DVS_Bericht_392LP

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