Einsatz der Röntgenbeugung zur Eigenspannungsermittlung an einer Unterpulver-Schweißverbindung im 2-MN-Prüfsystem
Quelle: BAM
An geschweißte Komponenten, z. B. in Kraftwerken oder petrochemischen Anlagen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, werden hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Hierzu gehört insbesondere die Vermeidung einer Rissentstehung. Warmfeste, kriechbeständige Stähle sind für einen solchen Einsatz prädestiniert, bedürfen jedoch nach dem Schweißen einer aufwendigen Wärmebehandlung. Dabei muss das gesamte fertig geschweißte Bauteil, in der Regel mehrere 100 t schwere Reaktoren bzw. Druckbehälter, einige Stunden in einem entsprechend großräumigen Ofen geglüht werden. Hierbei können, je nach Vorbeanspruchung aus dem Schweißprozess, sogenannte Spannungsrelaxationsrisse auftreten. Deren Ursache ist ein komplexes Zusammenspiel aus metallurgischen, schweißprozesstechnischen und mechanischen Einflüssen. Um diese Art der Rissbildung genau untersuchen zu können, müssen die extremen Randbedingungen der Praxis auch im Labor realitätsnah abgebildet werden. Neben der Wärmeführung des Hochleistungs-Unterpulver-Schweißprozesses sind dabei auch die konstruktiven Aspekte aufgrund der enormen Bauteilabmessungen, d. h. hohe mechanische Steifigkeiten beim Schweißen, zu berücksichtigen. Ein an der BAM entwickeltes einzigartiges Prüfsystem ermöglicht diese Skalierung über mehrere Größenordnungen. Gleichzeitig erlaubt es, die während des Schweißens und der nachfolgenden Wärmebehandlung auftretenden Beanspruchungen sowie die Rissbildung online zu beobachten. Damit können erstmals Rückschlüsse auf die Entstehungsmechanismen der Risse gezogen werden, wie sie im realen Bauteil auftreten. Während Teil I dieser Artikelserie die Auswirkungen der Schweißparameter auf die mechanische Beanspruchung fokussiert, befasst sich Teil II mit den damit verbundenen metallurgischen Ursachen der dabei auftretenden Risserscheinungen.
Influence of welding stresses on relief cracking during heat treatment of a creep-resistant 13CrMoV steel:
Part I - effect of heat control on welding stresses and stress relief cracking
A. Kromm, T. Lausch, D. Schroepfer, M. Rhode, T. Kannengiesser
erschienen in Welding in the World, Band 64, Heft 5, Seiten 807 - 817, 2020
Influence of welding stresses on relief cracking during heat treatment of a creep-resistant 13CrMoV steel
Part II: mechanisms of stress relief cracking during post weld heat treatment
A. Kromm, T. Lausch, D. Schroepfer, M. Rhode, T. Kannengiesser
erschienen in Welding in the World, Band 64, Seiten 819 - 829, 2020
BAM, Fachbereich Integrität von Schweißverbindungen und Fachbereich Versuchsanlagen und Prüftechnik