Hohe Druckeigenspannungen reduzieren Anlagenausfälle

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Schaut man sich einmal den Verlauf der Wöhlerlinien an, wird deutlich, dass die Linien der unbehandelten und die der behandelten Proben zur statischen Belastung hin zusammenlaufen beziehungsweise mit steigender dynamischer Belastung auseinanderlaufen. Von daher ist der Effekt bei hohen Mittelspannungen und niedrigen Lastwechselzahlen geringer, wird jedoch mit zunehmender Schwingspielzahl immer größer.

Ermüdungsfestigkeit höherfester Stähle teilweise von der Streckgrenze abhängig

Bereits im Jahre 2006 hat die Uni Stuttgart mit dem AIF-geförderten Projekt P620 „Effizienter Einsatz höherfester Stähle unter Ermüdungsbeanspruchung“ bewiesen, dass die Ermüdungsfestigkeit nicht wirklich unabhängig von der Streckgrenze ist, weil dabei die nachbehandelten Proben mit steigender Streckgrenze auch steigende Ergebnisse erzielten. Ab einem S690 traten die Risse nicht einmal mehr im Nahtbereich, sondern vermehrt im Grundmaterial auf. Auch wenn für andere Werkstoffe wie Aluminium, Edelstähle oder Gusswerkstoffe bisher noch nicht so viele Ergebnisse vorliegen und diese meist auch noch durch Vertraulichkeitsvereinbarungen geschützt sind, so kann man jedoch bereits sagen, dass sich diese Effekte auch an solchen Werkstoffen erzielen lassen.

Aufgrund der stets guten Ergebnisse aus der Forschung sowie der Industrie wird der Effekt von der Fachwelt nicht mehr infrage gestellt. Lediglich die Quantifizierung für eine rechnerische Berücksichtigung innerhalb der Konstruktion bedarf noch weiterer Untersuchungen beziehungsweise individueller Bauteilversuche. Bisher wurden bereits Materialeinsparpotenziale von 40% ermittelt und dadurch bedingt natürlich auch Folgeeinsparungen durch ein geringeres Schweißnahtvolumen.

Mit PIT reparierte Bauteile halten deutlich länger

Diese Aussichten motivieren die Industrie und die Forschung gleichermaßen, ständig weitere Untersuchungen durchzuführen, um den weiten Weg in die Regelwerke zu ebnen. Moderne Unternehmen, die mit ihren Innovationen nicht auf die Regelwerke warten wollen oder können, führen eigene Versuche durch, um den Einfluss auf ihr individuelles Produkt zu quantifizieren und gegebenenfalls eine Zustimmung im Einzelfall oder eine Typenstatik zu erlangen. Denn zieht man auch nur eine teilweise Berücksichtigung der bisherigen Ergebnisse in Betracht, wird deutlich, wie schnell sich eine individuelle Untersuchung des eigenen Produktes rechnen kann.

Aber auch zur Schaffung zusätzlicher Sicherheit bei ermüdungstechnisch ausgereizten Konstruktionen findet die PIT-Technik zunehmend ihre Anwendung. Bis zum Einzug in die Regelwerke findet die PIT-Technik ihren Einsatz in erster Linie innerhalb der Instandhaltung, dies besonders, weil der Effekt auch noch an bereits bestehenden Anlagen durch eine nachträgliche Behandlung erzielt wird. So halten reparierte Bauteile, an denen sowohl die Reparaturnaht als auch die noch nicht geschädigten Hotspots behandelt wurden, häufig länger als die neuen Bauteile selbst.

Außer den Reparaturnähten auch gefährdete Bereiche behandeln

Dies erlaubt erstmals ein präventives Vorgehen gegen Ermüdungsschäden. So hat zum Beispiel ein weitsichtiger Chemiekunde bei einem Ermüdungsschaden an einer von vier Kugelmühlen nicht nur die Reparaturnähte der beschädigten Mühle, sondern auch gleich die gefährdeten Bereiche an allen vier Mühlen behandeln lassen und somit einem Ausfall seiner Anlage entsprechend vorgebeugt. Eine für die Produktion sowie die Instandhaltung gleichermaßen interessante Anwendung ist das von der Pitec sogenannte Zwischenlagenhämmern. Dabei wird durch das Einbringen der Druckeigenspannungen in jede Lage einer Schweißnaht, welches das Aufbauen der Zugeigenspannungen deutlich reduziert, der Verzug vermindert und die Belastbarkeit gesteigert.

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