Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

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Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

n

Anzahl der gültigen Werte nach

ASTM E1921 [4]

T 0 Referenztemperatur nach ASTM E1921 [4]

∆T s = 0 K, wenn T 0 mit 1T-C(T)-Proben

bestimmt wurde

= 10 K ,wenn T 0 mit 0,4T-SE(B)-Proben

bestimmt wurde

∆T M = 0 K für Grundwerkstoff

= 6 K für Schweissgut

∆T T = 0 K, wenn T 0 mit 1T-C(T)-Proben

bestimmt wurde

= 5 K, wenn T 0 mit 0,4T-SE(B)-Proben

bestimmt wurde

Abb. 7 und Abb. 8 enthalten die K IC -Grenz kurven,

die mit den RT ref nach Gl. (2) und Gl. (3) indexiert

sind. Die K IC -Grenzkurven hüllen die mit T-L- und

T-S-orientierten 0,4T-SE(B)-Proben bestimmten

K Jc1T Werte ab einer Prüftemperatur von -100 °C

ein. Damit werden das Konzept der ENSI-Richtlinie

[1] zur Festlegung der Referenztemperatur und die

darin enthaltenen Sicherheitsaufschläge bestätigt.

Wie in [11] beschrieben wurden zusätzlich T-L- und

T-S-orientierte 1T-C(T)-Proben geprüft. Die damit

nach ASTM E1921 [4] ermittelten T 0 betragen für

T-L- und T-S-Proben -90,1 °C bzw. 94,4 °C und unterscheiden

sich nicht wesentlich von den mit 0,4T-

SE(B)-Proben aus unterschiedlichen Dickenpositionen

der Mehrlagenschweissnaht ermittelten

Mittelwert (TAB. 1).

Bewertung 2012 und Ausblick

2013

Die im Vorhaben geplanten experimentellen Arbeiten

wurden bis Ende 2012 abgeschlossen. Der Abschlussbericht

wird fristgemäss beim ENSI eingereicht.

Die Zielstellungen des Vorhabens wurden

erreicht und folgende Schlussfolgerungen sind aus

den Ergebnissen ableitbar:

Die nach dem Prüfstandard ASTM 1921 [4] mit

T-L- und T-S-orientierten SE(B)-Proben ermittelten

Referenztemperaturen T 0 variieren über

die Dicke der Mehrlagenschweissnaht 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 fraktographischen

und metallograpischen 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 [4] auswertbar

sind.

Die mit 1T-C(T)-Proben beider Orientierungen ermittelten

T 0 unterscheiden sich maximal um 4 K

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

der Schweissnaht ermittelten Mittelwerten. Dieser

Unterschied ist deutlich geringer als die Angabe

in ASTM E1921 [4] mit 10 bis 15 K.

Das Konzept der ENSI-Richtlinie [1] zur Festlegung

der Referenztemperatur der K IC -Grenzkurve

und die darin enthaltenen Sicherheitsaufschläge

werden mit den im Vorhaben ermittelten

Ergebnissen bestätigt.

Referenzen

[1] Altersüberwachung: Richtlinie für die schweize

r ischen Kernanlagen ENSI-B01/d, Eidgenössisches

Nuklearsicherheitsinspektorat, Brugg,

Schweiz, Entwurf Dezember 2010.

[2] American Society of Mechanical Engineers:

Use of fracture toughness test data to establish

reference temperature for pressure

retain ing materials, Section XI, Division 1,

ASME Boiler and Pressure Vessel Code Case

N-629, ASME, New York, 1999.

[3] American Society of Mechanical Engineers:

Use of fracture toughness test data to

estab lish reference temperature for pressure

retain ing materials other than bolting for

class 1 vessels, Section III, Division 1, ASME

Boiler and Pressure Vessel Code Case N-631,

ASME, New York, 1999.

[4] ASTM E 1921-09,10,11: Standard test method

for determation of reference tempera ture,

T 0 , for ferritic steels in the transition range,

Annual Book of ASTM Standards, Vol. 03.01,

Metals Test Methods and Analytical Methods,

ASTM International, West Conshohocken,

PA, 2009,2010 und 2011.

[5] ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section

XI, Division 1, Paragraph NB 2331, American

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