3. Exemplarische Untersuchungsergebnisse
; von 16 Das Gefüge der untersuchten Behältersegmente erweist sich als sehr unterschiedlich bezogen auf
verwen- die verschiedenen Höhenpositionen und Tiefenlagen. In der zum Kalottenscheitelpunkt nächsten
cht vor. Lage besteht das Gefiige aus fein-strukturiertem Bainit mit voreutektoidem Ferrit. Es ist relativ ho-
y °C h mogen und weist Segregationslinien auf (Bild 2). Es wird als das durch das Experiment nicht ver-
sgewie- änderte Ausgangsgefüge interpretiert. Mit zunehmender Höhenposition treten, von der Innenseite
| in Tab. beginnend, deutliche Gefügeänderungen auf, die auf eine partielle (Bild 3) oder vollständige (Bild
m Ver- 4) «-y-Umwandlung während des Experimentes hinweisen. An der Außenseite entstehen eine breite
der Be- Zunderschicht und eine Entkohlungszone (Bild 5). Reaktionen mit der oxidischen Schmelze werden
rschliffe nur in einem Fall und sehr lokal beobachtet. Eine Übersicht der im Experiment EC-2 gefundenen
veißnaht Gefügezonen vermittelt Bild 6.
ergänzt Wichtige Informationen über die Materialschädigung liefert die Porenverteilung. Der Porenanteil ist
ssungen maximal in Hohe des Schmelzspiegels. Radial sind die Poren (Abb. 7) vor allem in der äußeren
nt keine Wandhilfte, nicht aber unmittelbar in der Randzone, konzentriert
n Glith-
spielhaft 4. Diskussion und Schlussfolgerungen
Experi-
Das nach der Belastungsexkursion vorliegende Gefüge wird nicht nur durch die aufgetretene Ma-
ximaltemperatur, sondern auch durch deren Dauer und vor allem durch den Temperatur-Zeit-
Verlauf in der Abkiihlungsphase bestimmt. Um diesen Einfluss bei der Interpretation der metallo-
SET grafischen Befunde zu berücksichtigen, wurden Glühversuche mit Kesselabschnitten durchgeführt,
er die wihrend des Versuches nicht iiber die A¢-Temperatur erwarmt worden sind. In diesen Glithver-
eißnaht | h den die im Experiment T Zeit-Verlaufe simuli
: suchen wurden die im Experiment gemessenen Temperatur-Zeit-Verlaufe simuliert. Das konnte
reifinaht allerdings nur in einem groben Parameterraster realisiert werden. Auf Grund dieser Temperatur-
Zeit-Simulationen wurde beispielsweise fiir das FOREVER-Experiment EC-2 eine maximale Tem-
peratur von 1050-1100 °C abgeschatzt. Der axiale Temperaturgradient ist < 100 grd. Die Werte
stimmen gut mit FEM-FOREVER-Modellrechnungen überein, liegen aber deutlich über den im
Experiment gemessenen Werten. In jedem Fall wird die Position des axialen Temperaturmaximums
metallografisch dort bestimmt, wo auch die Simulationsrechnungen die höchsten Temperaturen
vorausbestimmen. Eine gute Übereinstimmung mit den FEM-Rechnungen liefert auch die Analyse
der Porenverteilung. Abb. 7 gibt einen anschaulichen Eindruck der Porenverteilungen über die
Wanddicke eines dicht über dem Durchriss gelegenen Wandquerschnittes. Abb. 8 zeigt den Verlauf
des Schädigungsparameters in dieser Position aus der FEM-Rechnung. Der Schädigungsparameter
wird dabei als Summe des verbrauchten Anteiles an plastischer Bruch- und Kriechdehnung unter
Berücksichtigung der Spannungstriaxialität berechnet.
Wechselwirkungen zwischen der oxidischen Schmelze und dem Druckbehälter spielten im Bereich
der experimentellen Bedingungen des FOREVER-Experimentes keine Rolle. Die Randentkohlung
ist für den Verlauf des Experimentes ebenfalls nicht relevant. Die Ergebnisse zeigen eher eine Ver-
ringerung der Kriechschädigung im Bereich der Randentkohlung.
Eine unbefriedigende Übereinstimmung zwischen dem metallografischen Befund und der FEM-
Simulation wird im Falle des FOREVER-Experimentes EC-1 gefunden. In diesem Experiment lag
der Schmelzspiegel oberhalb der Schweißnaht, wodurch das Maximum der thermischen Belastung
in dem zylindrischen, aus 15Mo3 gefertigten Teil lag. Die geringere Kriechfestigkeit des 15Mo3
führte zu vorzeitigem Versagen. Das FEM-Modell, das die Materialparameter des 16MNDS5 ver-
wendet. beschreibt unter diesen Umständen nicht mehr korrekt den Experimentverlauf
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