01.07.2019
Ermüdungsprobe in einem Ermüdungsversuch mit laserbasierter Dehnungsmessung

Ermüdungsprobe in einem Ermüdungsversuch mit laserbasierter Dehnungsmessung

Quelle: BAM, Fachbereich Experimentelle und modellbasierte Werkstoffmechanik

Der steigende aber fluktuierende Beitrag von erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung hat die Betriebsweise von konventionellen Kraftwerken gravierend verändert. Während früher eine konstante Fahrweise in Grundlast vorherrschte, müssen sie heute flexibel reagieren, wenn das Angebot an Strom aus Wind oder Sonne ansteigt oder ausbleibt. Die Folge davon sind geänderte Anforderungen an in diesen Anlagen eingesetzten Werkstoffe. Der warmfeste ferritisch-martensitische Stahl P92 wird in Kraftwerken für Anwendungen bei hoher Temperatur eingesetzt. Er zeichnet sich durch einen hohen Widerstand gegen temperaturabhängige plastische Verformung (Kriechen) und gegen Hochtemperaturkorrosion aus. Unter den neuen flexiblen Betriebsbedingungen kommen wegen der An- und Abfahrvorgänge Ermüdungsbeanspruchungen aufgrund thermischer Spannungen hinzu, die sich mit Kriechen und Oxidation überlagern. Das Ermüdungsverhalten, das für die ferritisch-martensitischen Stähle bisher kaum untersucht wurde, ist daher in dieser Arbeit eingehend für den Stahl P92 bei hoher Temperatur geprüft worden. Es zeigt sich, dass die Werkstoffentfestigung und die Lebensdauer stark von der Temperatur und von der mechanischen Belastung abhängen. Bei Ermüdungsbeanspruchung mit zusätzlichen Haltezeiten reduzieren letztere insbesondere bei kleinen mechanischen Belastungen, die technisch besonders relevant, aber bisher nur selten untersucht worden sind, die Lebensdauer signifikant.

Low Cycle Fatigue and Relaxation Performance of Ferritic–Martensitic Grade P92 Steel
Maria Jürgens, Jürgen Olbricht, Bernard Fedelich, Birgit Skrotzki
erschienen in Metals 2019, Volume 9, Issue 1, Pages 174-182
BAM, Fachbereich Experimentelle und modellbasierte Werkstoffmechanik