IGF-Projekt 19068 N

Einfluss thermischer Lastwechsel auf die Lebensdauer hochbelasteter Ofenkomponenten aus metallischen Hochtemperatur-Werkstoffen

Forschungsstellen
RWTH Aachen, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik
Technische Universität Darmstadt, Institut für Werkstoffkunde
Oel-Wärme-Institut GmbH

Laufzeit
01.03.2016 – 31.08.2018

Zusammenfassung
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Berechnungsmethodik zur Bestimmung des Lebensdauerverbrauchs bei einer überlagerten oxidativ-korrosiven Beanspruchung, einer Zeitstandbeanspruchung und einer Ermüdungsbeanspruchung von hochbelasteten Ofenkomponenten aus metallischen Hochtemperatur-Werkstoffen. Mithilfe dieser Berechnungsmethodik wird der Anwender in die Lage versetzt, charakteristische Beanspruchungskollektive in Hinblick auf eine Werkstoffschädigung zu bewerten. Somit wird es beispielsweise möglich sein, einem Zyklus mit gegebener Temperaturdifferenz eine äquivalente Betriebszeit bei konstanter Temperatur gegenüberzustellen. Ein Anwendungsfall der Berechnungsmethodik ist auch die Schädigungsbewertung eines Betriebs bei Übertemperatur (Überhitzung) für einen bestimmten Zeitraum. Sofern zuverlässige Betriebsdatenaufzeichnungen für vergangene Zeiträume vorliegen, kann auch eine Abschätzung der voraussichtlichen Restbetriebszeit bei vergleichbarem Beanspruchungsprofil erfolgen. Neben der Bereitstellung des Gleichungsinventars zur Bearbeitung der genannten Fragestellungen sind die erforderlichen Modellparameter für typische im Ofenbau eingesetzte Werkstoffe zu bestimmen. Als Ergebnis der Forschungsarbeit wird die Bereitstellung eines transparenten und nachvollziehbaren Berechnungsganges angestrebt, welcher – anders als ein komplexes Anwenderprogramm – mit vertretbarem Aufwand durch die Projektpartner aus der Industrie modifiziert werden kann. Die Entwicklung von Lebensdauerbewertungskonzepten, sowie deren Überprüfung durch Validierungsexperimente an komplexeren Strukturen liefert wichtige Erkenntnisse für Werkstoffhersteller und Firmen im Industrieofenbau. Die umfangreiche Datenbasis zu den einzelnen Werkstoffen erhöht die Sicherheit in der Bauteilauslegung und ermöglicht somit eine bessere Werkstoffausnutzung und folglich Ressourcenschonung.


BMWi_Web_de_WBZDas IGF-Vorhaben 19068 N der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Maschinenbau e.V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Weitere Informationen erhalten Sie über das Forschungskuratorium Maschinenbau e.V., Lyoner Straße 18, 60528 Frankfurt oder info@fkm-net.de