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08.09.2016 (CEST)
Metallurgische Fehleruntersuchung einer kleinen Leckage an einer Heizölrückleitung einer Kombizyklus-Gasturbine
B. Fischer, E. Cagliyan, and A. Neidel
Kurzfassung

Eine kleine Heizölrückleitung einer stationären Gasturbine versagte durch einen auf hochzyklische Ermüdung zurückgehenden Bruch. In der metallurgischen Ursachenanalyse im Labor des Erstausrüsters wurde ermittelt, dass unzureichender Halt der Brennstoffleitung und die sich hieraus ergebende Schwingung zu dynamischer Biegewechselbeanspruchung führte, die ihr Maximum unmittelbar angrenzend an die Anschlussschweißnaht des Flansches erreichte. Das Rohrleitungssystem wurde aus rostfreien metastabilen austenitischen Stählen gefertigt. Als zum Versagen beitragende Faktoren wurden eine Dehnungsbehinderung beim Flansch, durch Wurzelüberhöhung verursachte geometrische Kerben in der Schweißnaht und überschüssiges Schweißgut am Übergang der Schweißnaht identifiziert. Hinzu kommt, dass die Wärmeeinflusszone (WEZ) der Schweißverbindung mit ihrer grobkörnigen Mikrostruktur, eine unvermeidbare metallurgische Kerbe, ebenso zum Riss beigetragen haben könnte. Die Grundursache des Versagens war ein Konstruktionsfehler, da eine ausreichende Halterung des Rohrs nicht spezifiziert wurde. Die Hauptursache des Versagens liegt in der Montage. Fehlende Halterungen wurden dort nicht als potenzielles Problem erkannt. Organisatorisch lag die Ursache des Versagens in einer unzureichenden Ausbildung des im Bereich Konstruktion und Montage arbeitenden Personals. Letztendlich war Ermüdung die metallurgische oder physikalische Ursache des Versagens. Es wurde empfohlen, zusätzliche Halterungen in der betroffenen Rohrlänge anzubringen, um übermäßigen Schwingungen an der Heizölrückleitung vorzubeugen.

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B. Fischer, E. Cagliyan, and A. Neidel (2014). Metallurgical Failure Investigation of Minor Leakage in a Fuel Oil Return Line of a Combined Cycle Gas Turbine Engine. Practical Metallography: Vol. 51, No. 5, pp. 375-387. doi: 10.3139/147.110252 © Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG ISSN 0032-678X

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