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Thermoelement fuer Risswachstum

IP.com Disclosure Number: IPCOM000012288D
Original Publication Date: 2003-May-25
Included in the Prior Art Database: 2003-May-25
Document File: 1 page(s) / 44K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Turbinenschaufeln von Gasturbinen sind infolge ihres Einsatzgebietes starken multiaxialen thermomechanischen Beanspruchungen insbesondere Druck- und Zugspannungen ausgesetzt. Zur Ueberpruefung der Bauteile werden Rissfortschritts- und Lebensdaueruntersuchungen angestellt. Fuer die Ermuedungslebensdauer (Low Cycle Fatigue - LCF) wird die gesamte Dehnungs- und Spannungschwingbreite betrachtet. Besonders hoch belastete Stellen an Turbinenschaufeln sind die Vorder- und die Hinterkante. An diesen Stellen entstehen Risse, die im weiteren Betriebsverlauf anwachsen. Das Risswachstum haengt von der Spannungsverteilung im Bauteil und von dessen Geometrie ab. Um das Risswachstumverhalten besser ueberwachen und kontrollieren zu koennen, koennen Thermoelemente an beispielsweise Vorder- und Hinterkante der Turbinenschaufeln angebracht werden, die anhand einer Temperaturveraenderung (in diesem Fall Erhoehung) das Wachsen von Rissen und insbesondere deren Wachstumgeschwindigkeit im laufenden Betrieb anzeigen koennen. Dafuer werden die Thermoelemente derart angebracht, dass das Wachstum der entstehenden Risse auf sie hin bewegt. Durch den sich verringernden Abstand zwischen Rissspitze und Thermoelement erhoeht sich die im Thermoelement gemessene Temperatur. Somit kann relativ schnell auf eine derartige Veraenderung reagiert werden, bevor die Materialermuedung ein bedrohliches Mass annimmt.

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S

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Thermoelement fuer Risswachstum

Idea: Fathi Ahmad, DE-Muelheim

Turbinenschaufeln von Gasturbinen sind infolge ihres Einsatzgebietes starken multiaxialen thermomechanischen Beanspruchungen insbesondere Druck- und Zugspannungen ausgesetzt. Zur Ueberpruefung der Bauteile werden Rissfortschritts- und Lebensdaueruntersuchungen angestellt. Fuer die Ermuedungslebensdauer (Low Cycle Fatigue - LCF) wird die gesamte Dehnungs- und Spannungschwingbreite betrachtet. Besonders hoch belastete Stellen an Turbinenschaufeln sind die Vorder- und die Hinterkante. An diesen Stellen entstehen Risse, die im weiteren Betriebsverlauf anwachsen. Das Risswachstum haengt von der Spannungsverteilung im Bauteil und von dessen Geometrie ab.

Um das Risswachstumverhalten besser ueberwachen und kontrollieren zu koennen, koennen Thermoelemente an beispielsweise Vorder- und Hinterkante der Turbinenschaufeln angebracht werden, die anhand einer Temperaturveraenderung (in diesem Fall Erhoehung) das Wachsen von Rissen und insbesondere deren Wachstumgeschwindigkeit im laufenden Betrieb anzeigen koennen. Dafuer werden die Thermoelemente derart angebracht, dass das Wachstum der entstehenden Risse auf sie hin bewegt. Durch den sich verringernden Abstand zwischen Rissspitze und Thermoelement erhoeht sich die im Thermoelement gemessene Temperatur. Somit kann relativ schnell auf eine derartige Veraenderung reagiert werden, bevor die Materialermuedung ein bedroh...