Verhalten von Druckgasflaschen unter Wasserstoff bei schwellender Beanspruchung mit geringen Frequenzen

Autor: G. Enterlein, M. Kesten, D. Schlegel, K. F. Windgassen
Rok vydání: 1982
Předmět:
Zdroj: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 13:290-297
ISSN: 1521-4052
0933-5137
DOI: 10.1002/mawe.19820130808
Popis: Im Rahmen eines mehrjahrigen Forschungsprogramms wurden mit industriell hergestellten Druckgasflaschen aus dem Vergutungsstahl 34 CrMo 4 langsame, die betriebliche Verwendung nachahmende Innendruck-Schwellversuche mit Wasserstoff hoher Reinheit durchgefuhrt. Dabei wurde festgestellt, das Wasserstoff, im Vergleich zu Ol als inertem Medium, die Lebensdauer so beanspruchter Bauteile grundsatzlich herabsetzt, weil er die Entstehung und das Wachstum von Ermudungsrissen begunstigt. Aufgrund der Ergebnisse von begleitend durchgefuhrten Schallemissionsmessungen und durch fraktografische Analyse der entstandenen Ermudungsbruchflachen war es moglich, die Entwicklung wasserstoffinduzierter Schadigungen der Behalterwand modellmasig zu beschreiben und die Bedingungen fur den Ablauf der wichtigsten Teilschritte anzugeben. Dabei zeigte sich, das neben der Beanspruchungshohe und den werkstoffspezifischen Faktoren der Oberflachenzustand der Stahlflaschen den grosten Einflus auf die Entstehung moglicher Risse hat. Die gewonnenen Untersuchungsergebnisse erlauben es, quantitative Angaben uber die voraussichtlich sichere Einsatzzeit von haufig befullten Wasserstoff-Druckgasflaschen und -Behaltern zu machen. Nach den heute gultigen Kriterien hergestellte und geprufte Flaschen und Behalter konnen uber lange Zeit sicher betrieben werden. Behaviour of Gas Cylinders Periodically Pressurized with Hydrogen at Low Frequencies In the course of a three years research project, commercial gas cylinders manufactured from quenched and tempered steel 34 CrMo 4 had been the subject of internal hydrogen pressurization cycles under near service conditions. Since hydrogen facilitates the initiation and propagation of fatigue cracks, the low cycle fatigue life of these cylinders is generally reduced as compared to identical tests in oil. Following the results of parallel experiments applying acoustic emission techniques and from the fractographic analysis of the fracture surfaces produced, a model has been presented describing the individual steps taking place in the development of a hydrogen induced vessel failure. Apart from the role which is played by service stresses and metallurgical factors, the results lead to the conclusion that the possible development of a failure is basically controlled by the state of the internal surface of the cylinder. From the experimental results it is possible to predict the safe service life of frequently filled hydrogen cylinders and pressure vessels. Provided that they are manufactured according to current specifications and guidelines, these cylinders and pressure vessels can be expected to operate safely over long periods.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: