Bruchmechanik und zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Abstract Mit Hilfe der Bruchmechanik erhält man unter Berücksichtigung der Werkstoffeigenschaften (Bruchzähigkeit, Rißwachstum) sowie der vorhandenen Primär‐ und Sekundärspannungen für Vorgegebene Rißkonfigurationen Kritische Werte für die Rißgröße. Zulässige Rißgrößen lassen sich unter Beachtung von Sicherheitsbeiwerten nach ASME‐Code, Section XI, Appendix A, in Abhängigkeit von der Konfiguration und Lokalisierung eines Risses sowie von der Wanddicke ermitteln und so die in einer Struktur aufgefundenen tatsächlichen Fehler im Hinblick auf ihre sicherheitstechnische Bedeutung gegenüber sprödem und zähem Bruch bewerten. Außerdem sind in Appendix A Angaben über die Bestimmung des unterkritischen Rißwachstums enthalten. Die Aussagegenauigkeit bruchmechanischer Analysen ist somit von der Fehlerbestimmbarkeit, d. h. vom Entwicklungsstand der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung abhängig. In der vorliegenden Arbeit werden die Grundsätze einer Integritätsbeurteilung rißbehafteter Strukturen nach Appendix A dargelegt und die mit bruchmechanischen Analysen verbundenen Probleme aufgezeigt. Ausführlich wird auf die bruchmechanische Behandlung von Fehlern und deren Rückführung auf einfache Grundformen eingegangen. Weiter werden zerstörungsfreie Prüfmethoden zur Auffindung von Fehlern und ihre Anwendungsgrenzen diskutiert. Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der ZfP werden dargestellt. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist es noch nicht möglich, mit Hilfe zerstörungsfreier Prüfverfahren den bruchmechanischen Forderungen genügende quantitative Aussagen über Konfiguration, Lage und Ausdehnung von Fehlern in Bauteilen zu machen. Diese Unsicherheit findet deshalb in den Sicherheitsbeiwerten Berücksichtigung.