Abb. 8: Bilineares Risswachstumsgesetz für R = 0,1, R = 0,5 und R = 0,7 (pH2 = 100 bar) Bei einemgenaueren Vergleichmit der Risswachstumsbeziehung nach ASME B31.12 zeigt sich in der Tendenz eine leichte Überschreitung des im Rahmen dieses Projektes gemessenen Risswachstums fürmittlere Spannungsintensitäten und eine Unterschreitung der Risswachstumsbeziehung für kleinere bzw. größere Spannungsintensitäten. Daher ergibt sich die Möglichkeit, eine genauere und konservative Annäherung an die Messdaten durchzuführen, indem das Risswachstumsgesetz in zwei bilineare Bereiche aufgeteilt wird. Diese übliche Vorgehensweise wurde z. B. bereits in [7] vorgeschlagen. Die Abbildung 7 zeigt exemplarisch die Ergebnisse der Risswachstumsmessungen für den Werkstoff St35, die bei Wasserstoffdrücken von pH2 = 0,2 bar bis pH2 = 100 bar durchgeführt worden sind. Es zeigte sich, dass sich das Risswachstum – insbesondere für kleinere Spannungsintensitäten und Wasserstoffdrücke – zunächst ähnlich dem Risswachstum unter dem Medium Luft verhält. Bei einer Steigerung der zyklischen Spannungsintensität nähert sich das Risswachstum dem typischen Risswachstum für höhere Drücke bzw. für pH2 ≈ 100 bar an. Bei der Verwendung des – wie in Abbildung 6 gezeigten – bilinearen Risswachstumsgesetzes kann man dieses Verhalten näherungsweise beschreiben, indem in die Risswachstumsbeziehung für kleinere Spannungsintensitäten eineDruckabhängigkeit berücksichtigt wird. Für größere Spannungsintensitäten wird angenommen, dass die Risswachstumsbeziehung unabhängig vom Wasserstoffdruck ist und damit dem Verhalten bei pH2 = 100 bar entspricht. Diese Vorgehensweise wurde ebenfalls bereits in [7] vorgeschlagen und hinsichtlich der Anwendbarkeit auf die hier vorliegenden Daten überprüft. In dem amerikanischen Code [8] ist ein Vorschlag zur Umrechnung des Risswachstumsverhaltens auf beliebige R-Werte enthalten, soweit die entsprechenden Versuche bei einem konstanten R-Wert durchgeführt worden sind. Zur Illustration des Einflusses des R-Wertes auf das in Abbildung 6 gezeigte bilineare, modifizierte Risswachstumsgesetz ist dieser in der Abbildung 8 für die R-Werte R = 0,1 und R = 0,7 eingetragen. Aus den ermittelten Versuchsdaten wurde das nachfolgende Risswachstumsgesetz abgeleitet: für ∆K ≤ für ∆K ≥ mit pH2 [bar]; ∆K [MPa m0.5]; da/dN [mm/Lastwechsel] Ausgewählte Ergebnisse für die Bruchzähigkeit Die Abbildung 9 zeigt eine Auswahl der Ergebnisse für die Bruchzähigkeit KIc bei einem Prüfdruck von pH2 = 100 bar. Bei den in der Farbe Blau gekennzeichneten Daten handelt es sich um B Quelle: OGE 19 energie | wasser-praxis 04/2023
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