Der Einsatz von innovativen Werkstoffen in Gasturbinen erfordert präzise und verlässliche Lebensdauervorhersagen unter komplexen Lastkollektiven. Das Institut für Test und Simulation für Gasturbinen strebt die triebwerksnahe Werkstoff- und Komponentenprüfung unter einer kombinierten Beaufschlagung von mechanischen, thermischen und chemischen Lasten an (MTC).

Materialschädigung durch Schwingverschleiß und Reibermüdung spielt für reibbehaftete Kontakte im Heißgaspfad und in peripheren Systemen eine große Rolle. Der Einfluss von korrosiven Atmosphären inkl. Wasserdampf auf die Verschleißkinematik ist jedoch noch unzureichend untersucht. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Entwicklung und den Aufbau von dedizierten Prüfstandkonfigurationen für die Untersuchung von Verschleiß und Reibermüdung bei Hochtemperatur bis 1000°C unter Beaufschlagung einer korrosiven Gasmischung (N2, O2, CO2, NO, CO, SO2, H2O-Dampf) bei Umgebungsdrücken bis 20bar.

Für die Untersuchung von Schwingverschleiß bei gleichzeitig hohen Temperaturen und korrosiver Atmosphäre wurde eine gasbeschickte Druckkammer für eine SRV®5-Anlage durch den Hersteller Optimol Instruments Prüftechnik GmbH entwickelt. Die Funktionalität und Bauweise dieses Prototypen-Baus werden in diesem Beitrag herausgestellt sowie erste Ergebnisse einer Prüfung unter korrosiven Gasen vorgestellt und gegenüber Versuchen an Luft gebenchmarkt.

Für die Untersuchung von Reibermüdung wird wiederum der kürzlich am Institut in Betrieb genommene Prüfstand MTC-BIAX herangezogen. Die Ermüdungsprobe sowie Fretting-Pads werden in biaxialer Konfiguration in einer gasbeschickten Druckkammer eingebaut. Eine Temperatur von bis zu 1000°C wird durch eine innovative Laserheiztechnik realisiert. Die optische Wegmessung per digitaler Bildkorrelation ermöglicht die genaue Bestimmung von Relativbewegungen zwischen den sich kontaktierenden Probenpaarungen. In diesem Beitrag werden die Funktionsweise dieses prototypischen Versuchsaufbaus dargestellt sowie erste Ergebnisse aus Fretting-Fatigue-Versuchen präsentiert.