Neue Aspekte bei der Modellierung duktilen Rissfortschritts in Großrohren für den CO2-Transport

Bei der Auslegung von Rohrleitungen für den Transport kompressibler Medien wird die erforderliche Mindestzähigkeit in der Regel mit Hilfe des etablierten Battelle-Two-Curve-Modells bestimmt und als Kerbschlagarbeit ausgedrückt. Für moderne Leitungsrohrstähle, insbesondere in der Anwendung für den CO2-Transport in flüssiger Phase, ist dieses Konzept mit Fragezeichen zu versehen, da der Kerbschlagbiegeversuch bei hochzähen Stählen an Aussagekraft verliert. Aufgrund der geringen Anzahl an bislang vorliegenden Ergebnissen aus Berstversuchen mit CO2-Befüllung, die zudem nur einen engen Bereich von Rohrgeometrien und Werkstoffeigenschaften umfassen, ist es jedoch schwierig, sowohl valide Verbesserungen des Zähigkeitskonzepts als auch Anforderungen an das Leitungsdesign abzuleiten. Mit der Absicht, die Datenbasis für die bislang bekannten Tendenzen im Rissarrestverhalten von Transportleitungen zu erweitern, wurde numerische Finite-Elemente-Modellierung als praktikables, unterstützendes Instrument zur Untersuchung des Einflusses von Außendurchmesser und D/t-Verhältnis eingesetzt. Die Ergebnisse folgen den Tendenzen, die die Bewertung nach der Design-Richtlinie DNV-RP-F104 liefert, zeigen aber die erwartete Konservativität dieser Richtlinie.