Published 1990 | Version v1
Journal article

Experimental and mathematical determination of initiation and propagation of fatigue cracks in pressure vessels

Creators

  • 1. Technischer Ueberwachungs-Verein Rheinland e.V., Koeln (Germany, F.R.). Inst. fuer Materialpruefung und Chemie

Description

In cyclic loading tests carried out on eight 34 CrMo 4 pressure vessels the formation of fatigue cracks originating from starter notches could best be determined by the DC potential drop method and the measurement of crack opening displacement. As the cycles to fatigue crack initiation could be calculated only roughly when applying the constants for a similar material known from the literature, more appropriate constants were derived from the tests. A comparatively plain crack propagation program based on fracture mechanics relationships was found to give too low an estimate of the number of load cycles required for the propagation of semi-elliptical surface flaws in vessels if the stress limits during cyclic loading were kept constant or the minimum stress was raised respectively. In case the maximum stress was reduced, the underestimate was greater by far as the reduction in crack growth rate produced by the compressive residual stress of the high stress was not taken into account. (orig.)

Abstract (German)

Im Rahmen von Schwellversuchen an acht Hochdruck-Transportbehaeltern aus 34 CrMo 4 konnte die Bildung von Ermuedungsrissen an Starterkerben am besten mit der Gleichstrompotentialmethode, aber auch mit Kerbaufweitungsmessungen, erfasst werden. Da die zur Rissbildung erforderliche Anrisslastwechselzahl mit Konstanten aus der Literatur fuer einen aehnlichen Werkstoff nur ungenau zu berechnen war, wurden aus den Versuchen geeignetere Konstanten abgeleitet. Mit einem auf der Basis bruchmechanischer Beziehungen aufgestellten relativ einfachen Risswachstumsprogramm wird die Lastwechselzahl zur Ausbreitung halbelliptischer Oberflaechenrisse in Behaeltern unterschaetzt, wenn die Lastgrenzen beim Schwellvorgang konstant bzw. die Unterlast angehoben wurde. Bei Absenken der Oberlast ist die Unterschaetzung deutlich groesser, da die Verringerung der Rissgeschwindigkeit durch das von der hohen Last erzeugte Druck-Eigenspannungsfeld nicht beruecksichtigt wird. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Bildung und Wachstum von Ermuedungsrissen in Druckbehaeltern - experimentelle und rechnerische Bestimmung

Publishing Information

Journal Title
Steel Research
Journal Volume
61
Journal Issue
3
Series
Steel Res.
Journal Page Range
136-142
ISSN
0177-4832
CODEN
STRSE