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Literatur : [ Stahl/Werkstoffe allg. | Korrosion/Beschichtung ]

Zur Vermeidung der Rissbildung an Stahlkonstruktionen beim Feuerverzinken unter besonderer Berücksichtigung der flüssigmetallinduzierten Spannungsrisskorrosion


Eine Häufung von Rissen an feuerverzinkten Stahlkonstruktionen führte zu Verunsicherungen. Die Begutachtung offenbarte als Ursache flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion und legte einen direkten Zusammenhang mit dem Verzinkungsprozess nahe.

Die im Rahmen dieser Arbeit zunächst durchgeführte Sichtung der Literatur verdeutlicht, dass diese Problematik in ihrer prinzipiellen Art schon seit den 1930er Jahren bekannt ist. Zur Lösung wurden über die Jahrzehnte einige wenige Forschungsvorhaben initiiert und durchgeführt, jedoch ohne zu einer fundierten Erkenntnis über die vielfältigen Einflussfaktoren und deren Zusammenwirken zu kommen. Somit fehlt es nach wie vor an quantifizierten Ansätzen sowohl auf der Beanspruchungs- als auch auf der Widerstandsseite, um das Gefährdungspotential einer Konstruktion beurteilen zu können. Entsprechend fehlt es auch an einer ausreichenden Berücksichtigung dieses Phänomens in der Normung.

In der vorliegenden Arbeit werden auf Grundlage von Schadensfallauswertungen die Einflussfaktoren auf den Schädigungsprozess erfasst und hinsichtlich ihrer Wirkungsweise entweder der Einwirkungsseite oder der Widerstandsseite zugeordnet. Zur Quantifizierung der einwirkenden mechanischen Beanspruchungen aus dem Verzinkungsprozess als auch den vorgeschalteten Fertigungsschritten erfolgt eine Untersuchung mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode sowie der Auswertung von großmaßstäblichen Versuchen. Zur Definition der durch die flüssige Zinkschmelze beeinflussten Widerstandsseite werden Kleinteilversuche in einer neu entwickelten Versuchsanlage durchgeführt.

Aus den derart einzeln erfassten und im Gesamtkontext gewichteten Einflussparametern sowie unter Berücksichtigung der aufgezeigten gegenseitigen Abhängigkeiten lassen sich Grenzzustandsbetrachtungen für die Fälle „Eintauchen der Konstruktion in die Zinkschmelze“ und „Verweilen in der Zinkschmelze“ ableiten.
Das somit aufgestellte Nachweiskonzept stellt eine Möglichkeit dar, die Rissgefährdung einer Stahlkonstruktion zu bestimmen bzw. durch gezielte Einstellung der Parameter eine Rissbildung zu vermeiden.

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