Condition Monitoring of a Power Tower Using Metallurgical Investigations of Structural Members
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A. Neidel
Abstract
A spectacular damage occurred at the end of 2005 in Münsterland when a large number of power towers in 110 kV transmission lines collapsed due to increased loads of ice and snow, which raised awareness amongst experts for the evaluation of a continuous safe operation of historical towers. At the time, it was found that embrittlement by strain ageing was a contributing factor. The in-house client ordered the condition evaluation of a power tower located on his premises. The evaluation was performed by testing four so-called structural members from this tower. Mechanical-technological material tests were performed exclusively on samples from the flat, mostly not cold-formed areas of the structural members' angle irons. The results of all these tests were inconspicuous, including the notch impact tests at −20 °C. Therefore, it is safe to say that the material at hand is generally not in an embrittled condition. In this context it is also interesting that the nitrogen content of the batch the angle irons of the examined structural members were made from, did not exceed the embrittlement sensitivity threshold of 0.01 percent by weight set by the Federal Institute for Materials Research. From a material-technological perspective, there is no objection to a continued safe operation of the power tower on the client's premises. Further tests and repairs were not considered necessary.
Kurzfassung
Ein spektakulärer Schadensfall ereignete sich Ende 2005 im Münsterland, als eine große Anzahl von Stahlgittermasten in 110 kV-Übertragungsleitungen infolge erhöhter Eis- und Schneelasten der Leiterseile umknickten, was zu einer gewissen Sensibilisierung der Fachwelt bei der Beurteilung des sicheren Weiterbetriebes historischer Masten führte. Eine Versprödung durch Reckalterung wurde damals als schadensbegünstigend angesehen. Der firmeninterne Auftraggeber bestellte die Zustandsbewertung eines Stahlgittermastes, der sich auf seinem Betriebsgelände befindet. Diese wurde anhand einer Erprobung von vier sog. Zugbändern aus jenem Mast durchgeführt. Mechanisch-technologische Werkstoffprüfungen erfolgten ausschließlich anhand von Proben aus den flachen, weitgehend nicht kaltverformten Bereichen der Winkeleisen der Zugbänder. Die Ergebnisse aller dieser Versuche waren unauffällig, einschließlich der Kerbschlagbiegeversuche bei −20 °C. Es kann deshalb mit Sicherheit gesagt werden, dass der vorliegende Werkstoff nicht generell in einem versprödeten Zustand vorliegt. Interessant in diesem Zusammenhang ist auch, dass der Stickstoffgehalt der Charge, aus der die Winkeleisen der untersuchten Zugstäbe hergestellt wurden, nicht über der von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) genannten Versprödungs-Empfindlichkeitsgrenze von 0,01 Masse-% lag. Aus werkstofftechnischer Sicht bestanden deshalb keinerlei Bedenken gegen einen sicheren Weiterbetrieb des Stahlgittermastes auf dem Betriebsgelände des Auftraggebers. Weitere Erprobungen oder Reparaturen wurden als nicht erforderlich angesehen.
References / Literatur
[1] Bundesnetzagentur (BNetzA), Untersuchungsbericht für die Versorgungsstörungen im Netzgebiet des RWE im Münsterland vom 25.11.2005, BonnSearch in Google Scholar
[2] BAM-Gutachten V.3/422, Schadensanalyse an im Münsterland umgebrochenen Strommasten, BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin, April 2006Search in Google Scholar
[3] Klinger, C.; Mehdianpour, M.; Klingbeil, D.; Bettge, D.; Häcker, R.; Baer, W.: Failure analysis on collapsed towers of overhead electrical lines in the region Münsterland (Germany) 2005. Engineering Failure Analysis18 (2011) 1873–188310.1016/j.engfailanal.2011.07.004Search in Google Scholar
[4] Baer, W.: Zur Alterung von Thomasstählen. vol 49, MP Materials Testing, 2007, pp. 37–4710.3139/120.100779Search in Google Scholar
[5] Wüstenberg, K. B.: Alterung und Versprödung von Stahl. Interner Laborauftrag, 10.08.2017, BerlinSearch in Google Scholar
© 2018, Carl Hanser Verlag, München
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