Metallurgische Fehleruntersuchung einer kleinen Leckage an einer Heizolruckleitung einer Kombizyklus-Gasturbine

摘要

Eine kleine Heizolruckleitung einer stationaren Gasturbine versagte durch einen auf hochzyklische Ermudung zuruckgehenden Bruch. In der metallurgischen Ursachenanalyse im Labor des Erstausrusters wurde ermittelt, dass unzureichender Halt der Brennstoffleitung und die sich hieraus ergebende Schwingung zu dynamischer Biegewechselbeanspruchung fuhrte, die ihr Maximum unmittelbar angrenzend an die Anschlussschweissnaht des Flansches erreichte. Das Rohrleitungssystem wurde aus rostfreien metastabilen austenitischen Stahlen gefertigt. Als zum Versagen beitragende Faktoren wurden eine Dehnungsbehinderung beim Flansch, durch Wurzeluberhohung verursachte geometrische Kerben in der Schweissnaht und uberschussiges Schweissgut am Ubergang der Schweissnaht identifiziert. Hinzu kommt, dass die Warmeeinflusszone (WEZ) der Schweissverbindung mit ihrer grobkornigen Mikrostruktur, eine unvermeidbare metallurgische Kerbe, ebenso zum Riss beigetragen haben konnte. 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 Ermudung die metallurgische oder physikalische Ursache des Versagens. Es wurde empfohlen, zusatzliche Halterungen in der betroffenen Rohrlange anzubringen, um ubermassigen Schwingungen an der Heizolruckleitung vorzubeugen.