Bearbeitungsprozesse und häufige Fehler bei Turbinenschaufeln

Turbinenschaufeln sind die wichtigsten Akteure bei der Energieumwandlung. Die Schaufeln wandeln die Wärmeenergie und kinetische Energie von Hochtemperatur- und Hochdruckdampf in mechanische Energie um, treiben den Rotor zur Drehung an und erzeugen schließlich über den Generator elektrische Energie.

Turbinenschaufeln, insbesondere Laufschaufeln, haben komplexe Profile und extrem hohe Präzisionsanforderungen. Ihre Herstellung ist eine Kombination aus modernsten Materialien, Präzisionsbearbeitung und speziellen Prozessen. Sie müssen eine Reihe von Präzisionsprozessen durchlaufen, darunter Präzisionsschmieden, fünfachsige CNC-Bearbeitung, strenge Wärmebehandlung und komplexe Oberflächenbehandlung, ergänzt durch umfassende Präzisionsprüfungen, um letztendlich ihren langfristigen, sicheren und zuverlässigen Betrieb unter extremen Bedingungen zu gewährleisten.
 

Turbinenschaufeln können bei langfristigem Betrieb unter rauen Bedingungen einige Fehler aufweisen:

• Wassererosion: Tritt häufig am oberen Teil des Hinterbogens der Eintrittskante der letzten Stufenschaufel auf und muss durch Laserschmelzschweißen und andere Mittel verstärkt werden.

• Ermüdungsrisse: Entstehen meist in Spannungskonzentrationsbereichen oder werden durch Resonanz verursacht. Die Konstruktions- und Fertigungsqualität muss streng kontrolliert werden, um Resonanz im Betrieb zu vermeiden.

• Bruch und Ablösung: Dies ist der schwerwiegendste Unfall, der durch eine Vielzahl von Faktoren wie Fremdkörperaufprall, Korrosion, Resonanzermüdung und Materialfehler verursacht werden kann.

• Ablagerungen: Eine schlechte Dampfqualität kann dazu führen, dass sich Salze auf der Schaufeloberfläche ablagern, die aerodynamische Leistung beeinträchtigen und Vibrationen verursachen können.