Sie sind hier
E-Book

Integrierte Schadenanalyse

Technikgestaltung und das System des Versagens

AutorKarlheinz G. Schmitt-Thomas
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2006
Seitenanzahl360 Seiten
ISBN9783540268345
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis169,99 EUR

Dieses Buch behandelt die systematische und nachvollziehbare Klärung der Ursachen und der Ereignisabfolgen bei technischen Versagensabläufen, Schäden und Schwachstellen, ausgehend von werkstoffkundlichen Untersuchungen. Es bietet für den Gutachter wie für den planenden Ingenieur Grundlagen, um große wirtschaftliche Schäden und Katastrophen vermeiden zu können.

Die Schadenanalyse wird nach einer speziellen Systematik unter Beachtung von Ereignisketten an Beispielen und in Fallstudien dargestellt. Möglichkeiten und Grenzen verschiedener Untersuchungsverfahren werden aufgezeigt. Das Buch bietet zudem eine schlüssige Darstellung der systematischen Schaden- und Schwachstellenanalyse. Vorgehensweisen, Untersuchungsmethoden und Schadenbeispiele werden in eine strenge Systematik eingeordnet.

Als wesentliche Ergänzung wurden in der 2. Auflage die Fallstudien erheblich erweitert. In konkreter Anwendung der Regeln zur Analyse wird aufgezeigt, wie von Untersuchungsschritt zu Untersuchungsschritt bis zur Ursache und zur Auslösung des Schadens vorgedrungen wird. Neu in der 2. Auflage: 12 Fallstudien zu Schadenuntersuchungen, in denen das schrittweise Vorgehen erläutert wird. Kapitel 14 ist neu.



Professor Schmitt-Thomas studierte Maschinenbau und war zunächst als Entwicklungsingenieur in der Eisenhütten-Industrie tätig. Danach baute er die Allianz Zentrum für Technik GmbH auf und war dort gleichzeitig in der Geschäftsleitung. 1972 übernahm er die Leitung des Lehrstuhls für Werkstoffe im Maschinenbau an der TU München. Nach seiner Emeritierung im Jahre 1996 übernahm Professor Schmitt-Thomas u.a. die Aufgaben als Sprecher des Vorstands des Bayer. Forschungsverbundes Materialwissenschaften (FORMAT). Er ist geschäftsführender Gesellschafter der IST GmbH - Ingenieure für Schadenanalyse und Technologieentwicklung.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Leseprobe

6 Begriffe und Sequenzen bei Versagensprozessen (S. 53-54)

Art und Bedeutung einzelner Teilvorgänge innerhalb von Ereignisketten, die zu Versagen, Unfällen und Katastrophen führen, sind nach ihrem Stellenwert und ihrer Abfolge einzuordnen, um Ursachen vollständig aufzuklären und Maßnahmen zur Schadenverhütung wirkungsvoll anzusetzen. Die Logik von Schadenabläufen sollte sich bereits in den zur Beschreibung verwendeten Begriffen spiegeln, um unmißverständlich Zusammenhänge darzustellen. Exemplarisch für solche Begriffe stehen Schadenerscheinung, Schadenart, Schadenbild, Schadenform, Schadenauslösung, Schadenbegünstigung, Schadenort, Schadenumfang, Schadenumstände und schließlich Schadenursache.

6.1 Begriffsdefinition

Mit der Schadenerscheinung wird im Wortsinn verstanden, wie ein Schaden in Erscheinung tritt, also z.B. durch Lockerung, Verkrümmung, Unwucht, Undichtheit, Blockieren, Loslösen, Zerbersten u.a. Unter der Art eines Schadens wird zunächst die Art einer die Erscheinung bewirkenden Beanspruchung und das ihr zugeordnete Schadenbild gekennzeichnet. So sind nach Schadenarten zu unterscheiden: Schäden durch mechanische, thermische, ektrolytisch-korrosive, hoch-temperatur-korrosive (Gas-Metall-Reaktionen) und ggf. auch noch durch tribologische Beanspruchungen.

Das diesen Schadenarten zugeordnete Schadenbild besteht in Rissen, Brüchen, Abtragungen, Anfressungen, Verfärbungen, Gefügebeeinflussungen, um nur einige Schadenbilder zu nennen. Mit den Merkmalen aus den Schadenbildern werden Schlüsse auf die Beanspruchungen gezogen, unter denen das Schadenbild entstanden ist. Die Untersuchungen zur Definition des Schadenbilds und der daraus zu ziehenden Schlüsse sind Gegenstand des Kap. 9 „Beanspruchungsreaktionen und Schadenmerkmale".

Es ist Gegenstand verschiedener Richtlinien (VDI 3822 und SEW 110 E (1978)), eine Zuordnung zwischen Schadenbildern und Beanspruchungen herzustellen. Die Schadenform ist eine weitere Präzisierung der Schadenart, also z.B. im Fall des Schadenbilds „Bruch" sind hier die Bruchformen einzuordnen wie Torsionsgewaltbruch, Umlaufbiegedauerbruch, um nur zwei von den zahlreichen Schadenformen zu nennen, auf die noch näher einzugehen ist (vgl. Kap. 9).

Vielfach wird unter dem Hauptbegriff der Schadenart, also z.B. dem mechanischen Schaden das spezielle Schadenbild dieser Schadenart durch den Unterbegriff der Bruchart gekennzeichnet. Die Bruchart steht in diesem Fall synonym zu der im vorangegangenen gegebenen Definition der Schadenform und ist vom Oberbegriff der Schadenart zu unterscheiden. Analog gelten die Definitionen für die Schadenart „elektrolytische Korrosion", das Schadenbild „lokaler Korrosionsangriff" und die Korrosionsform, wie z.B. lochförmiger oder linienförmiger Werkstoffabtrag. Auch hier kann in Analogie zu den mechanischen Schäden synonym zur Korrosionsform der Begriff der Korrosionsart stehen. Schadenerscheinung, Schadenart und Schadenbild mit weiteren Untergliederungen sind mit Hilfe der Schadenanalyse in einen Ursache-Wirkungszusammenhang zu bringen.

Dazu sind zusätzliche Indizien erforderlich, die sich sowohl aus werkstoffkundlichen Untersuchungen wie auch aus einem Nachvollziehen von Planung, Berechnung und Konstruktion ebenso wie aus einer Analyse von Fertigung und Montage ergeben können. Die Wertung und Gewichtung solcher zusätzlicher Indizien soll Aufschluß geben über die zeitliche und die örtliche Schadenauslösung, über schadenbegünstigende Einflüsse und über eine mögliche zeitabhängige Abfolge bei der Entstehung von Schadenerscheinungen und Schadenarten.

Durch Informationen und Gegenprüfung mit Indizien aus technischen Untersuchungen ist die Voraussetzung gegeben, um in einem komplexen System vielfältiger Wirkparameter primär schadenursächliche Einflußgrößen nachzuweisen. Wenn nicht durch das Schadenumfeld einige Möglichkeiten mit Sicherheit auszuschließen sind, müssen eine der Anzahl der Möglichkeiten entsprechende Zahl von Untersuchungen oder Überlegungen angestellt werden, um schrittweise einzelne Möglichkeiten auszuschließen und schließlich die verbleibende Möglichkeit als schadenursächlich oder schadenmitursächlich nachzuweisen. Gerade in diesem Zusammenhang ist es angezeigt, zwischen den Begriffen „schadenursächlich", „schadenauslösend" und „schadenbegünstigend" zu unterscheiden.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort zur 2. Auflage5
Vorwort zur 1. Auflage6
Inhaltsverzeichnis8
0 Einführung12
1 Geschichte der Technik – Geschichte der Versagens- und der Schadenfälle14
2 Erkenntnisgewinn aus dem System technischen Versagens20
3 Evolution und Selektion in der Technik22
3.1 Vorbild Natur22
3.2 Autonomes technisches Design24
4 Ereignisketten von Pannen zu Katastrophen31
4.1 Kleinteile und „Sonstiges“31
4.2 Der Fall Corvair – kein Endpunkt32
4.3 Ein Schicksalsbolzen in der Zivilluftfahrt33
4.4 Verstrickungen auf See34
4.5 Automation und Schnittstelle Mensch-Maschine37
4.6 Zuverlässigkeit von Hard- und Software38
4.7 Wenn Bauwerke ihre Festigkeit verlieren39
5 Strategischer Standort der Schadenanalyse42
5.1 Produktzyklus42
5.1.1 Konstruktions- und Planungsphase42
5.1.2 Realisierungsphase45
5.1.3 Nutzungsphase48
5.1.4 Wartungs- und Reparaturphase51
5.1.5 Folgerungen zur Qualitätssicherung54
5.2 Kriterien für Bauteilgestaltung und Werkstoffwahl57
5.2.1 Ursprünge der Werkstoffprüfung57
5.2.2 Mechanische Beanspruchung57
5.2.3 Riß- und Fehlertoleranz59
5.2.4 Reibkorrosionsbeanspruchung60
5.2.5 Schwingungsrißkorrosionsbeanspruchung (SwRK)60
5.2.6 Spannungsrißkorrosionsbeanspruchung (SpRK)62
5.2.7 Thermomechanische Beanspruchung62
5.2.8 Schadenanalyse und technische Sicherheit63
6 Begriffe und Sequenzen bei Versagensprozessen64
6.1 Begriffsdefinition64
6.2 Begriffsbewertungen65
6.3 Ursache – Wirkungszusammenhang66
7 Systematik der Schadenklärung70
7.1 Konzeption einer Schadenuntersuchung70
7.2 Arbeits- und Entscheidungsschritte bei der Schadenklärung73
7.3 Befundvergleiche zur Bewertung und Zuordnung von Schadenmerkmalen78
8 Voraussetzungen und Planung werkstoffkundlicher Untersuchungen86
8.1 Einteilung und Aufgabenstellung86
8.2 Untersuchungsziel88
8.3 Untersuchungsmaterial88
8.3.1 Auswahlkriterium Schädigungsgrad89
8.3.2 Auswahlkriterium Initialschaden90
8.4 Zuordnung und Kennzeichnung von Untersuchungsmaterial93
8.5 Entnahme und Versand von Untersuchungsmaterial94
8.6 Probenplan für die Laboruntersuchungen95
9 Beanspruchungsreaktionen und Schadenmerkmale97
9.1 Äußere Beurteilung von Schadenteilen97
9.1.1 Untersuchungsverfahren97
9.1.2 Makromorphologische Merkmale98
9.1.3 Mikromorphologische Merkmale103
9.2 Fraktographie107
9.2.1 Untersuchungsverfahren109
9.2.2 Makrofraktographische Bruchmerkmale111
9.2.3 Mikrofraktographische Bruchmerkmale142
9.3 Metallographie163
9.3.1 Makroschliffe (Makroschnitte)164
9.3.2 Mikroschliffe177
9.4 Feinstrukturuntersuchungen199
9.4.1 Methodik200
9.4.2 Anwendungsmöglichkeiten201
9.4.3 Anwendungsbeispiel203
10 Schadenmerkmale an nichtmetallischen Werkstoffen205
10.1 Polymere Kurzfaserverbundwerkstoffe205
10.1.1 Äußere Beurteilung geschädigter Bauteile208
10.1.2 Fraktographische Beurteilung geschädigter Bauteile208
10.1.3 Plastographische Untersuchungen213
10.2 Langfaser- und Gewebeverbundwerkstoffe214
10.2.1 Äußere Beurteilung215
10.2.2 Fraktographie215
10.2.3 Plastographie221
10.3 Technische Keramik223
10.3.1 Schadenbild224
10.3.2 Versagensarten225
10.3.3 Weibullanalyse228
10.3.4 Schadenanalyse230
10.3.5 Qualitätskontrolle230
11 Werkstoffcharakterisierung232
11.1 Chemische Analyse233
11.1.1 Integrative chemische Analyse (Stückanalyse)233
11.1.2 Feinbereichsanalyse235
11.2 Festigkeitseigenschaften238
11.2.1 Zugfestigkeit243
11.2.2 Bruchverhalten246
11.2.3 Zeitstandfestigkeit250
11.2.4 Festigkeit unter mechanischer Wechselbeanspruchung251
11.3 Korrosionsverhalten252
11.3.1 Bewertung der elektrochemischen Korrosion (Feuchtekorrosion)253
11.3.2 Bewertung der Hochtemperaturkorrosion255
12 Simulationsuntersuchungen257
13 Abfassung des Schadengutachtens263
14 Fallbeispiele für Schadenanalysen268
14.1 Prinzip zur Darstellung der Schadenuntersuchungen268
14.2 Ablauf der Schadenklärung an Praxisfällen270
14.2.1 Klärung der Verantwortlichkeit beim Radnabenbruch eines Nutzfahrzeuges270
14.2.2 Untersuchung der Bruchursache an Rotorarmen von Laborzentrifugen278
14.2.3 Ursache plötzlich auftretender Falzungenauigkeit an einem Falzapparat einer Rollenoffsetmaschine285
14.2.4 Widerspruchsklärung aus verschiedenen Schadenuntersuchungen291
14.2.5 Klärung einer Schadenserie bei Slicern in der Wurstwarenfabrikation300
14.2.6 Versagen einer Neukonstruktion von Wärmetauscher platten für einen Luftvorwärmer307
14.2.7 Nachweis von Kausalitäten zwischen einem Störfall an einem Kraftwerkskessel und Schäden an Sammler und Berohrung313
14.2.8 Klärung der Ursache von Verformung am Flammrohr eines Industriekessels322
14.2.9 Korrosionsursache an einem Ölkühler für eine Schiffsmaschine329
14.3 Ergebnisdarstellung aus Untersuchungen weiterer Schadenfälle335
14.3.1 Ursache von Maßinstabilitäten im Walzspalt eines Yankee-Trockenzylinders einer Papiermaschine335
14.3.2 Zusammenhang zwischen korrosionsinduzierten Brüchen an Saugwalzen und Stranggußparametern339
14.3.3 Alterbestimmung einer Wasserleitung343
15 Schlußbetrachtung346
Literaturverzeichnis348
Sachverzeichnis356

Weitere E-Books zum Thema: Bautechnik - Ingenieurbau

Schimmelpilze in Wohngebäuden

E-Book Schimmelpilze in Wohngebäuden
Ursachen, Vermeidung und Bekämpfung Format: PDF

Mit der Verringerung des Lüftungsaustausches in den Wohnungen, der Entstehung von Wärmebrücken nach der Sanierung u.a. werden die schon immer vorhandenen Schimmelpilze durch lokale…

Schimmelpilze in Wohngebäuden

E-Book Schimmelpilze in Wohngebäuden
Ursachen, Vermeidung und Bekämpfung Format: PDF

Mit der Verringerung des Lüftungsaustausches in den Wohnungen, der Entstehung von Wärmebrücken nach der Sanierung u.a. werden die schon immer vorhandenen Schimmelpilze durch lokale…

Elektronik 9

E-Book Elektronik 9
Leistungselektronik Format: PDF

Praxisnah werden die Eigenschaften und Besonderheiten von Bauteilen der Leistungselektronik und ihre Schaltungen dokumentiert, das notwendige Maß an Mathematik dazu verständlich erlä…

Elektronik 9

E-Book Elektronik 9
Leistungselektronik Format: PDF

Praxisnah werden die Eigenschaften und Besonderheiten von Bauteilen der Leistungselektronik und ihre Schaltungen dokumentiert, das notwendige Maß an Mathematik dazu verständlich erlä…

Elektronik 9

E-Book Elektronik 9
Leistungselektronik Format: PDF

Praxisnah werden die Eigenschaften und Besonderheiten von Bauteilen der Leistungselektronik und ihre Schaltungen dokumentiert, das notwendige Maß an Mathematik dazu verständlich erlä…

Bauchemie

E-Book Bauchemie
Format: PDF

Mehr denn je ist der Entscheidungsträger in Wirtschaft und Behörde, ob als Ingenieur, Architekt oder Praktiker gefordert, breitgefächerte technische und ökologische Fragen zu…

Bauchemie

E-Book Bauchemie
Format: PDF

Mehr denn je ist der Entscheidungsträger in Wirtschaft und Behörde, ob als Ingenieur, Architekt oder Praktiker gefordert, breitgefächerte technische und ökologische Fragen zu…

Weitere Zeitschriften

Menschen. Inklusiv leben

Menschen. Inklusiv leben

MENSCHEN. das magazin informiert über Themen, die das Zusammenleben von Menschen in der Gesellschaft bestimmen -und dies konsequent aus Perspektive der Betroffenen. Die Menschen, um die es geht, ...

bank und markt

bank und markt

Zeitschrift für Banking - die führende Fachzeitschrift für den Markt und Wettbewerb der Finanzdienstleister, erscheint seit 1972 monatlich. Leitthemen Absatz und Akquise im Multichannel ...

Deutsche Tennis Zeitung

Deutsche Tennis Zeitung

Die DTZ – Deutsche Tennis Zeitung bietet Informationen aus allen Bereichen der deutschen Tennisszene –sie präsentiert sportliche Highlights, analysiert Entwicklungen und erläutert ...

DGIP-intern

DGIP-intern

Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Individualpsychologie e.V. (DGIP) für ihre Mitglieder Die Mitglieder der DGIP erhalten viermal jährlich das Mitteilungsblatt „DGIP-intern“ ...

DHS

DHS

Die Flugzeuge der NVA Neben unser F-40 Reihe, soll mit der DHS die Geschichte der "anderen" deutschen Luftwaffe, den Luftstreitkräften der Nationalen Volksarmee (NVA-LSK) der ehemaligen DDR ...

FileMaker Magazin

FileMaker Magazin

Das unabhängige Magazin für Anwender und Entwickler, die mit dem Datenbankprogramm Claris FileMaker Pro arbeiten. In jeder Ausgabe finden Sie von kompletten Lösungsschritten bis zu ...