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Ausgehend von einer kurzen Einführung in die Problematik von Dauerschwingversuchen an Polymerwerkstoffen werden Prüfergebnisse aus der Umlaufbiegung an Hohlzylinderproben für eine breite Palette von Thermoplasten und ihren Verbunden vorgestellt. Die Ergebnisse werden hinsichtlich des Einflusses der Glasfaserverstärkung sowie der Kerbwirkung von Bohrungen diskutiert.
An Druckbehältern aus CFK-Wickellaminaten wurden unterschiedliche Arten von mechanischen Beschädigungen (Schlagschaden oder Kerben) eingebracht und wiederkehrende Druckprüfungen mit begleitender AT nach einer unterschiedlichen Anzahl von Innendruckzyklierungen durchgeführt. Zu Vergleichszwecken wurde ein Druckbehälter ohne äußere Beschädigung - die Erzeugung von Mikroschädigungen resultierte allein aus der Druckzyklierung - mitgeprüft.
Mit diesen Versuchen soll der Fragestellung nachgegangen werden, welche Arten von Beschädigungen bei periodischen Inspektionen durch Innendruckprüfung mittels AT nachweisbar sind und wie sich diese im druckabhängigen AE-Verlauf äußern.
Die AT-Ergebnisse der Druckprüfungen werden an Beispielen vorgestellt.
Als Ergebnis dieser Untersuchungen werden mögliche qualitative Kriterien zur Erkennung von "starken" Beschädigungen an gewickelten Druckbehältern aus Polymermatrix-Verbunden im Vergleich zu "unbeschädigten" Behältern anhand von AE-Merkmalen aus der "wiederkehrenden" Druckprüfung diskutiert.
Im Rahmen von nationalen und europäischen Forschungsvorhaben wurde die Schallemissionsprüfung (SEP) in den letzten Jahren an der BAM zur Prüfung und Zustandsbeurteilung von Composite-Druckbehältern eingesetzt und weiterentwi-ckelt.
Das aktiv arbeitende SEP-Verfahren detektiert bereits frühe, erste Schädigungen mit geringer SE-Intensität, z.B. durch Zwischenfaserbruchversagen. Später einset-zende Faserbrüche oder Delaminationsvorgänge erzeugen sehr starke Schallemissi-onen.
Im Vortrag werden anhand von Beispielen die unterschiedlichen Zielstellungen der SEP bei der Behälterprüfung dargestellt:
- Design-Optimierung von Behälterstrukturen durch Analyse der Schädigungs- entwicklung bei Berstversuchen
- Qualitätskontrolle von Composite-Druckbehältern beim Autofrettageprozess (Fertigung) oder bei der Erstdruckprüfung (Abnahmeprüfung)
- Nachweis von Beschädigungen im Betrieb (Ermüdungsrisse, Impacts, Delami- nationen, Kerben etc.) durch eine Wiederkehrende Druckprüfung
- Zustandsüberwachung (Structural Health Monitoring) zum Online-Nachweis von kritischen Ermüdungszuständen oder aktuellen Beschädigungen.
Das Zukunftspotenzial des Schallemissionsverfahrens besteht vor allem in seinem Einsatz bei der Prüfung und Zustandsüberwachung von Composite-Hochdruck-behältern für die 700 bar-Wasserstofftechnologie aber auch für Faserverbundbau-teile in anderen sicherheitsrelevanten Anwendungen, wie Windkraftanlagen, Luft- und Raumfahrt.