Ein Meßverfahren zur Bestimmung der Bruchzähigkeit laufender Risse in Gasrohrleitungen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Andreas Bürgel
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5292340

Eine Rissausbreitung in der Wand einer Gasrohrleitung kann durch den vorhandenen Innendruck über eine Distanz von vielen Kilometern mit hoher Geschwindigkeit erfolgen. Daraus resultiert ein enormer Kostenaufwand bei der Reparatur. Entscheidend für dieses Problem ist der Zusammenhang zwischen Gasdynamik und Bruchdynamik: Einerseits erfolgt bei Rissausbreitung ein Druckabfall in der Rohrleitung aufgrund des durch den Riss entweichenden Gases. Damit fällt die mechanische Belastung des Risses, d.h. der Spannungsintensitätsfaktor KIdyn, ab. Andererseits ist die dynamische Bruchzähigkeit KID des laufenden Risses (die Risslaufzähigkeit) eine von der Rissausbreitungsgeschwindigkeit abhängige Größe. Das Gleichgewicht zwischen Spannungsintensitätsfaktor und Risslaufzähigkeit und ihre Abhängigkeiten von der Rissausbreitungsgeschwindigkeit entscheiden darüber, ob die Rissausbreitung instabil über eine große Distanz erfolgt, oder ob der Riss nach einer kurzen Distanz wieder arretiert. Im Rahmen dieses Vorhabens soll die bruchdynamische Bestimmung der Risslaufzähigkeit KID in Abhängigkeit von der Rissausbreitungsgeschwindigkeit für Rohre aus Polyethylen betrachtet werden. Ziel ist es, ein praxisnahes Messverfahren zur Bestimmung der Risslaufzähigkeit in Rohrleitungen zu entwickeln, das letztendlich in eine Norm einfließen soll.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien