Zur Vermeidung von Dauerbrüchen in Rohrleitungen werden die Ursachen einer Ermüdungsrißbildung diskutiert und präventive Maßnahmen vorgeschlagen. Die Dauerbrüche treten an nicht abgestützten Rohrbereichen auf, die schwankenden Belastungen wie Vibrationenen durch Pumpen ausgesetzt sind, die zu Dehnungshärtungen im mikrokristallinen Bereich und zu Mikrorissen führen. Der Werkstoff, bei dem Dauerbrüche gehäuft beobachtet werden, ist der nichtrostenden Duplex-Stahl, der auf Bohrinseln wegen seiner Korrosionsbeständigkeit bevorzugt eingesetzt wird. Bezüglich der Rohrgröße und der Wandstärke konzentriert sich die Anhäufung dieser Ermüdungserscheinungen auf Rohrdurchmesser unter 50 mm und Wanddicken von 3 mm bis 10 mm. Dabei treten die Ermüdungsrisse und -brüche an der Grenzfläche zwischen Schweißgut und Grundwerkstoff auf. Es wird vermutet, daß die Unebenheiten der Schweißprofile, die mit dem Metall-Schutzgas-Schweißen erhalten werden, zu einer Beschleunigung des Ermüdungsprozesses beitragen. Die Beobachtungen haben gezeigt, daß das Versagen an den betroffenen Rohrbereichen bereits nach einer relativ kurzen Betriebsdauer von einigen Tagen oder Wochen aufgetreten ist. In der Mehrheit der Fälle ist der Bruch auf duktiles Versagen zurückzuführen. Zur Vermeidung dieser Ermüdungsprozesse wird eine Befestigung der Rohrbereiche vorgeschlagen, die Schwingungen ausgesetzt sind. Als technische Lösungen dafür werden größere Baugestelle oder Stützpfeiler empfohlen. Als günstigste Lösung für das Anbringen dieser Stützelemente wird das Bolzenverbinden vorgestellt, da dieses Verfahren ohne Wärmezufuhr stattfindet. Als die günstigsten Schweißverbindungen werden Kehlnähte oder nicht voll durchgeschweißte Nähte betrachtet. Beim Anbringen der Stützpfeiler sollten zusätzlich Sockel verwendet werden, die am Rohr angeheftet werden. Als Schweißprozeß wird das Wolfram-Inertgas-Schweißen empfohlen. Die Versuche zur Beantwortung der Frage, ob Kohlenstoffstahl dauerbeständiger ist als Duplex-Stahl, sind noch nicht abgeschlossen. Als neuestes Ergebnis wird der Ersatz der Stützelemente durch Dauerstrukturen vorgeschlagen. (Görges, U.)
Beating fatigue and avoiding failure
Ermüdung besiegen und Versagen vermeiden
Welding and Metal Fabrication ; 65 , 5 ; 14-17
1997
4 Seiten, 6 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Pipeline , Ermüdungsriss , Dauerbruch , Versagen , Mikroriss , MAG-Schweißen , Wolfram-Inertgasschweißen , Bolzenverbindung , Kehlnaht , Heftschweißen , Rissausbreitung , Duplex-Gefüge , Wanddicke , Schweißnaht , Betriebsdauer , unlegierter Stahl , Schwingung , nichtrostender Stahl , Meereskonstruktion
Avoiding the Failure to Communicate
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