Zerstörungsfreie Prüfung von geschweißten plattierten Stählen mit Radiowellen Verfahren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Henning Heuer
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277701104

Die harten Bedingungen für die Förderung von Ölvorkommen unter Salzsichten unterhalb des Meeresbodens (Pre-Salt-Öl) stellen große Anforderungen an eine, für den Menschen und die Umwelt, sichere und zugleich wirtschaftlich sinnvolle Technologie. Die in der stark korrosiven Umgebung auftretenden hohen Drücke und Temperaturen erfordern den Einsatz von speziellen Stählen und Legierungen. Eine wichtige Rolle spielen dabei plattierte Stähle, mit denen ein Kompromiss zwischen korrosionsbeständigen Oberflächen und benötigter mechanische Festigkeit erreicht werden kann. In mehreren Pre-Salt-Öl Förderanlagen werden solche Materialen für Rohre verwendet, um das geförderte Öl von der Lagerstätte in die Zwischentanks der Plattform zu transportieren. Trotz der hervorragenden Eigenschaften von plattierten Stählen treten Probleme durch Korrosion an Ermüdungsrissen von Schweißverbindungen auf. Zur Absicherung der technischen Anlagen werden zerstörungsfrei arbeitende Prüfmethoden benötigt, um die Herstellung und den sicheren Betrieb von Pre-Salt-Öl Förderanlagen sicherzustellen. Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen den kooperierenden Arbeitsgruppen der TU Dresden und des Fraunhofer IKTS mit dem Labor für zerstörungsfreie Prüfung, Korrosion und Schweißtechnik (LNDC) der Universität Rio de Janeiro werden neue Lösungen für Inspektionsmethoden für plattierte Stähle erforscht und entwickelt. Das LNDC wird im Rahmen dieses Projektes mit seinem Wissen aus der petrochemischen Industrie die Umsetzung der Entwicklung von zerstörungsfreien Prüfmethoden vorantreiben und zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Materialdiagnostik, neue Prüfverfahren für plattierte Stähle entwickeln. Der folgende Vorschlag für ein Verbundprojekt ist als Auftakt einer langfristigen Zusammenarbeit der Partner zu verstehen. In einer diesem Antrag vorgelagerten Machbarkeitsstudie wurde die grundsätzliche Eignung der Hochauflösenden Radiowellen Wirbelstromprüftechnik (RF EC) für die Rissprüfung und die Charakterisierung von Spannungen und lokalen Verunreinigungen an plattierten Stahlproben bereits gezeigt. Basierend auf eigenen Vorarbeiten an Algorithmen zur Charakterisierung mechanischer Eigenspannungen an IN718 Triebwerkslegierungen, wurden künstliche Risse an der Grenzfläche von unterschiedlich plattierten Proben gefunden. Die Experimente dieser vorgelagerten Studie müssen innerhalb einer ausführlichen Studie in Verbindung mit einem Grundkonzept für die theoretische Beschreibung der Phänomene der Interaktion von Radiowellen mit Rissen innerhalb schlechtleitenden, plattierter Materialien wiederholt werden. Mit dem hiermit vorgeschlagenen Initialisierungsprojekt soll eine qualifizierte Datenbasis erarbeitet werden, um das Potential und die Relevanz des RF EC Ansatzes zur Prüfung von plattierten Stählen zu bewerten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Brasilien
• Partnerorganisation: Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro
• Kooperationspartnerin: Professorin Gabriela Ribeiro Pereira