Schadensfrüherkennung an thermozyklisch beanspruchten austenitischen Werkstoffen

In Kernkraftwerken unterliegen austenitische Rohrleitungssysteme betriebsbedingt thermo-mechanischen Beanspruchungen. Temperaturgradienten aufgrund des Wechsels von kalten und warmen Medien in den Leitungen führen zu Dehnungsgradienten. Davon sind insbesondere Surgeline (Volumenausgleichsleitungen), Leitungen des Volumenregel- und Nachkühlsystems sowie Sprühleitungen betroffen. Als Folge der thermo-mechanischen Beanspruchungen finden Mikrostrukturveränderungen und Ermüdung des Rohrleitungsmaterials statt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer, zerstörungsfreier Sensorsysteme und -konzepte, mit deren Hilfe eine Detektion und Interpretation ermüdungsbedingter Mikrostrukturveränderungen im Vorfeld der Rissbildung ermöglicht werden kann. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt des Fraunhofer Instituts für zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) und dem Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK), TU Kaiserslautern werden thermo-elastische/-plastische Beanspruchungszustände eines austenitischen Rohrleitungswerkstoffs in Ermüdungsversuchen systematisch untersucht. Durch eine konventionelle sowie zerstörungsfreie in-situ Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens wird ein Konzept zur Schadensfrüherkennung für eine zielgerichtete Bauteilüberwachung im Rahmen eines proaktiven Alterungsmanagements entwickelt.