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Die Bewertung eines Risses erfolgt im Fehler-Assessment-Diagramm (FAD). Im FAD wird der Riss durch zwei<br />
Parameter beschrieben, durch die Spannungsintensität (KR) vor der Rissspitze und die Lastintensität (LR) im<br />
Resttragquerschnitt vor dem Riss. Die Bewertung erfolgt durch Abtragen beider Faktoren und Bewertung der<br />
Lage der Faktoren gegenüber der FAD-Grenzkurve.<br />
Abbildung 2. FAD Bewertungsdiagramm<br />
Der Parameter KR bildet das Verhältnis aus der vorhandenen Rissspitzenbeanspruchung und der für den<br />
Werkstoff maximal zulässigen Rissspitzenbeanspruchung, der Parameter LR bildet das Verhältnis vorhandener<br />
Spannung des tragenden Restquerschnittes und der für den Werkstoff gültigen Fließspannung. Beide<br />
Faktoren beschreiben die Lage des Risses im Bewertungsdiagramm. Eine Lage oberhalb der FAD-Grenzkurve<br />
wird als unzulässig bewertet, die Lage unter der FAD-Grenzkurve als zulässig.<br />
Im Rahmen der Nachweisführung werden Primärlasten wie der maximal zulässige Betriebsdruck sowie Sekundärlasten<br />
und Schweißeigenspannungen nach Vorgabe der FKM-Richtlinie 0 berücksichtigt. Sofern aus<br />
der Betriebsführung Zusatzlasten an der Leitung bekannt sind (Verlegespannungen, elastische Bögen, Setzungslasten<br />
usw.), sind diese in gesonderten Berechnungen mitzubetrachten.<br />
Die Rissgeometrie wird als halbelliptischer Riss in axialer oder tangentialer Richtung angenommen. Die anzusetzende<br />
Risstiefe leitet sich aus den zum Zeitpunkt der Errichtung geltenden technischen Regeln, Zeugnissen,<br />
Spezifikationen zur Rohrherstellung oder aus den Bezugsgrößen der zerstörungsfreien Prüfung von Rohren,<br />
wie z. B. der DIN EN ISO 10893-11 0, ab.<br />
Für die Nachweise sind die Mindestrisszähigkeiten nach 0 anzusetzen. Darüber hinaus können Risszähigkeiten<br />
aus dem SyWestH2-Forschungsvorhaben des DVGW 0 zur Anwendung kommen, wenn die zu untersuchenden<br />
Rohrleitungsstähle gleichwertig den in SyWestH2 beprobten Werkstoffen sind. Der Nachweis der<br />
Gleichwertigkeit der Stähle kann z. B. über die chemische Zusammensetzung und die quasistatischen Festigkeits-<br />
und Zähigkeitskennwerte erfolgen.<br />
Die Lebensdauerbetrachtung erfolgt mit bekannten oder prognostizierten Lastwechseln unter Berücksichtigung<br />
eines Risswachstumsgesetzes. Im Forschungsprojekt des DVGW „SyWestH2“ 0 wurden Anhand umfassender<br />
Versuche an Rohrleitungsstählen von Bestandsleitungen eine Empfehlung zu einem bilinearen<br />
Risswachstumsgesetz gegeben.<br />
4 Fazit<br />
Für die Entscheidung, ob eine bestehende Pipeline umgestellt werden kann und um die Lebensdauer der<br />
Pipeline bei zukünftigem Wasserstofftransport zu bewerten, sind auch bruchmechanische Nachweise notwendig.<br />
Die bruchmechanischen Nachweise sind bei neuen Pipelines obligatorisch und stellen eine rechnerische<br />
Basis dar, um die Nachweisgrenzen der eingesetzten zerstörungsfreien Prüfung für Grundwerkstoffe und<br />
Schweißnähte zu validieren. Für bestehende Pipelines können mit den Ergebnissen der bruchmechanischen<br />
Nachweise die Anforderungen an die Nachweisgrenzen der zerstörungsfreien Prüfung, Festigkeits- und Dichtheitsprüfung<br />
sowie an Prüfintervalle definiert werden, um kritische noch vor Erreichen der Lebensdauergrenze<br />
festzustellen und geeignete Sicherungs- oder Sanierungsmaßnahmen zu planen. In Summe ergibt sich so<br />
eine verlässliche Aussage zur Integrität der gesamten Pipeline, um das hohe Sicherheitsniveau der Gastransportsysteme<br />
zu erhalten.<br />
<strong>DVS</strong> 392 3