Zur Auslegung von Bauteilen unter wechselnden Beanspruchungen werden häufig Lebensdaueranteilregeln verwendet, um eine Aussage über die erwartete Verformung zu treffen. Im Falle von Ofenkomponenten hat sich gezeigt, dass die Kriechverformung unter wechselnder Temperaturbeanspruchung bei niedrigen, konstanten mechanischen Lasten mit der Lebensdaueranteilregel stark unterschätzt wird. Temperaturwechsel scheinen einen sehr viel schädlicheren Einfluss zu haben, als bisher angenommen. Um die höhere Kriechverformung durch Temperaturwechselbeanspruchungen berechnen zu können, wurden verschiedene isotherme und anisotherme Kriechversuche durchgeführt und daraus ein Kriechmodell entwickelt. Gekoppelte Fluid-Struktur-Interaktions (FSI) Berechnungen auf Basis dieses Kriechmodells an einem typischen Ofenelement, einem metallischen P-Strahlheizrohr, wurden mit weiteren Versuchen validiert. Schlagwörter Kriechen, Temperaturwechsel, Strahlheizrohr, Fluid-Struktur-Interaktion
Components in industrial furnaces and apparatus construction are usually exposed to temperatures up to 1,200 °C as well as mechanical loading and corrosive attack of the environmental atmosphere. Furthermore, they undergo numerous temperature cycles in service. To describe the characteristics of the nickel base Alloy 602 CA, which is often used in this industrial sector, the long term creep behavior of this alloy was studied at temperatures from 800 °C to 1,200 °C with and without thermal cycling. During these tests unexpected effects could be noticed. At load levels representing typical component loads and isothermal temperature control an anomalous decrease in creep rate in the third creep stage was observed. Experiments under thermal cycling showed a considerably higher creep rate in the whole range than in the isothermal case. Within the present article, these findings are outlined in detail together with a brief discussion of causes and consequences based on extensive microstructural examinations.
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