieweit sich unterschiedliche Prüfparameter auf die Fehlererkennbarkeit auswirken. Bei
den variierten Parametern handelt es sich im wesentlichen um:
- Strahlenquelle (Röntgenröhre, Iridium 192, Selen 75)
- Film-/Fehler-Abstand (mit und ohne Isolierung)
- Aufnahmetechnik (Einfach- und Doppelwanddurchstrahlung)
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3.1 Schadensbeispiel: „Mechanische Schutzschichtzerstörung“
In einem steinkohlebefeuerten Kraftwerk sind an den Zuleitungen der Brennerkühlung außerhalb
des Feuerraums an den Rohrbögen zwei zeitlich dicht aufeinander folgende Schäden aufgetreten.
Die metallografische Untersuchung des ersten Schadens wies als Schadensursache eindeutig
dehnungsinduzierte Risskorrosion (DRK) entlang der neutralen Faser des Rohrbogens auf (Bild 3).
Bei dem Rohrbogen handelte es sich um eine Kaltbiegung ohne nachträgliche Wärmebehandlung
aus dem Werkstoff 15 Mo 3 mit den Abmessungen ä∅ 45,5 x 4,5 Wd. Im längs aufgeschnittenen
Rohrbogen erkennt man auf der Innenoberfläche der gegenüberliegenden Hälfte (Bild 3, rechts)
nach der Oberflächenrissprüfung mittels magnetischem Streuflussverfahren (schwarz/weiß) ebenfalls
eine Rissanzeige entlang der neutralen Faser. Die metallografische Untersuchung im Querschliff
zeigt die für DRK typischen Rissverläufe. Neben dem Hauptriss existieren in der Regel noch
weitere parallel verlaufende Nebenanrisse (Bild 4).
Der zweite Schaden an einem benachbarten Rohrbogen des gleichen Brenners trat einige Wochen
später auf, wobei der Rissfortschritt, ebenfalls infolge DRK in den beiden neutralen Fasern bereits
soweit fortgeschritten war, das ein etwa handflächengroßes Rohrsegment des Bogenrückens
abriss (Bild 5). In Bild 5 erkennt man weiterhin die für DRK typischen Bruchstrukturen, die durch
ihre grau-schwarze Magnetitbelegung den Rissausgang eindeutig von der mediumberührten
Innenoberfläche markieren. Die hellgraue kristalline Gewaltbruchfläche weist in den meisten Fällen
nur wenige Zehntel Millimeter Restwanddicke auf.
Die Durchstrahlungsprüfung mit Iridium 192 benachbarter Rohrbögen an insgesamt vier Brennern
ergab zunächst keinen Befund, worauf hin diese Prüfung mit empfindlicheren Prüfparametern
(Selen 75 als Präparat) wiederholt wurde. Anhand der hieraus resultierenden Ergebnisse konnte
lediglich in einigen Fällen ein Rissverdacht vermutet werden. Daraufhin wurden vier der geprüften
Bögen vorsorglich ausgebaut und weiteren zerstörungsfreien Prüfungen (Durchstrahlungsprüfung
mittels Röntgenröhre sowie Ultraschallprüfung mittels Miniaturprüfköpfen) unterzogen (Bild 6). Erst
mit Hilfe des Einsatzes der Röntgenröhre gelang eine Detektierung der vorhandenen Fehler, die
bereits eine Risslänge von ca. 25% der Wanddicke aufwiesen.
Der Einsatz der Röntgenröhre ist jedoch in meisten Fällen aufgrund der örtlichen Platzverhältnisse
nicht möglich beziehungsweise nicht wirtschaftlich. Aus diesem Grunde wird schon seit vielen
Jahren erfolgreich die Ultraschallprüfung angewendet. Die Prüfung mit Miniaturprüfköpfen bietet
eine sichere Prüfaussage selbst bei geringen Wanddicken (Grenze ca. 3,5 mm).
Die Ursache der hier vorgestellten Schädigung beruht also im wesentlichen auf einer
mechanischen Schutzschichtzerstörung, die bei hohen Unrundheiten der dünnwandigen Rohrbögen
infolge des Kaltbiegevorganges auftreten können. Infolge des herrschenden Innendruckes
oder besser gesagt verursacht durch Druckänderungen versuchen unrunde Rohrquerschnitte die
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ideale Kreisform anzunehmen. Die hieraus resultierenden Verformungen hängen insbesondere
von den Abmessungen des Rohres ab und können zum Aufreißen oder Abplatzen der Schutzschicht
führen, da diese nach [11] eine wesentliche geringere Bruchdehnung aufweist. Umfangreiche
Untersuchungen [11] ergaben eine effektive Bruchdehnung von ca. 0,8%o. Effektive Bruchdehnung
bedeutet in diesem Zusammenhang, das die Stauchung, denen die Magnetitschichten
aufgrund ihrer Bildungsbedingungen (durch Innendruck und thermischer Ausdehnung aufgeweitetes
Rohr) unterliegen, berücksichtigt werden.
Fazit: Zur Vermeidung derartiger Schäden sollten die Unrundheiten, die sich infolge der Herstellungsmethode
ergeben so gering wie möglich gehalten werden. In Abhängigkeit des Biegeradius
zu Wanddicken Verhältnisses sollten maximale Unrundheiten gemäß Bild 7 eingehalten werden.
Im Rahmen wiederkehrender Prüfungen ist als erste Kontrolle eine Ovalitätsmessung
entsprechender Rohrbögen eine sehr effektive Prüfung um eine potentielle DRK-Anfälligkeit zu
ermitteln. Bei der zerstörungsfreien Prüfung auf Anrisse sollte in jedem Falle der Ultraschallmethode
mit entsprechendem Equipment (Miniaturprüfköpfe mit Vorsatzkeil) vor der Durchstrahlungsprüfung
der Vorzug gegeben werden.
3.2 Schadensbeispiel: „Thermische Schutzschichtzerstörung“
An der Mindestmengenleitung der Kesselumwälzung des gleichen Kraftwerkes wurde nach
ca.196.000 Bh während der Wasserdruckprüfung eine Durchfeuchtung der Isolierung festgestellt,
die auf eine Leckage in der Mindestmengenleitung zurückgeführt werden konnte. Bei der Leckagestelle
handelte es sich um eine ca. 3 - 4 mm lange auf der Rohraußenoberfläche erkennbare und
in Rohrlängsachse verlaufende Materialtrennung (Bild 8, Links). Auf der Rohraußenoberfläche
konnten keine Besonderheiten wie z. B. mechanische Einwirkungen oder stattgefundene Korrosionsprozesse
nachgewiesen werden. Die Untersuchung der Rohrinnenoberfläche ergab über den
gesamten Umfang regellos verteilt ausgeprägte in Rohrlängsachse verlaufende Korrosionsfurchen
(Bild 8, Mitte). Auffallend hierbei sind ebenfalls parallel zu den bestehenden "Korrosionsfurchen"
verlaufende Bereiche mit abgeplatzter Magnetschutzschicht, in denen jedoch noch keine Korrosion
stattgefunden hat. Die Orte der Korrosionsfurchen korrespondieren nur teilweise mit gewissen
"Unregelmäßigkeiten" in Bezug auf die ideale Kreisform des Rohres. Ansonsten ist jedoch die
Geometrie und die Oberflächenbeschaffenheit in Bezug auf den Herstellungsprozess in keiner
Weise zu beanstanden. Die Darstellung des Rissverlaufs im metallografischen Querschiff (Bild 8,
Rechts) zeigt die charakteristischen Merkmale einer dehnungsinduzierten Risskorrosion (DRK),
jedoch mit einer ausgeprägten korrosiven Auskolkung der Rissufer im Rissanfang.
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Aufgrund zu großer Temperaturänderungsgeschwindigkeiten im Medium entsteht aufgrund des
langsameren Temperaturausgleiches innerhalb der Bauteilwandung ein Temperaturgradient und
demzufolge ein inhomogener Spannungszustand. Im Vergleich zum Rohrwerkstoff besitzt die
Oxidschicht eine deutlich niedrigere Bruchdehnung, einen niedrigeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten
sowie eine niedrigere thermische Leitfähigkeit. Mit zunehmender Oxidschichtdicke
(abhängig von der Betriebsdauer) steigt die Diskrepanz im thermischen und mechanischen
Verhalten zwischen Schicht und Grundwerkstoff, wodurch es insbesondere bei An- und Abfahrten
zu lokalen Abplatzungen kommt. Diese treten dann bevorzugt an Stellen auf, an denen
"geometrische" Abweichungen von der idealen Kreisform des Rohres vorliegen.
Ein am ausgebauten Rohrsegment durchgeführter Vergleich der Durchstrahlungsprüfung mit
unterschiedlichen Aufnahmetechniken zeigte, dass es möglich ist aufgrund der extremen Korrosion
der Rissufer auch mit der Isotopentechnik die Schädigungen festzustellen.
Fazit: Dieser Schadensfall zeigt, dass auch durch thermische Prozesse (hohe Temperaturänderungsgeschwindigkeiten)
Schutzschichtverletzungen verursacht werden können, die als
Ausgangsorte für eine nachfolgende DRK-Schädigung wirken. Solche Prozesse werden begünstigt
durch entsprechend dicke Oxidschichten sowie geometrische Unstetigkeiten wie z. B. schroffe
Wanddickenübergänge.
4 Zusammenfassung
In die Konzeption von wiederkehrenden Prüfungen sollten vor allem die Ergebnisse der werkstoffkundlichen
Schadensuntersuchungen als auch die im Nachgang aufgetretener Schäden durchgeführten
weitergehenden Prüfmaßnahmen an vergleichbaren Bauteilen und Komponenten
einfließen . Werden mit dem angewendeten Prüfverfahren Schädigungen in entsprechender Größe
detektiert führt dies in der Regel zum Austausch des Bauteils. Wenn möglich sollte auch anhand
des ausgebauten Bauteils der zfP-Befund verifiziert werden, um für die Fehlerbewertung betrieblich
bedingter Schädigungen im Rahmen zukünftiger zerstörungsfreier Prüfungen eine größere
Beurteilungssicherheit zu bekommen. Dies ist notwendig, da sich die Anforderungen der
zerstörungsfreien Prüftechnik weitestgehend auf Fehler beschränken, die aus der Herstellung oder
Montage herrühren und für Schädigungen, die auf Betriebsbeanspruchungen zurückzuführen sind,
oft besondere Prüfparameter berücksichtigt werden müssen.
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Literatur
[1] Bachmaier, A.; Kaes, H.: „Ausgewählte Korrosionsfälle aus dem Kraftwerksbetrieb“
Mitt. VGB, Dezember 1961
[2] Schoch, W.: „Bericht über die aufgetretenen Schäden an Kesseltrommeln“ Mitt. VGB,
April 1966
[3] Wellinger, K.; Lehr, K.: „Zur spannungsinduzierten Korrosion wasserberührter Kesselteile“
Mitt. VGB, Juni 1969
[4] Schoch. W.; Spähn. H.; Kaes, H.: „Über die Rolle der spannungsinduzierten Korrosion
und der Schwingungsrisskorrosion bei der Rissbildung an wasserberührten Kesselteilen“
[5] Düren, C.; Müsch, H.; Pöpperling, R. und Schwenk W.: „Schäden an Kesseltrommeln
aus warmfestem Feinkornbaustahl“ Schweißen und Schneiden, November 1970
[6] Spähn, H.; Kaes, H.: „Schäden an wasserberührten Kesselbauteilen im Spiegel des
Schadensgeschehens und des Regelwerks, dargestellt am Beispiel der Kesseltrommeln“
VGB Ehrenkolloquium „Werkstofftechnik und Betriebserfahrungen“, Juni
1985
[7] Lenz, E.; Wieling N.: „Mediumseitige Einflußgrößen bei der dehnungsinduzierten Risskorrosion
und Beispiele für anwendungsbezogene Fälle“ VGB Kraftwerkstechnik 66,
Heft 5, Mai 1986
[8] Hickling, J.: „Dehnungsinduzierte Risskorrosion: Spannungsrisskorrosion oder
Schwingugnsrißkorrosion?“ Der Maschinenschaden 55 (1982) Heft 2
[9] Tietz, H.; Werner, M.: „Korrosionsprobleme im Dampf- und Wasserraum von Dampfkesseln“
Mitt. VGB, Heft 45, Dez. 1956
[11] Adamsky, F.-J.; B. Kempkes, . Ernst: „Dehnungsinduzierte Riskorrosion in Rohrsystemen
von konventionellen Kraftwerksanlagen“
VGB Kraftwerkstechnik 80, Heft 10, Oktober 2000
[10] Kussmaul, K.; M. Navab-Motlagh: „Verhalten der Magnetitschutzschicht unter kesselbedingungen“
VGB Kraftwerkstechnik 63, Heft 2, Februar 1983
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Labor Werkstofftechnik
Dehnungsinduzierte Risskorrosion
Bild 1: Schematische Darstellung des Schadensablaufs der DRK
nach
Lenz, E.; Wieling N.: “Mediumseitige Einflußgrößen bei der dehnungsinduzierten Risskorrosion und Beispiele für anwendungsbezogene Fälle” VGB Kraftwerkstechnik 66,
Heft 5, Mai 1986 Und
Düren, C.; Müsch, H.; Pöpperling, R. und Schwenk W.: “Schäden an Kesseltrommeln aus warmfestem Feinkornbaustahl” Schweißen und Schneiden, November 1970
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Dehnungsinduzierte Risskorrosion
Bild 1 und 2: Schematische Darstellung der Einflußgrößen Dehnrate, Temperatur und =2-Gehalt auf DRK-Anfälligkeit
nach
Lenz, E.; Wieling N.: “Mediumseitige Einflußgrößen bei der dehnungsinduzierten Risskorrosion und Beispiele für anwendungsbezogene Fälle”
VGB Kraftwerkstechnik 66, Heft 5, Mai 1986
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Dehnungsinduzierte Risskorrosion
Bild 3: Entlang der neutralen Faser von innen aufgerissener Rohrbogen
Links: Rohraußenoberfläche
Rechts: längs aufgetrennter Rohrbogen. Rohrinnenoberfläche nach der Oberflächenrissprüfung (MT-Verfahren)
Schliffprobe
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Bild 4: Darstellung der Risse auf der Rohrinnenseite im metallografischen Querschliff (geätzt)
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Bild 5: Abgerissene Rohrbogenhalbschale
Links: Einbausituation
Rechts: für DRK typische mit Magnetit (grau-schwarz) belegter Bruchfläche
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Dehnungsinduzierte Risskorrosion
Bild 6: Ultraschallprüftechnik
Links: Miniaturprüfkopf mit Plexiglasvorsatzkeil
Rechts: DRK-geschädigtes Segment aus einem Rohrbogen
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Unrundheit [%]
14
12
10
8
6
4
2
max
20
Rm / da
0
1 2
Rm/da
3 4 5
d
Unrundheit = 2⋅
d
a max
a max
Rm = mittlere Biegeradius
da = äußerer Rohrdurchmesser
− d
+ d
amin
a min
Bild 7: Zulässige Unrundheit von dünnwandigen Rohrbögen gemäß VGB R 501 H
„Richtlinie für die Herstellung und Bauüberwachung von Hochleistungsdampferzeugern“
⋅100%
7

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Dehnungsinduzierte Risskorrosion
Bereich 2
Bereich 1
Bild 8: Geschädigte Mindestmengenleitung der Kesselumwälzung
Links: Bereich der Leckagestelle auf der Rohraußenoberfläche (rot markiert)
Mitte: Rohrinnenoberfläche mit grabenartigen Korrosionsfurchen (Bereich 1)
und Bereichen mit abgeplatzter Magnetitschutzschicht (Bereich 2)
Rechts: Rohrwand mit Korrosionsfurche im Querschliff
8