Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und den Aufbau eines Miniaturproben-Prüfsystems, mit dem sowohl einachsige Zugversuche als auch niederzyklische Ermüdungsversuche unter Zug/Druck-Wechselbeanspruchung im Hochtemperatur-Bereich bis 1000 Grad Celsius durchgeführt werden können.
Ausgehend von einer detaillierten Beschreibung des Versuchsaufbaus wird dessen Qualifizierung und Validierung anhand von drei Versuchswerkstoffen - dem austenitischen Edelstahl AISI 316L, der Nickelbasis-Superlegierungen Waspaloy und IN738LC - gezeigt. Im Vergleich zu Standardproben-Versuchen derselben Materialcharge und Literaturdaten konnte bei den feinkörnigen Versuchswerkstoffen AISI 316L und Waspaloy eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den Versuchsdaten festgestellt werden. Dagegen wurde in Versuchen mit Miniaturproben aus der grobkörnigen Nickelbasis-Superlegierung IN738LC ein Probengrößen-Effekt festgestellt.
Des Weiteren wird die Anwendbarkeit der Prüfmethodik für die Restlebensdauerbewertung betriebsbeanspruchter Gasturbinen-Laufschaufeln (Werkstoff: IN738LC) einer stationären Gasturbinenanlage gezeigt. Im Ergebnis von Zugversuchen und niederzyklischen Ermüdungsversuchen bei 850 Grad Celsius konnte ein signifikanter Lebensdauerverbrauch nachgewiesen werden, der auf betriebsbedingte Mikrostrukturveränderungen zurückzuführen ist.
Aktualisiert: 2022-12-21
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Das vorliegende Buch ist der zweite Teil der Mitschrift zur Vorlesungsreihe "Systemtheorie und Lebensdauerbewertung für Geräte der Meerestechnik". Es werden ausgehend von gängigen Bewertungsparametern für das Langzeitverhalten von Kunststoffen, die bei Kabeln für die Meerestechnik eingesetzt werden, Untersuchungen zum Langzeitverhalten vorgestellt. Dabei wird auch die Abhängigkeit dieser Untersuchungen von den zur Verhaltensbestimmung eingesetzten Medien erklärt.
Ausgehend von einer auf Erfahrungen basierenden Rechenmethode zur Ermittlung des Langzeitverhaltens, basierend auf Kurzzeitmessungen wird eine neue Möglichkeit der Bestimmung der voraussichtlichen Nutzungsdauer von Kunststoffen - und damit von Kabeln - in der Meerestechnik vorgestellt. Diese basiert auf einer schrittweisen Adaption von Messwerten, die im Rahmen einer Kurzzeitmessung bei erhöhter Temperatur ermittelt worden sind (Arrhenius-Verhalten), an die gleichzeitig aufzunehmende Langzeitkurve bei der realen Einsatztemperatur der Kunststoffe. Die dabei durchzuführenden Arbeitsschritte werden mit den entsprechenden Beispielmesskurven und ihrer Auswertung ausführlich erläutert.
Von besonderer Bedeutung ist das vorgestellte Verfahren für die Nutzungsdauerberechnung von Mehrschichtkunststoffmänteln bei Kabeln und bei hybriden Kunststoffmaterialien.
Das Buch ist von besonderem Interesse für Studenten des Fachbereiches Meerestechnik, aber auch für Techniker, die sich mit dem Langzeitverhalten und der Nutzungsdauerberechnung von Kabeln in der Meerestechnik beschäftigen. Darüber hinaus bildet die vorgestellte Rechenmethode eine Basis für weitergehende wissenschaftliche und technische Arbeiten zur Bestimmung des Langzeitverhaltens von Kunststoffen in unterschiedlichsten Einastzgebieten.
Aktualisiert: 2019-12-12
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