(GRS 584) PROST 5 - Weiterentwicklung der Analysemethoden zur Bewertung des Leck-vor-Bruch-Verhaltens metallischer Komponenten einschließlich Leckratenbestimmung

Autor: 
K. Heckmann, J. Sievers
Jahr: 
2020

Für die Bewertung der Integrität metallischer Komponenten wurden die Analysemethoden weiterentwickelt und die Rechenprogramme PROST und WinLeck dementsprechend erweitert. Die bruchmechanischen Erweiterungen beziehen sich auf die Bewertung von rissbehafteten Bauteilen unter kombinierten thermischen und mechanischen Lasten, auf die Berücksichtigung von Eigenspannungen und auf die Analyse von Rissen in Zylinderschalen mit variabler Neigung. Die Erweiterungen der Bewertungsmethoden für Leckraten beinhalten lochartige Korrosionsstellen, erdverlegte Rohrleitungen, statische Dichtungen und fluiddynamische Berechnungsmodelle. Die Erweiterungen zur Bewertung der Zuverlässigkeit metallischer Komponenten zielen auf Leck- und Bruchhäufigkeiten in Anlagen der Generation III/III+. Die Methoden wurden an Versuchen, an Fällen aus der Betriebserfahrung und im Rahmen von internationalen Vergleichsstudien validiert. Während bei vielen Themen Methoden entwickelt und bereitgestellt wurden, konnte in einigen Fällen aufgezeigt werden, dass zusätzliche Arbeiten erforderlich sind, die in einem Folgevorhaben umgesetzt werden.

Zur Verbesserung der Aussagefähigkeit werden strukturmechanische Berechnungsmethoden verbessert und die beiden Codes PROST und WinLeck mit diesen Ergebnissen erweitert. Die Forschungsarbeiten umfassen die Untersuchung und den Vergleich von Modellen aus der Literatur, den Vergleich von Modellaussagen mit Versuchen und der Betriebserfahrung realer Anlagen sowie internationale Vergleichsstudien.

Zur bruchmechanischen Thematik werden rissbehaftete Strukturen unter kombinierten thermischen und mechanischen Lasten untersucht, Schweißnahteigenspannungen und ihr Einfluss auf wanddurchdringende Risse behandelt und der Einfluss der Rissneigung von innenliegenden Rissen in Zylinderwandungen auf die Beanspruchung modelliert. Zum Themengebiet der Leckraten werden für Leckagefälle abseits von Rissen Berech-nungsmodelle vorgeschlagen sowie Versuche und reale Ereignisse nachgerechnet. In internationalen Gemeinschaftsaktivitäten werden Leck-vor-Bruch-Nachweismethoden angewendet und verglichen, Leckratenmodelle gegenübergestellt sowie Ansätze zur Be-rechnung von Schadenshäufigkeiten erweitert.

Category: 
GRS-Berichte