Das Nanolaminatpflaster – Schweißnahtnachbehandlung für bisher unerreichte Lebensdauerverlängerung. Issue 9 (8th August 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Brunow, Jakob; Rutner, Marcus
• Is Part Of: Stahlbau. Volume 90:Issue 9(2021)
• Page Start: 691
• Page End: 700
• Publication Date: 2021-08-08
• Subjects: Nanolaminatbeschichtung -- Nanomaterialien -- Galvanotechnik -- Schweißnaht -- Lebensdauerverlängerung -- Oberflächenbehandlung -- Schweißnahtnachbehandlung; nanolaminate coating -- nano materials -- electroplating -- weld -- lifetime extension -- surface technologies -- post‐weld treatment; Werkstoffe -- Schweißen und Schneiden; materials -- welding and cutting; Building, Iron and steel -- Periodicals; Strains and stresses -- Periodicals; 624
• DOI: 10.1002/stab.202100042
• Languages: English
• ISSNs: 0038-9145

Abstract

Abstract: Wartung und Inspektion von dynamisch beanspruchter stählerner Infrastruktur sind kostenintensiv. Die Frequenz der Inspektionen steigt zum Ende der Lebensdauer an. Schwachstellen einer Konstruktion sind meist die konstruktiven Verbindungen. Wirtschaftliche Sanierungsmaßnahmen von ermüdeten konstruktiven Verbindungen, die kostspielige Inspektionsintervalle unnötig machen, wurden bis jetzt nicht in die breite Praxis übertragen. In diesem Aufsatz wird mit der Nanolaminatbeschichtung, auch Nanolaminatpflaster genannt, ein neues Schweißnahtnachbehandlungsverfahren vorgestellt. Eine Ermüdungsstudie im Zugschwellbereich mit geschweißten und mit Nanolaminat beschichteten Stahlproben zeigt erstmals das Potenzial dieses Schweißnahtnachbehandlungsverfahrens hinsichtlich Lebensdauerverlängerung, auch gegenüber anderen bekannten Schweißnahtnachbehandlungsverfahren. Durch die Nanolaminatbeschichtung ergeben sich in dieser Vorstudie vielversprechende Einzelergebnisse: Bei einer Spannungsschwingbreite nahe der Streckgrenze wird die Lebensdauer im Mittel um das Drei‐ bzw. 4, 5‐Fache erhöht. Die Nanolaminatbeschichtung wird im Vergleich mit anderen Schweißnahtnachbehandlungsverfahren diskutiert. Die Schweißnahtnachbehandlung mit Nanolaminatbeschichtungen erscheint industrieübergreifend von großem Interesse und ist bei neuen oder bestehenden Konstruktionen anwendbar. Abstract: The nanolaminate patch – a post‐weld treatment for unmatched lifetime extension Maintenance of dynamically loaded steel infrastructure is expensive. The frequency of inspections increases towards the end of the lifetime. The weak link of a structure is often the structural joint. Economical maintenance methods for fatigued structural components, which make expensive inspection intervals obsolete, have not been transferred to engineering practice yet. This article introduces a new post‐weld treatment method using a nanolaminate coating, also called nanolaminate patch, on the welded joint. A tension‐tension fatigue testing study of welded steel specimen shows the potential of this post‐weld treatment compared with other existing post‐weld treatment methods in respect to lifetime extension. Nanolaminate coating applied in this study shows promising first results: At an applied stress range close to the yield strength, the lifetime of the weld can on average be extended by a factor of 3 or 4.5, respectively. The nanolaminate coating is discussed in comparison with other post‐weld treatment methods. The post‐weld treatment using nanolaminate coating seems to be of interest across industries and is applicable on new or existing structures.