DVS_Bericht_392LP

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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. <strong>DVS</strong> 392 3
Schrifttum [1] DVGW-Merkblatt G 409 „Umstellung von Gashochdruckleitungen aus Stahlrohren für einen Auslegungsdruck von mehr als 16 bar für den Transport von Wasserstoff“. [2] DVGW-Arbeitsblatt G 463 „Gashochdruckleitungen aus Stahlrohren für einen Auslegungsdruck von mehr als 16 bar; Errichtung“ [3] DVGW-Merkblatt G 464 „Bruchmechanisches Bewertungskonzept für Gasleitungen aus Stahl mit einem Auslegungsdruck von mehr als 16 bar für den Transport von Wasserstoff“ [4] DVGW-Projekt SyWeSt H2: „Stichprobenhafte Überprüfung von Stahlwerkstoffen für Gasleitungen und Anlagen zur Bewertung auf Wasserstofftauglichkeit“, 2023 [5] Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile, „FKM-Richtlinie“ [6] DIN EN ISO 10893-11, „Zerstörungsfreie Prüfung von Stahlrohren – Teil 11: Automatisierte Ultraschallprüfung der Schweißnaht geschweißter Stahlrohre zum Nachweis von Unvollkommenheiten in Längsund/oder Querrichtung“ 4 <strong>DVS</strong> 392
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