Die Scheiteldruckprüfung korrosionsbeanspruchter Hoch‐ und Höchstdruckrohre zur Untersuchung des Bauteil‐Rißwachstumsverhaltens unter Modus II‐Schwingungsrißkorrosion

Der Scheiteldruckversuch wurde als Verfahren zur Simulation der Innendruckschwellbelastung qualifiziert. Hierzu wurde der Spannungszustand dickwandiger Rohre unter Innendruck‐ bzw. Scheiteldruckbeanspruchung analysiert. Die Ergebnisse verschiedener analytischer Berechnungsverfahren wurden mit denen einer FE‐Rechnung verglichen, wobei sich für Rohre (PN 325 – PN 3600) für alle Berechnungsverfahren eine hervorragende Übereinstimmung ergab. An 86 Rohrabschnitten aus dem Stahl X 6 CrNiMoTi 17 12 2 (W.‐Nr. 1.4571), Nenndruckstufe PN 325, Nennweite DN 45, ergab sich u.a. folgendes: In Luft wird ein Schwelldruck in Höhe des zulässigen Betriebsüberdrucks von 325 bar dauerfest ertragen; unter Modus II‐Schwingungsrißkorrosion in 0,1 N H 2 SO 4 (30°C) tritt unter dieser Beanspruchung Versagen nach 3,8 · 10 7 Lastspielen ein. Eine 20fach höhere H 2 SO 4 ‐Konzentration verringert – ohne daß Modus II verlassen wird ‐ diesen Wert auf ein Zehntel. Bei Schwingungsrißkorrosion Modus II findet ein schnelleres Rißwachstum in die Tiefe statt als in Luft, so daß unter Innendruck Leck‐vor‐Bruch‐Versagen eintreten könnte. Die Rißwachstumsgeschwindigkeit in radialer Richtung steigt mit zunehmender Säurekonzentration, womit sich die Wahrscheinlichkeit für Leck‐vor‐Bruch weiter erhöht. Höchsten Stellenwert für die Überwachungsstrategie derart beanspruchter Bauteile hat aber der Nachweis, daß die Rißinitiierung in diesem Medium viel früher beginnt als in Luft und deutlich früher als an kompakten Proben im Modus II‐Schwelloder Umlaufbiegeversuch.