Bauteilzuständen

Bauteilzustände beschreiben den aktuellen Zustand eines technischen Bauteils in Abhängigkeit von Belastung, Umweltbedingungen, Materialeigenschaften und der bisher erlebten Betriebs- oder Fertigungsgeschichte. Ein Bauteil kann sich im Funktionszustand befinden, in dem es seine vorgesehene Aufgabe erfüllt; bei zunehmender Beanspruchung oder Alterung kann es in einen abgenutzten, beschädigten oder sogar versagenden Zustand übergehen.

Typische Kategorien umfassen den nominalen oder funktionsfähigen Zustand, den Verschleiß- oder Degradationszustand, Schäden (Risse, Korrosion, Mikroschäden) sowie den Versagenszustand. Zwischen diesen Extremen existieren Übergangszustände wie der Entwurfs- oder Restlebenszustand. Wichtige Einflussfaktoren sind Dauer- und Lastspiel, Temperatur, Umweltkorrosion, Ermüdung, Kriechen, Materialalterung, Werkstofffehler und Restspannungen.

Die Zustandsbewertung dient der Instandhaltung, Zuverlässigkeit und Sicherheit. Sie basiert auf Zustands- bzw. Lebensdauerbewertungen, regelmäßiger Inspektion und zerstörungsfreien Prüfungen (visuelle Inspektion, UT, Röntgen, Eigenspannungsanalyse) sowie Monitoring von Vitalparametern. Zur Vorhersage der Restnutzungsdauer kommen Modelle der Ermüdung, Rissausbreitung, Materialalterung und Finite-Element-Bewertungen zum Einsatz.

In der Praxis reicht die Bandbreite von leichten Verformungen im unbeaufsichtigten Betrieb bis zu schweren Rissbildungen in hoch beanspruchten Bauteilen wie Brückenfelgen oder Turbinenschaufeln. Neue Bauteile beginnen im nominalen Zustand, während Einsatzbelastungen zu Degradation führen können.