Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

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Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

Bruchmechanik

Bruchmechanische Bewertung von Reaktordruckbehälter-

Mehrlagenschweissnähten

Autor und Koautoren Viehrig, H.-W.; Houska, M.; Thiele, M.

Beauftragte Institution Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Adresse

Postfach 510119, 01314 Dresden, Deutschland

Tel., E-Mail, Internetadresse +493512603246, h.w.viehrig@hzdr.de, www.hzdr.de

Dauer des Projekts 1. April 2010 bis 31. Dezember 2012

ZUSAMMENFASSUNG

Ziel dieses Vorhabens ist die Überprüfung

der Anwendbarkeit des Prüfstandards ASTM

E1921 auf Mehrlagenschweissnähte des Reaktordruckbehälters

(RDB). Weiterhin sollte die in

der Anlage 5 der Richtlinie zur Alterungsüberwachung

der schweizerischen Kernanlagen EN-

SI-B01/d enthaltene Vorschrift zum Nachweis

der Sprödbruchsicherheit der RDB auf die erhaltenen

Prüfergebnisse angewendet werden.

Das verwendete Schweissgut stammt aus der

Umfangschweissnaht zwischen dem unteren

und oberen Schmiedering vom RDB des nicht

in Betrieb genommenen Biblis-C-Reaktors. Die

im Vorhaben geplanten experimentellen Arbeiten

wurden bis Ende 2012 abgeschlossen und

der Abschlussbericht wird erarbeitet. Die Zielstellungen

des Vorhabens wurden erreicht und

folgende Schlussfolgerungen sind aus den Ergebnissen

ableitbar:

Die nach dem Prüfstandard ASTM 1921 mit

T-L (Rissausbreitung in Schweissrichtung) und

T-S (Rissausbreitung in Dickenrichtung)

orien tierten SE(B)-Proben ermittelten Referenztemperaturen

T 0 variieren über die Dicke

der Schweissnaht mit einer Spannweite von

40 K.

Obwohl T-S orientierte Proben aus Mehrlagenschweissgut

ein homogenes Gefüge entlang

der Rissfront aufweisen, ist die Streuung

der ermittelten K Jc -Werte gross. Deutlich

mehr als 4% der Werte liegen ausserhalb

der Bruchzähigkeitskurven für 2% und 98%

Bruchwahrscheinlichkeit.

Bei T-L-orientierten Proben umfasst das Gefüge

entlang der Rissfront mehrere Schweisslagen

und ist makroskopisch inhomogen.

Der Prüfstandard ASTM E1921 ist für

derartiges Material per Definition nicht anwendbar.

Mit fraktografischen und metallografischen

Untersuchungen konnte nachgewiesen

werden, dass sich die Variation des

Gefüges nicht auf die Verteilung der Rissinitiierungsorte

auswirkt. Die Streuung der

K Jc -Werte ist bei dieser Probenorientierung

deutlich geringer als bei T-S-Proben. Das Ergebnis

lässt die Schlussfolgerung zu, dass T-

L-orientierte Proben nach ASTM E1921 auswertbar

sind.

Die mit T-L- und T-S-orientierten 1T-C(T)-Proben

ermittelten T 0 unterscheiden sich maximal

4 K von den mit 0,4T-SE(B)-Proben über

die Dicke der Schweissnaht ermittelten Mittelwerten.

Dieser Unterschied ist deutlich geringer

als 10 bis 15 K, die in ASTM E1921 angegeben

werden.

Das Konzept der ENSI-Richtlinie ENSI-B01/d zur

Festlegung der Referenztemperatur für die K IC -

Grenzkurve und die darin enthaltenen Sicherheitsaufschläge

werden mit den im Vorhaben

ermittelten Ergebnissen bestätigt.

ENSI Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 157

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