Vorwort zur 2. Auflage | 5 |
Vorwort zur 1. Auflage | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 8 |
0 Einführung | 12 |
1 Geschichte der Technik – Geschichte der Versagens- und der Schadenfälle | 14 |
2 Erkenntnisgewinn aus dem System technischen Versagens | 20 |
3 Evolution und Selektion in der Technik | 22 |
3.1 Vorbild Natur | 22 |
3.2 Autonomes technisches Design | 24 |
4 Ereignisketten von Pannen zu Katastrophen | 31 |
4.1 Kleinteile und „Sonstiges“ | 31 |
4.2 Der Fall Corvair – kein Endpunkt | 32 |
4.3 Ein Schicksalsbolzen in der Zivilluftfahrt | 33 |
4.4 Verstrickungen auf See | 34 |
4.5 Automation und Schnittstelle Mensch-Maschine | 37 |
4.6 Zuverlässigkeit von Hard- und Software | 38 |
4.7 Wenn Bauwerke ihre Festigkeit verlieren | 39 |
5 Strategischer Standort der Schadenanalyse | 42 |
5.1 Produktzyklus | 42 |
5.1.1 Konstruktions- und Planungsphase | 42 |
5.1.2 Realisierungsphase | 45 |
5.1.3 Nutzungsphase | 48 |
5.1.4 Wartungs- und Reparaturphase | 51 |
5.1.5 Folgerungen zur Qualitätssicherung | 54 |
5.2 Kriterien für Bauteilgestaltung und Werkstoffwahl | 57 |
5.2.1 Ursprünge der Werkstoffprüfung | 57 |
5.2.2 Mechanische Beanspruchung | 57 |
5.2.3 Riß- und Fehlertoleranz | 59 |
5.2.4 Reibkorrosionsbeanspruchung | 60 |
5.2.5 Schwingungsrißkorrosionsbeanspruchung (SwRK) | 60 |
5.2.6 Spannungsrißkorrosionsbeanspruchung (SpRK) | 62 |
5.2.7 Thermomechanische Beanspruchung | 62 |
5.2.8 Schadenanalyse und technische Sicherheit | 63 |
6 Begriffe und Sequenzen bei Versagensprozessen | 64 |
6.1 Begriffsdefinition | 64 |
6.2 Begriffsbewertungen | 65 |
6.3 Ursache – Wirkungszusammenhang | 66 |
7 Systematik der Schadenklärung | 70 |
7.1 Konzeption einer Schadenuntersuchung | 70 |
7.2 Arbeits- und Entscheidungsschritte bei der Schadenklärung | 73 |
7.3 Befundvergleiche zur Bewertung und Zuordnung von Schadenmerkmalen | 78 |
8 Voraussetzungen und Planung werkstoffkundlicher Untersuchungen | 86 |
8.1 Einteilung und Aufgabenstellung | 86 |
8.2 Untersuchungsziel | 88 |
8.3 Untersuchungsmaterial | 88 |
8.3.1 Auswahlkriterium Schädigungsgrad | 89 |
8.3.2 Auswahlkriterium Initialschaden | 90 |
8.4 Zuordnung und Kennzeichnung von Untersuchungsmaterial | 93 |
8.5 Entnahme und Versand von Untersuchungsmaterial | 94 |
8.6 Probenplan für die Laboruntersuchungen | 95 |
9 Beanspruchungsreaktionen und Schadenmerkmale | 97 |
9.1 Äußere Beurteilung von Schadenteilen | 97 |
9.1.1 Untersuchungsverfahren | 97 |
9.1.2 Makromorphologische Merkmale | 98 |
9.1.3 Mikromorphologische Merkmale | 103 |
9.2 Fraktographie | 107 |
9.2.1 Untersuchungsverfahren | 109 |
9.2.2 Makrofraktographische Bruchmerkmale | 111 |
9.2.3 Mikrofraktographische Bruchmerkmale | 142 |
9.3 Metallographie | 163 |
9.3.1 Makroschliffe (Makroschnitte) | 164 |
9.3.2 Mikroschliffe | 177 |
9.4 Feinstrukturuntersuchungen | 199 |
9.4.1 Methodik | 200 |
9.4.2 Anwendungsmöglichkeiten | 201 |
9.4.3 Anwendungsbeispiel | 203 |
10 Schadenmerkmale an nichtmetallischen Werkstoffen | 205 |
10.1 Polymere Kurzfaserverbundwerkstoffe | 205 |
10.1.1 Äußere Beurteilung geschädigter Bauteile | 208 |
10.1.2 Fraktographische Beurteilung geschädigter Bauteile | 208 |
10.1.3 Plastographische Untersuchungen | 213 |
10.2 Langfaser- und Gewebeverbundwerkstoffe | 214 |
10.2.1 Äußere Beurteilung | 215 |
10.2.2 Fraktographie | 215 |
10.2.3 Plastographie | 221 |
10.3 Technische Keramik | 223 |
10.3.1 Schadenbild | 224 |
10.3.2 Versagensarten | 225 |
10.3.3 Weibullanalyse | 228 |
10.3.4 Schadenanalyse | 230 |
10.3.5 Qualitätskontrolle | 230 |
11 Werkstoffcharakterisierung | 232 |
11.1 Chemische Analyse | 233 |
11.1.1 Integrative chemische Analyse (Stückanalyse) | 233 |
11.1.2 Feinbereichsanalyse | 235 |
11.2 Festigkeitseigenschaften | 238 |
11.2.1 Zugfestigkeit | 243 |
11.2.2 Bruchverhalten | 246 |
11.2.3 Zeitstandfestigkeit | 250 |
11.2.4 Festigkeit unter mechanischer Wechselbeanspruchung | 251 |
11.3 Korrosionsverhalten | 252 |
11.3.1 Bewertung der elektrochemischen Korrosion (Feuchtekorrosion) | 253 |
11.3.2 Bewertung der Hochtemperaturkorrosion | 255 |
12 Simulationsuntersuchungen | 257 |
13 Abfassung des Schadengutachtens | 263 |
14 Fallbeispiele für Schadenanalysen | 268 |
14.1 Prinzip zur Darstellung der Schadenuntersuchungen | 268 |
14.2 Ablauf der Schadenklärung an Praxisfällen | 270 |
14.2.1 Klärung der Verantwortlichkeit beim Radnabenbruch eines Nutzfahrzeuges | 270 |
14.2.2 Untersuchung der Bruchursache an Rotorarmen von Laborzentrifugen | 278 |
14.2.3 Ursache plötzlich auftretender Falzungenauigkeit an einem Falzapparat einer Rollenoffsetmaschine | 285 |
14.2.4 Widerspruchsklärung aus verschiedenen Schadenuntersuchungen | 291 |
14.2.5 Klärung einer Schadenserie bei Slicern in der Wurstwarenfabrikation | 300 |
14.2.6 Versagen einer Neukonstruktion von Wärmetauscher platten für einen Luftvorwärmer | 307 |
14.2.7 Nachweis von Kausalitäten zwischen einem Störfall an einem Kraftwerkskessel und Schäden an Sammler und Berohrung | 313 |
14.2.8 Klärung der Ursache von Verformung am Flammrohr eines Industriekessels | 322 |
14.2.9 Korrosionsursache an einem Ölkühler für eine Schiffsmaschine | 329 |
14.3 Ergebnisdarstellung aus Untersuchungen weiterer Schadenfälle | 335 |
14.3.1 Ursache von Maßinstabilitäten im Walzspalt eines Yankee-Trockenzylinders einer Papiermaschine | 335 |
14.3.2 Zusammenhang zwischen korrosionsinduzierten Brüchen an Saugwalzen und Stranggußparametern | 339 |
14.3.3 Alterbestimmung einer Wasserleitung | 343 |
15 Schlußbetrachtung | 346 |
Literaturverzeichnis | 348 |
Sachverzeichnis | 356 |