Einfluß des Reinheitsgrades, der Kaltverformung und des Schweißens auf das Zeitstandverhalten von X20 CrMoV 12 1‐Rohrstahl bei 550 °C

Im Wasser‐Dampf‐Kreislauf des THTR wurde erstmals im Kraftwerksbau ein P‐ und S‐armer, hoch angelassener martensitischer 12% CrMoV‐Stahl mit verbesserter Kerbschlagzähigkeit für FD‐, Zwischenüberhitzer‐ sowie Kleinleitungen eingesetzt. Dabei kommen artgleiche Rohrschweißverbindungen und auf der Dampferzeugerseite die Mischverbindung mit dem austenitischen Stahl X5 NiCrAlTi 3120 vor. Beim Biegen der Kleinleitungen trat Kaltverformung auf. Im Rahmen der vom BMFT geförderten Werkstoffprogramme wurden vorlaufende und betriebsbegleitende Zeitstandversuche an mehreren Schmelzen bis derzeit rund 60 000 h bei 550 °C durchgeführt, die zu folgenden Ergebnissen führten:Die Zeitstandfestigkeit und 1 %‐Zeitdehngrenze der zäheren Variante liegt in der unteren Streubandhälfte der Stahlsorte. Bei betriebsnaher Zeitstandbeanspruchung muß damit gerechnet werden, daß der 3. Kriechbereich des Grundwerkstoffs und des artgleichen Schweißgutes nach rund 60% der Standzeit bis Bruch bzw. nach einer bleibenden Dehnung von etwa 1% beginnt. Für verschiedene Spannungsbereiche können annähernd konstante, schmelzenunabhängige Kriechspannungsexponenten angegeben werden. Eine langsame Belastungsgeschwindigkeit beeinträchtigt den stat. E‐Modul. Zeitstandfestigkeit und ‐bruchverformung werden durch Kaltverformung beeinträchtigt. Bei Beanspruchung quer zur Schweißnaht müssen bei der Auslegung gegen die Zeitstandfestigkeit Schweißminderungsfaktoren berücksichtigt werden. Die feinkörnige WEZ ist der zeitstandfestigkeitsmaßig schwächste Bereich.Mit den gewonnenen Ergebnissen kann die Auslegung künftiger HTR‐Anlagen, konventioneller Kraftwerke und Chemieanlagen weiter optimiert werden.