DIAGNOSTIK

• Forschungsstelle: ENSI
• Projektnummer: 150237

Schlüsselwörter (Deutsch)

Diagnostik
Material
Werkstoffermüdung
Versprödung
Korrosion
Alterung
Schädigung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

"Diagnostik" soll Methoden zur Früherkennung von Materialermüdung in Rohrleitungen aus nicht rostenden austenitischen Stählen unter der Nutzung des Effektes der deformationsinduzierten Martensitbildung entwickeln. Im Projekt werden die wichtigsten Einflussgrössen auf die Martensitbildung, wie Lastamplitude (Dehnung), Temperatur, Schwingspielzahl, Erschöpfungsgrad sowie auch Material und Materialzustand untersucht sowie Möglichkeiten zur Detektion des Martensitgehaltes mit magnetischen Methoden aufgezeigt. Im Berichtszeitraum 2004 wurde das Ermüdungsverhalten des Rohrleitungsmaterials X6CrNiTi18-10 (W.-Nr. 1.4541, AISI 321) umfassend gemessen und die mechanischen, magnetischen und mikrostrukturellen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse wurden mit früheren Messungen an Stangen- und Platten-Material verglichen. Insbesondere wurden die Bedingungen für eine Anfälligkeit gegenüber der deformationsinduzierten Martensitbildung aufgezeigt. Die bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, dass sich der Effekt der deformationsinduzierten Martensitbildung zur Lebensdauerbestimmung geeignet, wenn dieser beim vorliegenden Materialzustand auftritt sowie Angaben zum Materialzustand und den Belastungen an den Komponenten vorliegen (chemische Zusammensetzung, Temperaturmessungen). Bereits relativ klein erscheinende Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung und in der Mikrostruktur der Reaktorstähle können zu sehr unterschiedlichem Martensitgehalt führen. Wesentliche, zerstörungsfrei gemessene Materialeigenschaften an den Anlagen müssen daher genau erfasst und dokumentiert werden, um den Materialzustand bewerten und die Lebensdaueranalyse weiter verbessern zu können.

Projektziele (Deutsch)

Systematische Untersuchungen zum Einfluss von Fertigung und Wärmebehandlung auf die Martensitbildung in metastabilen austenitischen Stählen (Erweiterung der Datenbasis); In situ - Bestimmung des Martensitgehalts an Rohrleitungen mittels Neutronendiffraktrometrie (SINQ) und magnetischer Verfahren;
Bestimmung der Phasentransformations-Temperaturkurven für unterschiedliche Lastamplituden (Dehnungsamplituden), Materialausgangszustände und Ermüdungszustände bzw. Schädigungsgrade für den austenitischen Stahl X6CrNiTi18-10;  Modelltheoretische Entwicklungen zur temperatur- und deformationsabhängigen Martenistbildung;
Durchführung von Ermüdungsversuchen mit gekoppelten Dehnungs- und Temperatur-Lastzyklen mit unterschiedlichen Dehnraten und Frequenzen, in denen realistische thermomechanische Belastungen durch Temperaturschichtungen in Rohrleitungen nachgefahren werden;