Das Projekt "Teilvorhaben: Ermittlung des Einflusses von Dross auf die Bauteilauslegung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siempelkamp Gießerei GmbH durchgeführt. Großgussbauteile aus Sphäroguss (GJS) bieten für die Windkraftindustrie durch hohe gestalterische Freiräume und den geringen Fertigungsaufwand unverzichtbare Vorteile. Die stetige Leistungssteigerung erfordert eine erhöhte Werkstoffausnutzung und stellt hohe Anforderungen an die Kenntnisse des zyklischen Werkstoffverhaltens. Dies erfordert die zuverlässige Bewertung unvermeidbarer Verunreinigungen (Dross) im Großguss. Da Dross verfahrenstechnisch schwer beeinflussbar ist, wird er bisher in Materialzugaben 'aufgefangen', die nach dem Erstarren abzutragen sind. Dross ist an schwer zugänglichen Stellen oft nur händisch entfernbar und stellt somit eine enorme Belastung für die Mitarbeiter dar. Dies kostet Ressourcen und behindert die Energieeffizienzsteigerungen. Bei Dross unterhalb der Zugabe, erfolgt ein Abarbeiten auf Untermaß, da ein gesicherter Bauteilfestigkeitsnachweis für Dross nicht durchführbar ist. Zur Bauteilfreigabe sind dann Nachweise der Unterwandstärke erforderlich. Im Projekt 'unverDROSSen' soll Dross durch die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (ZfP) an dickwandigen Bauteilen aus Sphäroguss EN-GJS-400 eindeutig beschrieben werden. Zur Ableitung von Dross-Festigkeitsklassen, werden für unterschiedliche Drossausprägungen statische und zyklische Festigkeiten ermittelt, um das Werkstoffverhalten von Dross für eine numerische Beanspruchbarkeitsanalyse aufzubereiten. Es folgt die Erstellung eines Prüf- und Auslegungskonzeptes zur späteren Praxisanwendung und die Überführung der Ergebnisse in Richtlinien und Normen. Dazu ist Dross mit etablierten und innovativen ZfP-Verfahren in seinen Erscheinungsformen zu charakterisieren. Bestehende ZfP-Verfahren sind weiterzuentwickeln und ggf. neue Verfahren aus der Forschung in die Praxis zu überführen. Die Zyklischen Eigenschaften der verschiedenen Ausprägungsformen sind zu ermitteln.
Das Projekt "Teilvorhaben Charakterisierung und Bewertung von Dross mittels Ultraschall Sampling Phased Array" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ACS-Solutions GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens 'unverDROSSen' in Zusammenarbeit mit Unternehmen der Gießereibranche und der ZfP sowie Forschungs-stellen soll Dross mittels zerstörungsfreien Prüfung detektierbar gemacht werden. Anschließend werden die mechanischen Eigenschaften auf Basis statischer und zyklischer Materialuntersuchungen erfasst, ein Dross-Festigkeitsklassensystem auf Basis der zerstörenden und der zerstörungs-freien Prüfergebnisse ermittelt und im letzten Schritt Bemessungs- und Prüfkonzepte erarbeitet, die eine Auslegung und Bauteilnachberechnung bei Vorhandensein von Dross erlauben. Die Projektarbeit ist in folgende Arbeitspakete (AP) aufgeteilt: AP1: Bereitstellung von Versuchskörpern und Bauteilen AP2: Detektion von Dross mittels ZfP AP3: Entwicklung eines Dross-Festigkeitsklassen-Systems AP4: Bemessungskonzept für drossbehaftete Bauteile AP5: Ableitung einer Freigabemethode für Dross mittels ZfP AP6: Überführung der Ergebnisse in die Praxis
Das Projekt "Teilvorhaben Charakterisierung von Dross mittels zerstörungsfreier und zerstörender Prüftechnik und dessen Bewertung nach Aspekten der Betriebsfestigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. Das Ziel von unverDROSSen ist die (Betriebs-)Festigkeitsbewertung des Gefügefehlers DROSS im dickwandigen Großguss mit Hilfe der zerstörenden Prüf- und der zerstörungsfreien Messtechnik (ZfP), so dass ein numerischer Festigkeitsnachweis unter Beachtung der lokalen Schwingfestigkeit für drossbehaftete Bereiche geführt und somit von der Forderung der Drossfreiheit abgesehen werden kann. Die Grundlage für die Freigabe von Windenergieanlagen- und Großgusskomponenten bildet zum Ende des Forschungsprojekts ein experimentell abgesichertes Dross-Festigkeitsklassen-System, um auf das Abarbeiten von Dross bzw. das erneute Abgießen von Großgussbauteilen größtenteils zu verzichten. Zur Erreichung dieses Ziels gilt es, ein Verfahren der zerstörungsfreien Prüftechnik zu qualifizieren, um typische Drossausprägungen zu identifizieren. Anschließend werden Festigkeitskennwerte für die unterschiedlichen Drosserscheinungsformen experimentell auf Basis von statischen und zyklischen Prüfmethoden ermittelt, so dass gemeinsam mit den ZfP-Ergebnissen ein Dross-Festigkeitsklassensystem abgeleitet werden kann. Abschließend wird ein Bemessungskonzept erstellt, mit dem die drossbehafteten und mittels ZfP identifizierten lokalen Gefügeausprägungen in beliebigen Bauteilstrukturen der Großgusskomponenten bewertet werden können.