Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
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Schadensaufklärung und Schadensvermeidung

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Leckage, Rohraußenseite.

Bei der Entstehung von Bauteilschäden wirken in der Regel der Werkstoff, die Prozesskette, die Einsatzbedingungen zusammen. Für eine fundierte Ursachenforschung müssen mechanische, thermische, korrosive und tribologische sowie Medieneinflüsse und deren Zusammenwirken analysiert werden. Für die nachhaltige Vermeidung müssen Fertigungsfehler beseitigt und Materialunregelmäßigkeiten beherrscht und ggf. das Bauteildesign angepasst werden.

Beispiele für spezifische Herausforderungen, die uns in Projekten beschäftigen:

  • Aufklärung von Schadensursachen
  • Bewertung der Anfälligkeit von Werkstoffen bzgl. Korrosion, Ermüdung, Sprödbruch, …
  • Verstehen von Korrosionsmechanismen und Auswahl korrosionsbeständiger Materialien.
  • Identifizieren von Fertigungsfehlern und Materialunregelmäßigkeiten
  • Bestimmung der Belastungsgrenzen von Materialien und Bauteilen
  • Optimierung von Herstellungsverfahren zur Minimierung von Defekten

Schadensaufklärung und Schadensvermeidung — Anwendungsbeispiele

Wir machen Unvorhersehbares, Unerklärliches und Unregelmäßiges berechenbar. In den Anwendungsbeispielen zeigen wir, wie wir arbeiten und wie unseren unterschiedlichen FuE-Leistungen ineinandergreifen, um eine umfassende Lösung zu erzeugen.

 

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Beherrschen von Korrosionsmechanismen in Salzschmelzen

Solarthermische Kraftwerke nutzen Salzschmelzen als Medium für Hochtemperaturspeicher und als Wärmeüberträger. Dabei sind die eingesetzten Werkstoffe komplexen und wechselnden mechanischen, thermischen sowie chemischen Beanspruchungen ausgesetzt, die zu kritischen Korrosions- und Degradationserscheinungen führen können. Für einen zuverlässigen Betrieb muss die Werkstoffbeständigkeit gegenüber diesen Korrosionsmechanismen in Salzschmelzen sichergestellt sein. 

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Schadensanalyse an Wärmetauschern

Wärmetauscher erfüllen in vielen Produkten, die im Zuge der Energiewende eine tragende Rolle einnehmen, eine wichtige Funktion, da sie Wärme von einem Stoff auf einen anderen übertragen. Beispielsweise finden sie sich in der Abgas-/Abluftwärmenutzung, in Wärmepumpen (Verdampfer und Verflüssiger) oder in Speicherkesseln von thermischen Solaranlagen wieder. Hierbei kommen Wärmetauscher je nach Anwendungsfall mit unterschiedlichen Medien (gasförmig, flüssig, teilweise auch mit Phasenübergang) in Kontakt.

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Wasserstoffinduzierte Brüche an Schrauben und Schraubverbindungen

Bei Schraubverbindungen mit hochfesten Schrauben (etwa ab Festigkeitsklasse 6.8) können scheinbar unerklärliche, spontane Brüche auftreten, meist zeitverzögert, also nicht direkt nach der Montage, sondern im Einsatz. In solchen Fällen besteht der Verdacht auf Wasserstoffversprödung als Ursache für eine Rissentstehung, die letztlich zum Bruch führt. 

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