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Assessment of the residual strength thresholds of composite pressure receptacles - Criteria for hydraulic load cycle testing

  • The current practice of periodic retesting of composite pressure receptacles primarily based on the hydraulic pressure test has to be evaluated as critical. This is justified by micro damages caused to the specimen by the test itself and by a lack of informative values. Thus, BAM Federal Institute of Materials Research and Testing uses a new validation approach in the case of retest periods of more than 5 years. It enables the description of the condition of a specific design type series based on destructive tests parallel to operation. With respect to this approach it is explained how the statistical evaluation of sample tests and their extrapolation to end of life or at least to the time of next retesting can be achieved. In addition, it is explained how the reliability limits may be linked to the size and pressure level of the respective composite pressure receptacle. The frame of this safety Approach includes the influence of the maximum working pressure on the safetyThe current practice of periodic retesting of composite pressure receptacles primarily based on the hydraulic pressure test has to be evaluated as critical. This is justified by micro damages caused to the specimen by the test itself and by a lack of informative values. Thus, BAM Federal Institute of Materials Research and Testing uses a new validation approach in the case of retest periods of more than 5 years. It enables the description of the condition of a specific design type series based on destructive tests parallel to operation. With respect to this approach it is explained how the statistical evaluation of sample tests and their extrapolation to end of life or at least to the time of next retesting can be achieved. In addition, it is explained how the reliability limits may be linked to the size and pressure level of the respective composite pressure receptacle. The frame of this safety Approach includes the influence of the maximum working pressure on the safety assessment. One topic of this approach is the introduction of the working diagram essential for safety assessments that allows graphical evaluation of load cycle strength by mean value, scatter and survival rate of samples as well as instruction how to use it. For this, it is explained how the number of filling cycles and the reduction of the respective hydraulic residual cycle strength interacts with the newly introduced value of specific filling sensitivity.zeige mehrzeige weniger
  • Die aktuelle Praxis, die wiederkehrende Prüfung von Druckgefäßen aus Verbundwerkstoffen primär auf die hydraulische Innendruckprüfung zu begründen, ist kritisch sowohl bzgl. der Mikro-Schädigung der Prüfmuster als auch bzgl. ihrer Aussagekraft zu bewerten. Deshalb kommt durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM bei der Zulassung von Prüffristen für Composite-Druckgefäße von mehr als 5 Jahren zur Absicherung ein neuer Validierungsansatz zur Anwendung. Er ermöglicht eine Zustandsbeschreibung der Gesamtheit eines Baumusters auf der Basis wiederholt betriebsbegleitend zerstörender Prüfungen. Mit Bezug auf diesen Ansatz wird erläutert, wie die statistische Auswertung von Stichproben und deren perspektivische Extrapolation zur Vorhersage des Endes der Lebensdauer bzw. zumindest des Zeitpunkts der nächsten wiederholten Prüfung erfolgen können. Ferner wird erläutert, wie Zuverlässigkeitsgrenzwerte von der Größe von Druckgefäßen abhängig gemacht werden können und welchenDie aktuelle Praxis, die wiederkehrende Prüfung von Druckgefäßen aus Verbundwerkstoffen primär auf die hydraulische Innendruckprüfung zu begründen, ist kritisch sowohl bzgl. der Mikro-Schädigung der Prüfmuster als auch bzgl. ihrer Aussagekraft zu bewerten. Deshalb kommt durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM bei der Zulassung von Prüffristen für Composite-Druckgefäße von mehr als 5 Jahren zur Absicherung ein neuer Validierungsansatz zur Anwendung. Er ermöglicht eine Zustandsbeschreibung der Gesamtheit eines Baumusters auf der Basis wiederholt betriebsbegleitend zerstörender Prüfungen. Mit Bezug auf diesen Ansatz wird erläutert, wie die statistische Auswertung von Stichproben und deren perspektivische Extrapolation zur Vorhersage des Endes der Lebensdauer bzw. zumindest des Zeitpunkts der nächsten wiederholten Prüfung erfolgen können. Ferner wird erläutert, wie Zuverlässigkeitsgrenzwerte von der Größe von Druckgefäßen abhängig gemacht werden können und welchen Einfluss der reale Gasdruck auf die Sicherheitsbewertung im Rahmen des Ansatzes der BAM hat. Es wird insbesondere in das zentrale Arbeitsdiagramm des vorgenannten Ansatzes, das für Sicherheitsbewertungen wesentlich ist, eingeführt und erläutert, wie dieses verwendet werden kann. Hierzu wird auch ausgeführt, wie die Füllzyklenzahl und die Lastwechselfestigkeit über die neu eingeführte Größe der spezifischen Füllempfindlichkeit zusammenhängen.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Georg MairORCiD, Martin Hoffmann
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Eigenverlag BAM
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Materials Testing
Jahr der Erstveröffentlichung:2013
Herausgeber (Institution):Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Verlag:Hanser
Verlagsort:München
Jahrgang/Band:55
Ausgabe/Heft:2
Erste Seite:121
Letzte Seite:129
Freie Schlagwörter:Composite cylinders; Hydraulic cycle testing; Probabilis-tic; Residual strength; Sample testing
ISSN:0025-5300
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.02.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:04.02.2013
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