Der Kriechschädigung im Stahl zuvorkommen
Fossil befeuerte Kraftwerke erzeugen unter sehr rauen Arbeitsbedingungen Elektrizität. Dort gibt es zahlreiche unter Druck stehende Komponenten wie zum Beispiel Kesselrohrleitungen und Dampfleitungen, die bei sehr hohen Temperaturen von um die 550 Grad Celsius betrieben werden. Obgleich viele der metallenen Druckkomponenten aus speziellen Materialien bestehen, um sie vor Schäden zu schützen, treten zunehmend Ausfälle auf. Die Teile versagen 25 bis 50 % eher als vorhergesagt und sollen gleichzeitig aufgrund der Laufzeitverlängerungsprogramme für Kraftwerke länger in Betrieb bleiben. Als ersten Schritt zur Lösung dieses Problems führen die Wissenschaftler eine theoretische Bewertung der Ultraschallempfindlichkeit bei Kriechschäden in frühzeitigem Stadium durch. Die von der EU für das Projekt CREEPTEST bereitgestellte Finanzhilfe unterstützt diese Bemühungen. Kriechen ist eine zeit- und temperaturabhängige, plastische Verformung eines Bauteils unter konstanter Last. Insbesondere die Kriechschädigung vom Typ IV ist besorgniserregend. Derzeit ist nicht klar, ob die Schädigung an der Oberfläche beginnt und sich nach innen ausbreitet oder umgekehrt. Die existierenden zerstörungsfreien Prüfverfahren können den Bereich unter der Oberfläche nicht ausreichend überwachen. Beginnt die Schädigung von innen, kann die verbleibende Lebensdauer des Bauteils zu dem Zeitpunkt, wo sie an der Oberfläche entdeckt wird, gefährlich nahe ihrem Ende sein. Schlüssel zum Projekterfolg ist eine Bauart des Ultraschallwandlers, mit dem die Sensitivität auf Kriechschäden bereits im Frühstadium zu gewährleisten ist. Diese Arbeit wird parallel zur Konzipierung und Fertigung der anderen Komponenten fortgesetzt. Zur Ausgestaltung der Systemkomponenten verwenden die Wissenschaftler Proben mit unterschiedlichen Stadien der Kriechschädigung, die von einem Partner, einem Endnutzer, zur Verfügung gestellt wurden. Die Forscher konnten den Ultraschallscanner konzipieren, aber die Fertigung wird erst begonnen, wenn der endgültige Wandlerentwurf vorliegt, um die Kompatibilität sicherzustellen. Der Impulsgeber-Empfänger sendet einen Hochspannungsimpuls an den Wandler und bereitet das Analogsignal beim Empfang, noch vor der Digitalisierung, auf. Sowohl dieses Bauelement als auch die Steuerungssoftware befinden sich in der Entwicklung. CREEPTEST soll erwartungsgemäß einen Prototyp für Feldtests bereitstellen. Die sowohl anhand der von den Partnern gelieferten Proben als auch in Feldversuchen gesammelten Daten werden die Verifizierung der technischen Möglichkeiten ermöglichen und zukünftige industrielle Versuche in Richtung Gesamtqualifikation unterstützen.
Schlüsselbegriffe
Kriechschädigung, Stahl, zerstörungsfreie Prüfung, Ultraschallsensitivität, Wandler
