Glasschäden E-Book

Ekkehard Wagner

• Herausgeber: Holzmann Medien
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 150

Veröffentlichungsjahr: 2024

Beschreibung

Wer sich mit den vielfältigen Ursachen für Glasschäden beschäftigt, steht schnell vor der Frage, was die genaue Ursache eines Glasbruchs sein kann. Nicht nur das Aussehen des Glasbruchbilds, sondern die vielen unterschiedlichen Markierungen auf der Bruchoberfläche geben Hinweise dazu. Um diese auch deuten zu können, wurde dieses Buch als Teil 2 „Glasschäden“ geschrieben. Es gibt dem interessierten Glas-Fachmann tiefere Einblicke in das Bruchgeschehen, indem es • Kenntnisse des Bruchursprungs und der Ausbreitungsrichtung vermittelt, • die einwirkende Spannung und weitere Bruchparameter bestimmt und damit • die tatsächlichen Ursachen unterschiedlicher Glasbrüche exakt darlegt. Das umfangreiche makroskopische und mikroskopische Bildmaterial des Autors aus seiner jahrzehntelangen Praxis ermöglicht nicht nur eine genaue Beurteilung der Schadensursachen – darüber hinaus dient es einem besseren Verständnis zu Eigenschaften, Eigenarten und Schadensbilder von Glas und dessen Bruchverhalten. Dazu werden die unterschiedlichsten Bruchoberflächenmarkierungen wie Bruchspiegel, Lanzetten, Drucklippen, Flusslinienmuster u. v. a. detailliert erläutert.

Leseprobe

Ekkehard Wagner

Glasschäden

Band 2: Fraktografie – Einführung in die Bruchoberflächenbeurteilung für Praktiker

1., Auflage 2024

© 2024 by Holzmann Medien GmbH & Co. KG, 86825 Bad Wörishofen

Alle Rechte, insbesondere die der Vervielfältigung, fotomechanischen Wiedergabe und Übersetzung nur mit Genehmigung durch Holzmann Medien.

Das Werk darf weder ganz noch teilweise ohne schriftliche Genehmigung des Verlags in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Mikrofilm, elektronische Medien oder ähnliches Verfahren) gespeichert, reproduziert oder sonst wie veröffentlicht werden. Diese Publikation wurde mit äußerster Sorgfalt bearbeitet, Verfasser und Verlag können für den Inhalt jedoch keine Gewähr übernehmen.

Fotos und Grafiken: Ekkehard Wagner

Lektorat: Achim Sacher, Holzmann Medien | Buchverlag

Herstellung: Markus Kratofil, Holzmann Medien | Buchverlag

E-Book-Herstellung: Zeilenwert GmbH, Rudolstadt

ISBN (Print):

978-3-7783-1767-9 | Artikel-Nr. 1601.01

ISBN (E-Book):

978-3-7783-1768-6 | Artikel-Nr. 1601.99

Vorwort

Glas – ein faszinierender Werkstoff, der uns mit seinen Eigenschaften immer wieder in Erstaunen versetzt. Als spröder Körper hält er zwar sehr unterschiedlichen Belastungen stand, zeigt uns aber in aller Regel nicht, wann die Belastungsgrenze erreicht ist, sondern bricht ohne Vorankündigung.

Nachdem mein erstes Buch über Glasschäden nun bereits in der 6. Auflage [92] erschienen ist und ich seit 2010 diverse Vorträge und Glasbruchanalyse-Seminare durchgeführt habe, will ich mit diesem Buch das bisher nur in speziellen Seminaren behandelte Wissen über die Struktur und das Bruchverhalten von Glas an Interessierte weitergeben.

Die Analyse von Bruchoberflächen, die Fraktografie, ist inzwischen ein weitverbreitetes Instrument zur Ermittlung der Bruchursache nicht nur von Glas, sondern von vielen unterschiedlichsten Materialien wie Metallen, Steinen und sogar auch Kunststoffen. Visuelle Betrachtungen, makroskopische und mikroskopische Untersuchungen von verschiedensten Bruchflächen, geben vielfältige Erkenntnisse über den Schadensmechanismus. Aber die Fraktografie geht noch deutlich weiter und kann uns diverse Aufschlüsse über das Materialverhalten, die Versagenswahrscheinlichkeit, die einwirkende Kraft, die Richtung der Bruchausbreitung, die Bruchgeschwindigkeit und auch die Spannungsverhältnisse beim Brucheintritt geben.

Dieses Buch ist keine hochwissenschaftliche Abhandlung mit komplizierten Formeln, sondern es soll dem interessierten Fraktografen einen Einstieg ermöglichen. Es zeigt in verständlicher Form die wichtigsten Parameter eines Glasbruchs auf, die zur Ursachenforschung notwendig sind, und enthält eine Zusammenfassung der wissenschaftlichen Erkenntnisse bezüglich Bruchentstehung, Bruchfortpflanzung und den damit einhergehenden charakteristischen Oberflächenmarkierungen. Brüche an anderen Materialien wie Keramiken, Metallen u. a. werden hierbei nicht behandelt, obwohl die Fraktografie auch bei vielen anderen Werkstoffen Anwendung findet. Es soll weiterhin auch eine Ergänzung zu meinem Fachbuch über Glasschäden sein und diejenigen, die sich tiefer in die Glasbruchanalyse einarbeiten wollen, unterstützen. Die wissenschaftlichen Veröffentlichungen zu diesem Thema, insbesondere im englischsprachigen Raum, der letzten Jahre und Jahrzehnte sind vielfältig und natürlich auch hochinteressant. Sie haben auch mir bei der Erweiterung meines Wissens über Glasbrüche sehr gute Dienste geleistet. Allerdings sind im deutschsprachigen Raum inzwischen nur sehr wenige Veröffentlichungen vorhanden, da selbst an den Universitäten seit vielen Jahren in Englisch unterrichtet und veröffentlicht wird. Auch aus diesem Grunde habe ich mich zu einer deutschsprachigen Ausgabe veranlasst gefühlt. Es würde mich sehr freuen, wenn dieses Buch als Einstieg in die Fraktografie dient und ebenfalls dazu, Glasanwendern, -veredlern, -verarbeitern und Sachverständigen die Zusammenhänge beim Entstehen eines Glasbruchs und dessen Merkmale näherzubringen. Obwohl mir kein Labor zur Verfügung steht, ist es mir mit meinen bescheidenen Mitteln doch ganz gut gelungen, die makroskopischen und mikroskopischen Details und Merkmale von Bruchoberflächen darzustellen und fotografisch festzuhalten. Dies als Hinweis für all diejenigen, denen auch kein umfangreiches Labor zur Verfügung steht. Es hat mir viel Freude bereitet und tut es auch heute noch, Bruchoberflächen zu betrachten und zu analysieren. Wer unvoreingenommen die Fraktografie angeht, wird über die Erkenntnisse daraus erstaunt sein und gerne diese Analyse weiterbetreiben.

Besonderer Dank gilt meiner Lebensgefährtin Sonja, die viel Geduld mit mir aufbrachte, während ich an vielen Tage stundenlang Glasbruchstücke mit Lupe und Mikroskop betrachtet, fotografiert und vermessen habe, am Laptop wochenlang Text bearbeitet und natürlich auch jede Menge Scherben produziert habe.

Ich danke auch Dr. Sebastian Schula, der meinen Erstentwurf freundschaftlich Korrektur gelesen hat. Mit seinen hilfreichen Hinweisen und Anmerkungen hat er mit dazu beigetragen, die manchmal etwas komplizierten wissenschaftlichen Zusammenhänge verständlicher darzulegen, einige Textstellen zu optimieren, und dem Leser damit das Verständnis erleichtert. Zusätzlich hat er mit einigen hochauflösenden REM-Bildern den Inhalt komplettiert.

Allersberg, im November 2024

Ekkehard Wagner

Holzmann Medien | Buchverlag

Inhaltsverzeichnis

1. Einführung

1.1 Die Entstehungsgeschichte der Fraktografie

1.2 Was ist Fraktografie?

2. Festigkeit und Belastbarkeit von Flachglas

2.1 Theoretische Festigkeit

2.2 Praxiswerte der Glasfestigkeit

2.3 Druckfestigkeit

2.4 Biegefestigkeit

2.5 Oberflächenbeschädigungen

2.6 Kratzerentstehung

2.7 Belastbarkeit in Abhängigkeit der Belastungsdauer

2.8 Wie entsteht ein Glasbruch?

2.8.1 Spannungsintensitätsfaktor KIm

2.8.2 Reaktionsmechanismus des subkritischen Risswachstums

2.8.3 Risstiefe

3. Fraktografie

3.1 Fraktografische Grundlagen

3.2 Bruchausgang

3.3 Der Bruchbeginn

3.3.1 Bruchspiegel

3.4 Richtung des Bruchverlaufs

3.4.1 Rissaufspaltung

3.4.2 Wallner-Linien

3.4.3 Bruchschwingen (Gull Wings)

3.4.4 Haltelinie (Arrest line)

3.4.5 Lanzettbrüche (hackle)

3.4.6 Primär- und Sekundärbruch

3.4.7 Verzweigungswinkel von Brüchen

3.4.8 Flusslauflanzetten, Flusslinienmuster

3.4.9 Schuppung (Scarp)

4. Bruchspannung

4.1 Bruchspannung – thermisch/mechanisch

4.1.1 Thermische oder mechanische Energie

4.1.2 Thermischer Doppel-Y-Bruch

4.2 Kleine oder große Bruchspannung

4.3 Orr’sche Gleichung – Bruchspannungserrechnung

4.4 Bruchspiegelkonstante

4.5 Messung des Bruchspiegelradius

4.6 Bruchspannungsmessung bei ESG-Schmetterlingsbruch

4.7 Bruchauslösende Temperaturdifferenz

4.8 Druck- und Zugspannungsseite

4.9 Drucklippen

5. Bruchgeschwindigkeit

5.1 Bruchgeschwindigkeit und Spannungsintensitätsfaktor

5.2 Bruchgeschwindigkeitsmessung an Wallner-Linien

5.3 Bruchgeschwindigkeitsmessung an Bruchschwingen

5.4 Subkritisches (langsames) Risswachstum

5.5 Instabiles Risswachstum

6. Rissheilung

7. Fraktografische Hinweise

7.1 Faustregeln für Fraktografen

7.2 Vorgehen zur Schadensaufnahme

7.3 Systematisches Vorgehen zur Schadensanalyse (es gelten die Bruchregeln)

7.4 Die sechs Bruchregeln

8. Der Autor

9. Literaturverzeichnis

10. Formelzeichen

11. Stichwortverzeichnis