Wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion in Heizölvormischbrennerdüsen einer Großgasturbine

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08.11.2018 (CET)

A. Neidel, T. Gädicke, S. Wallich

Bauteilmetallographie

Wasserstoffeffekte in Werkstoffen

Metallurgische Untersuchung

Gasturbine

Wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion

Werkstofftechnische Schadensuntersuchung

Düsenbruch

Nach etwa 32.000 Betriebsstunden wurde festgestellt, dass sich einige Heizölvormischbrennerdüsen (M8) in einer Großgasturbine gelockert hatten. Sie wurden ausgebaut, wobei beim Ausbau eine Rissneigung im Schaft festgestellt wurde. Vor Ort konnte festgestellt werden, dass die Düsen am Übergangsradius unterhalb des Kopfes am Gewindeende gebrochen waren. Um die metallurgische Grundursache des Versagens zu ermitteln, wurde eine werkstofftechnische Schadensuntersuchung angeordnet. Um die hierfür erforderlichen Informationen zu erhalten, wurden Maßkontrollen, chemische Analysen, Gefügeuntersuchungen und (von Dritten ausgeführte) Auswertungen von Heizölanalysen ausgewählt und durchgeführt. Fraktographische Untersuchungen waren in diesem Fall aufgrund der die Bruchflächen verdeckenden Korrosionsprodukte nicht möglich. Die Heizölvormischbrennerdüsen brachen aufgrund von wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion (HISCC). Es konnten keine Anzeichen für Risse gefunden werden, die bereits vorher vorhanden waren. Es treten keine Anzeichen eines Überdrehmoments oder eines anderen durch die Fertigung oder Montage bedingten Schadens auf; das Versagen wurde demnach durch den Turbinenbetrieb verursacht und kann nicht auf die Fertigung zurückgeführt werden.

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A. Neidel, T. Gädicke, and S. Wallich (2018). Hydrogen Induced Stress Corrosion Cracking of Fuel Oil Premix Burner Nozzles in a Heavy-duty Gas Turbine Engine. Practical Metallography: Vol. 55, No. 11, pp. 773-786. © Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG ISSN 0032-678X

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