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Description
Die zuverlässige Übertragung großer Lasten in der modernen Anlagentechnik, insbesondere bei Windkraftanlagen und im schweren Stahlbau, erfordert den Einsatz großformatiger Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9.
Aufgrund ihrer hohen Festigkeit unterliegen diese Verbindungselemente jedoch einem erhöhten Gefährdungspotenzial für eine wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion.
Dieser Schädigungsmechanismus führt unter Zugbeanspruchung zu einem spröden, zeitverzögerten Versagen – ohne jegliche sichtbare Vorankündigung. Dies stellt dies ein massives Risiko für die strukturelle Integrität dar und verursacht im Schadensfall durch ungeplante Stillstände und hohen Reparaturaufwand signifikante Kosten.
Es werden ausgewählte Schäden an großformatigen Schrauben der Abmessungen M42 bis M64 vorgestellt, die innerhalb weniger Wochen oder Monate nach der Montage infolge wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion gebrochen sind. Die Schadensursachen lassen sich dabei in anfällige Werkstoffzustände, beschichtungs- und montagebedingte Faktoren unterteilen.
In der Fertigung stellen unzulässige Oberflächenaufkohlungen, die zu Härtewerten deutlich über dem zulässigen Limit führen, sowie Fehler im Feuerverzinkungsprozess ein erhebliches Risiko dar.
Ein oft unterschätzter Einflussfaktor ist die Montagepraxis. Witterungsbedingte Einflüsse auf die Gewindeoberflächen verändern die Reibungszahlen massiv, was bei drehmomentgesteuerten Anziehverfahren zu unkontrollierten Vorspannkräften oberhalb des Auslegungskriteriums führen kann.
Anhand fraktographischer, mikroanalytischer und mikrostruktureller Untersuchungen werden ausgewählte Schadensfälle vorgestellt. Darüber hinaus beleuchtet der Vortrag den der wasserstoffinduzierten Spannungsrisskorrosion zugrunde liegenden Schädigungshergang, die normative Situation sowie den Zusammenhang zwischen Werkstoffanfälligkeit und Wasserstoffgehalt.