TY - THES

T1 - Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von Wellrohren

AU - Wunsch, Lukas

N1 - gesperrt bis 01-06-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - Die vorliegende Arbeit umfasst die mechanische Charakterisierung von austenitischen Edelstahlrohren, welche eine gewellte Mantelform aufweisen. Solch speziell geformte Rohre werden in der Fachliteratur als Wellrohre bezeichnet. Wellrohre werden über einen mehrstufigen Kaltumformprozess hergestellt. Dabei wird das Metallband über einen Gleitbiege- oder Rollformprozess zu einem Spaltrohr geformt. Eine Schweißeinrichtung verschließt mit einer durchgehenden Schweißnaht den Spalt. Das längsnahtgeschweißte Glattrohr wird anschließend mit Hilfe eines rotierenden oder taumelnden Werkzeuges zu einem Wellrohr kaltumgeformt. Je nach Rohrkontur kann der Wellprozess ein- oder mehrstufig Ausgeführt werden. Wellrohre finden Anwendung als flexible Leitungen für den Transport von fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Erdgas. Weiters werden sie in Wärmetauschern oder Solaranlagen verwendet. Aufgabe der Arbeit war es, das mechanische Verhalten der Wellrohre unter definierten Belastungsfällen experimentell zu charakterisieren und die Versagensgrenzen zu ermitteln. Dazu wurde das Wellrohr Axial-, Radial- und Biegebeanspruchungen ausgesetzt. Zur Untersuchung des Berst- bzw. Implosionsverhaltens wurde eine geeignete Druckkammer konstruiert und gefertigt. Neben den experimentellen Untersuchungen wurden die jeweiligen Belastungsfälle mit Hilfe des Finite-Elemente Softwarepakets Abaqus/CAE modelliert. Die Ergebnisse aus der Simulation wurden mit denen aus den Experimenten verifiziert. Aus diesen Erkenntnissen besteht die Möglichkeit einer Vorhersage über die Belastungsgrenzen von Wellrohren mit einer geometrisch veränderten Kontur bereits in der Entwicklungsphase.

AB - Die vorliegende Arbeit umfasst die mechanische Charakterisierung von austenitischen Edelstahlrohren, welche eine gewellte Mantelform aufweisen. Solch speziell geformte Rohre werden in der Fachliteratur als Wellrohre bezeichnet. Wellrohre werden über einen mehrstufigen Kaltumformprozess hergestellt. Dabei wird das Metallband über einen Gleitbiege- oder Rollformprozess zu einem Spaltrohr geformt. Eine Schweißeinrichtung verschließt mit einer durchgehenden Schweißnaht den Spalt. Das längsnahtgeschweißte Glattrohr wird anschließend mit Hilfe eines rotierenden oder taumelnden Werkzeuges zu einem Wellrohr kaltumgeformt. Je nach Rohrkontur kann der Wellprozess ein- oder mehrstufig Ausgeführt werden. Wellrohre finden Anwendung als flexible Leitungen für den Transport von fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Erdgas. Weiters werden sie in Wärmetauschern oder Solaranlagen verwendet. Aufgabe der Arbeit war es, das mechanische Verhalten der Wellrohre unter definierten Belastungsfällen experimentell zu charakterisieren und die Versagensgrenzen zu ermitteln. Dazu wurde das Wellrohr Axial-, Radial- und Biegebeanspruchungen ausgesetzt. Zur Untersuchung des Berst- bzw. Implosionsverhaltens wurde eine geeignete Druckkammer konstruiert und gefertigt. Neben den experimentellen Untersuchungen wurden die jeweiligen Belastungsfälle mit Hilfe des Finite-Elemente Softwarepakets Abaqus/CAE modelliert. Die Ergebnisse aus der Simulation wurden mit denen aus den Experimenten verifiziert. Aus diesen Erkenntnissen besteht die Möglichkeit einer Vorhersage über die Belastungsgrenzen von Wellrohren mit einer geometrisch veränderten Kontur bereits in der Entwicklungsphase.

KW - Wellrohr

KW - mechanische Eigenschaften

KW - Druckkammer

KW - corrugated tubes

KW - mechanical properties

KW - pressure chamber

M3 - Diplomarbeit

ER -