Kriechermüdungsanalysen für Armatur in GUD-Kraftwerk abgeschlossen

Im März hat die LES GmbH die Kriechermüdungsanaylsen für eine Absperrarmatur, die in einer Frischdampfleitung eines für Deutschland geplanten GUD-Kraftwerkes eingesetzt werden soll, abgeschlossen.
Die recht hohe stationäre Druckbelastung erfordert für eine Auslegungstemperatur von mehr als 600°C ein relativ dickwandiges Armaturgehäuse. Bei kurzzeitigen Temperaturänderungen entstehen in dickwandigen Stahlstrukturen aber recht hohe Wärmespannungen, die Ermüdungsfestigkeit und die zulässige Betriebsdauer der Armatur erheblich beeinträchtigen. Mit EN12952-3 konformen Kriechermüdungsschädigungsberechnungen, hat die LES GmbH mit einem dreidimensionalen, aus Volumenelementen bestehenden Finite Element Modell, für mehr als 10 zeitlich veränderliche Druck-Temperaturverläufe mit teilweise recht hohen Temperaturänderungsgeschwindigkeiten zunächst die zeitlich veränderlichen Temperaturverteilungen bestimmt und anschließend EN13445-3 konform die zeitlich veränderlichen (Wärme-)Spannungen ermittelt. Mit hausinternen Auswerteroutinen wurde dann für jeden Zyklus, für jeden Knoten des FE-Modelles, zunächst die maximale Vergleichsspannungsschwingbreite und mit dieser die maximal zulässigen Lastwechsel bestimmt und grafisch visualisiert. Anschließend wurden die daraus resultierenden Ermüdungsschädigungen ermittelt. Im Rahmen einer EN12952-3 konformen Schadensakkumulation, wurden diese Ermüdungsschädigungen mit den Kriechschädigungen überlagert und so für jeden Knoten des Berechnungsmodelles eine maximal zulässige Betriebsdauer ermittelt. Aufgrund der graphischen Darstellung der Schädigungen konnten dem Kunden sowohl ermüdungskritische als auch kriechbruchgefährdete Bereiche präsentiert werden. Nachdem diese iterativ konstruktiv verbessert wurden, konnte die LES GmbH für die endgültige Konstruktion Kriechermüdungsfestigkeitsnachweise für die spezifizerten, zeitlich veränderlichen thermischen und mechanischen Belastungen erstellen.