125 Jahre Materialprüfungsanstalt MPA Universität Stuttgart 1884 ...

12 Jahre MPA Universität Stuttgart | Vortrag | Johannes Lambertz
Lebensdauer verkürzt, wenn parallel
Kriechvorgänge stattfinden und umge-
kehrt.
Das DIN EN Regelwerk, wie die DIN
EN 129 2-4, schlägt eine lineare Ad-
dition vor. Das ASME Regelwerk, wie
die ASME Section 8 Division 2 mit API
FFS1, unterstellt einen stark nichtline-
aren Zusammenhang. Die Kriech-Er-
müdungs-Wechselwirkung wurde bisher
schon intensiv für die Rotorwerkstoffe
von Dampfturbinen untersucht. Das Le-
bensdauerverhalten dieser Rotorwerk-
stoffe folgt qualitativ dem ASME Regel-
werk.
Die Kriech-Ermüdungs-Wechselwir-
kung muss zukünftig auch für Grund-
und Mittellast-Kraftwerke betrachtet
werden, weil zahlreichere und vor allem
schnellere An- und Abfahrvorgänge
erwartet werden. Neben der dominie-
renden Zeitstandbelastung von kri-
tischen Komponenten muss die über-
lagerte Ermüdungsbelastung durch
behinderte thermische Dehnungen be-
rücksichtigt werden. Wenn die Lebens-
dauerverbräuche durch Kriechen und
Ermüdung eine vergleichbare Größe ha-
ben, ist nach heutiger Einschätzung die
Anwendung der DIN EN Regelwerke
nicht konservativ. Für Turbinenwellen-
werkstoffe liegen zahlreiche Laborer-
gebnisse vor, für Rohrleitungen, Form-
stücke und Schweißnähte jedoch nicht.
Der Lösungsweg in der Zukunft soll-
te folgende Teilschritte beinhalten:
1. Entwicklung eines Teststandards für
Versuche zur Messung von Kriech-
Ermüdungs-Wechselwirkung unter
Berücksichtigung betrieblicher Belastungsprofile
(Kriechversuche mit überlagerter
thermo-mechanischer Ermüdung).
2. Entwicklung und Verifizierung von
Modellen und Simulationsmethoden
für die Kriech-Ermüdungs-Wechselwirkung.
3. Einfließen neuer und zusätzlicher Erkenntnisse
in DIN EN Regelwerke.
4.3 Einfluss von Bau und Montage
Die Werkstoffe, die heute für kritische
Kraftwerksbauteile eingesetzt werden,
verhalten sich eher wie „Rennpferde“
und nicht wie „Lastenesel“, das heißt
sie reagieren bei der Fertigung und der
Montage empfindlich auf Fehlbehandlung.
Die Auswirkungen solcher Fehlbehandlungen
auf das Betriebsverhalten
der Bauteile ist oft nicht hinreichend geklärt.
Für einzelne Fertigungs- und Montageschritte
liegen zwar Prozessfenster
vor, ihre individuelle Auswirkung auf die
finalen Bauteileigenschaften sind jedoch
weitest gehend unklar. Viele dieser
Eigenschaften lassen sich nur mit (zerstörender)
Werkstoffprüfung untersuchen,
ein Umstand, der entsprechende
Bauteilkosten erzeugt.
Diese Situation äußert sich in folgenden
Befunden:
• Das Langzeitverhalten von ungünstigen
Werkstoffbereichen, wie z. B. in
Schweißverbindungen, ist nicht aus-
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