Typ II Flaschen Wiederkehrende Prüfungen. Ordnungsprüfung. Technische Prüfungen

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1 Typ II Flaschen Wiederkehrende Prüfungen Ordnungsprüfung Technische Prüfungen - Wasserdruckprüfung bis zum 1,5 fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks mit begleitender Volumenexpansionsmessung - Innere und äussere Prüfung - Gewichtsprüfung - Prüfung der Ausrüstungsteile TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 1

2 Angestrebte Prüfkategorien Kategorie A Kategorie B Kategorie C Prüfung ohne Beanstandung, Weiterbetrieb ohne weitere Maßnahmen Prüfdruck zwar gefahrlos erreicht, SE-Aktivität zeigt aber Auffälligkeiten, die weitere Maßnahmen, wie z.b. eine Innenbesichtigung erforderlich machen Prüfung wird vor Erreichen des Prüfdrucks abgebrochen, Requalifizierung der Flasche nach derzeit gültigem Prüfkonzept möglich TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 2

3 Übersicht fehlerhafte Prüflinge Typ II - Flaschen Fehlertyp Simuliert durch Autofrettage ja / nein Prüfung durch Risse im Liner Innenlängskerb mit Anriss durch Ermüdung nein BAM Flächige Korrosion Wandabtrag durch Schleifen nein TÜV RBB Lochkorrosion Felder mit Sacklochbohrungen nein TÜV RBB Beule Kugeleindruck nein TÜV RBB Beschädigung der Wicklung Sägeschnitt in der Wicklung ja TÜV RBB Water Jacket Test nicht best ja TÜV RBB TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 3

4 Instrumentierter Prüfling TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 4

5 Belastungsprogramm (Schematisch) 500 Druckprofil zur wiederkehrenden Prüfung Zusatzbelastung zur Beurteilung des Schädigungsgrades Innendruck (bar) Druckanstieg ca. 40 bar/min 5 min 10 min 0 Zeit TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 5

6 Prüfaggregat für Innendruckbelastung TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 6

7 Fehlerfreier Referenzprüfling mit Autofrettage Daten-Quelle: BAM Berlin Dr. Bohse TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 7

8 Prüfling mit 2 flächigen Wandabdünnungen TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 8

9 Beim Water Jacket Test durchgefallener Prüfling TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 9

10 SE-Hitsumme zeigt Schädigung an TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 10

11 SEP erkennt Schädigungsgrad Zusammenhang zwischen SE-Aktivität bei stufenweiser Belastung und Berstdruck Diff. Hitsumme ( Entlastung ) Berstdruck ( Bar ) V0-K V1 V2 V6 V10 V11-D TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 11

12 Referenzprüfling ohne Anriss mit Autofrettage Quelle: BAM Berlin Dr. Bohse TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 12

13 Prüfling mit Anriss im Stahl-Liner ( 70% der Wanddicke ) Leckage bei 329 Bar Quelle: BAM Berlin Dr. Bohse TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 13

14 Lineare Ortung mit Clusterbildung im Anrissbereich Quelle: BAM Berlin Dr. Bohse TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 14

15 Prüfling mit Anriss im Stahl-Liner ( 83% der Wanddicke ) Leckage bei 258 Bar Quelle: BAM Berlin Dr. Bohse TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 15

16 Berstversuch an Prüfling mit Kerb in der CFK-Wicklung Maximum der lokalisierten Ereignisse stimmt mit der Lage des Kerbs überein TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 16

17 Berstversuch an Prüfling mit Kerb in der CFK-Wicklung A > 90 db TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 17

18 SE-Merkmale zur Definition von Abbruchkriterien Auftreten von SE-Ereignissen mit hoher Amplitude (A>90 db) Abklingverhalten der SE in Druckhalte Haltephasen Auftreten von Ortungshäufungen ( Cluster ) Tendenz der SE bei Drucksteigerung TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 18

19 Folgerungen für Typ II Flaschen mit CFK / Epoxy-Wicklung Das Schallemissionsverhalten lässt sich zum Schädigungsgrad (Berstdruckabsenkung) in Beziehung setzen Die SEP ist zur Absicherung der Druckprüfung mit Betriebsmedium geeignet Es lassen sich Abbruchkriterien für eine Gasdruckprüfung definieren ( Prüfkategorie C ) Abgrenzung der Prüfkategorien A und B noch schwierig, da im Versuchsprogramm Prüflinge mit und ohne Autofrettage verwendet werden mussten TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 19

20 Empfehlungen / Weiteres Vorgehen Erhärtung der Ergebnisse an Prüflingen, die im Water Jacket Test durchgefallen sind Zur besseren Trennung der Kategorien A und B begleitender Einsatz der SEP zum bisherigen Prüfablauf Erarbeitung einer Prüfspezifikation in Kooperation BAM / TÜV RBB einschließlich konkreter Abbruchkriterien für die Gasdruckprobe Implementierung im Regelwerk als alternatives Prüfkonzept, z.b. VdTÜV Merkblatt TÜV Werkstoffprüfung GmbH, Unternehmensgruppe TÜV Rheinland Berlin Brandenburg 20