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Einsatz hochdaempfender Werkstoffe oder Werkstoffverbunde zur Schwingungsdaempfung von Turbinenschaufeln

IP.com Disclosure Number: IPCOM000028064D
Original Publication Date: 2004-May-25
Included in the Prior Art Database: 2004-May-25
Document File: 2 page(s) / 541K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Turbinen- und Verdichterlaufschaufeln koennen waehrend des Anfahr- und Abfahrvorganges der Turbine sowie auch im normalen Betrieb zu starken Schwingungen angeregt werden, was zu Schaeden aufgrund von Kurzzeitermuedung (LCF - Low Cycle Fatigue) bzw. zu Schaeden aufgrund von Materialermuedung (HCF - High Cycle Fatigue) fuehren kann. Bislang wird versucht, dieses Problem durch konstruktive Loesungen wie das Einbringen von Daempfungsbolzen oder Daempfungsdraehten zu begegnen. Eine neuartige andere Moeglichkeit der Schwingungsdaempfung besteht darin, rotierende und schwingende Turbinen- und Verdichterbauteile ueber hochdaempfende Grundwerkstoffe bzw. Werkstoffverbunden zu daempfen. Dabei wird die Schwingungsenergie durch eine innere Reibung verbraucht und dadurch die Schwingungsamplituden der Schaufelschwingung reduziert (siehe Abb. 1). Dies fuehrt zu einer Reduzierung der Dehnungsamplituden und somit zu verringerten Spannungen im Bauteil.

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Einsatz hochdaempfender Werkstoffe oder Werkstoffverbunde zur Schwingungsdaempfung von Turbinenschaufeln

Idea: Dr. Wolfgang Hermann, DE-Muelheim

Turbinen- und Verdichterlaufschaufeln koennen waehrend des Anfahr- und Abfahrvorganges der Turbine sowie auch im normalen Betrieb zu starken Schwingungen angeregt werden, was zu Schaeden aufgrund von Kurzzeitermuedung (LCF - Low Cycle Fatigue) bzw. zu Schaeden aufgrund von Materialermuedung (HCF - High Cycle Fatigue) fuehren kann. Bislang wird versucht, dieses Problem durch konstruktive Loesungen wie das Einbringen von Daempfungsbolzen oder Daempfungsdraehten zu begegnen.

Eine neuartige andere Moeglichkeit der Schwingungsdaempfung besteht darin, rotierende und schwingende Turbinen- und Verdichterbauteile ueber hochdaempfende Grundwerkstoffe bzw. Werkstoffverbunden zu daempfen. Dabei wird die Schwingungsenergie durch eine innere Reibung verbraucht und dadurch die Schwingungsamplituden der Schaufelschwingung reduziert (siehe Abb. 1). Dies fuehrt zu einer Reduzierung der Dehnungsamplituden und somit zu verringerten Spannungen im Bauteil.

Derartige Grundwerkstoffe bzw. Werkstoffverbunde koennen einerseits durch den Einsatz speziell entwickelter hochfester und hochdaempfender Legierungen erreicht werden, wobei die erhoehte Materialdaempfung durch innere Reibung wie beispielsweise Platzwechselvorgaenge, Reibung an inneren Grenzflaechen oder Versetzungsdaempfung zustande kommt (siehe Abb. 2). Andererseits koennen Turbinenscha...