geleitete Grenzkurve entsprechend ASME B 31.12 mit den erhaltenen Ergebnissen zu vergleichen. Durchgeführte Versuche unter dem Medium Wasserstoff Die Tabelle 1 zeigt in einer zusammenfassenden Übersicht die untersuchten Materialien, die durchgeführten Untersuchungen sowie die wesentlichen Versuchsparameter. Hierfür wurden der MPA Stuttgart mehrere Pipelinestähle und einige auf Anlagen verwendete Leitungsstähle zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus wurden auch einige bei den Druckkörpern von Armaturen übliche Stähle untersucht. Das Versuchsprogramm wurde für die überwiegende Anzahl der Proben unter einem konstanten Wasserstoffdruck pH2 = 100 bar durchgeführt. Um den Einfluss des Wasserstoffdruckes auf die resultierenden bruchmechanischen Eigenschaften zu überprüfen, wurden an ausgesuchten Werkstoffen zusätzlich auch Prüfungen mit Wasserstoffdrücken pH2 < 100 bar durchgeführt. In der derzeitig gültigen ASME B 31.12 ist der Gültigkeitsbereich der beschriebenen Rissfortschrittsgleichungen auf R-Werte ≤ 0,5 beschränkt. Aus diesem Grunde wurden darüber hinaus auch für zwei ausgewählte Werkstoffe (L360 und L485) Rissfortschrittsversuche bei R-Werten von R = 0,1 und R = 0,7 durchgeführt. Die Bandbreite der geprüften Werkstoffe reicht vom St35 – mit relativ geringer Festigkeit – aus dem Herstellungsjahr 1930 bis zum Werkstoff GRS550 (X80). Im Rahmen der Verfügbarkeit des Versuchsmaterials wurde darauf geachtet, dass möglichst auch hinsichtlich der Festigkeitsstufe vergleichbare Werkstoffe neuer und älterer Fertigung untersucht wurden. So sind z. B. die Festigkeiten der Streck-/Dehngrenze und der Zugfestigkeit der beiden Werkstoffe X70 und L485 nahezu identisch, wohingegen die Duktilitätseigenschaften und insbesondere die Kerbschlagarbeiten sich erheblich unterscheiden. Ergebnisse der zyklischen Bruchmechanikversuche Die zyklischen bruchmechanischen Versuche wurden an der Mehrzahl der Proben bei einem konstanten Wasserstoffdruck von pH2 = 100 bar durchgeführt. In Übereinstimmung mit den zugrundeliegenden Prüfparametern nach [3] und [6] wurde die Prüffrequenz auf f = 1 Hz und das Spannungsverhältnis R = 0,5 festgelegt. Die Abbildung 5 zeigt beispielhaft die Ergebnisse der zyklischen Risswachstumsversuche amWerkstoff L485 für den Grundwerkstoff, die Schweißnaht und die Wärmeeinflusszone der Schweißnaht. Bei den Versuchen wurden die Risswachstumsraten im Bereich der zyklischen Spannungsintensitäten ∆K von ca. 10 bis 50 MPa m1/2 ermittelt. Bei den durchgeführten Versuchen wurde jedoch nicht der untere Schwellenwert (∆Kth) ermittelt. Die Kenntnis dieses Wertes ist im Zusammenhang mit Prognosen für die Lebensdauer einer Gaspipe- B Abb. 5: Ermitteltes Risswachstum für das Material L485 (pH2 = 100 bar) Quelle: OGE 17 energie | wasser-praxis 04/2023
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