Published 1998 | Version v1
Miscellaneous

Experimental and numerical determination of the creep and relaxation behaviour of high-temperature, flanged pipe joints

Description

The creep-induced deformation behaviour of three near-to-practice flanged pipe joints on a scale of 1:2.5 has been experimentally and numerically examined. The experimental results reveal the curve of plastic (creep) deformation in the bolts or flanged joints as a function of time or location, so that it is possible to assess the integral behaviour of the flanged pipe joints. It is shown that the stress reduction in the pre-stressed bolts describes a similar curve for all the materials examined: After a relatively steep decrease over a short term of about 500 h, the curve flattens and describes a quasi-stable state with only minor changes in velocity. If calculations for modelling of the time-dependent materials behaviour can rely on a sufficiently comprehensive database and if the material laws can be formulated with sufficient accuracy for the entire stress range under examination, the FE calculations will yield a correspondingly accurate description of the time-dependent stress development as a function of degree of deformation of the flanged area (eg. angle between pipe and flange disk). This method in [dition yields information on the entire deformation, the creep-induced deformation, and elastic deformation. (orig./CB)

Abstract (German)

Im Rahmen des Vorhabens wurde das Verformungsverhalten von drei verschiedenen praxisnahen Rohrflanschverbindungsmodellen im Massstab 1:2,5 im Kriechbereich experimentell und numerisch untersucht. Die experimentellen Untersuchungen zeigten den Verlauf der plastischen (Kriech-) Verformungen in den Schrauben bzw. Flanschkoerpern in Abhaengigkeit von der Zeit bzw. des Ortes. Damit war es moeglich, das integrale Verhalten der untersuchten Flansche zu beurteilen. Es zeigte sich, dass der Spannungsabbau der Vorspannung in den Schrauben bei allen verwendeten Werkstoffen einen aehnlichen Verlauf zeigt: Nach relativ steilem Abfall im Kurzzeitbereich bis ca. 500 h, nimmt der Gr[ient der Steigung ab und es stellt sich ein quasistabiler Zustand mit nur noch geringer Aenderungsgeschwindigkeit ein. Kann bei der Modellierung des zeitabhaengigen Werkstoffverhaltens auf eine ausreichende Datenbasis zurueckgegriffen werden und das Materialgesetz ueber den noetigen Spannungsbereich hinreichend genau formuliert werden, liefert die FE-Berechnung den zeitlichen Verlauf der Spannung in Abhaengigkeit vom Verformungsgr[ des Flanschkoerpers (z.B. Winkel zwischen Rohr und Flanschteller) mit entsprechender Genauigkeit. Zusaetzlich kann eine solche Formulierung auch fuer die Gesamt-, Kriech- und elastischen Dehnungen aufgestellt werden. (orig./MM)
Part of:
20th Lecture meeting on ''Long-term performance of heat-resistant steels and high-temperature resistant materials'', Duesseldorf, 28 November 1997. Thermal material stresses

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Experimentelle und numerische Ermittlung des Kriech- und Relaxationsverhaltens von Hochtemperaturrohrflanschen

Publishing Information

Imprint Title
20th Lecture meeting on ''Long-term performance of heat-resistant steels and high-temperature resistant materials'', Duesseldorf, 28 November 1997. Thermal material stresses
Imprint Pagination
217 p.
Journal Page Range
p. 120-131

Conference

Title
Long-term performance of heat-resistant steels and high temperature materials
Original Conference Title
20. Vortragsveranstaltung: Langzeitverhalten warmfester Staehle und Hochtemperaturwerkstoffe
Acronym
20. lecture meeting
Dates
28 Nov 1997
Place
Duesseldorf (Germany)

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
29047149
Subject category
S36: MATERIALS SCIENCE;
Resource subtype / Literary indicator
Conference, Non-conventional Literature
Descriptors DEI
CREEP; DEFORMATION; EQUATIONS; FINITE ELEMENT METHOD; FLANGES; RELAXATION; STEAM LINES
Descriptors DEC
CALCULATION METHODS; MECHANICAL PROPERTIES; NUMERICAL SOLUTION; PIPELINES

Optional Information

Notes
Imprint:20. Vortragsveranstaltung 'Langzeitverhalten warmfester Staehle und Hochtemperaturwerkstoffe' am 28. November 1997 in Duesseldorf. Thermische Werkstoffbeanspruchung