Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion von Turbinenschaufeln

Einleitung / Abstract

Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Technologie ist die zerstörungsfreie Prüfung von Turbinenschaufeln von Turbinen-Strahltriebwerken hinsichtlich einer Materialschädigung in Form von mikrostrukturellen Gefügeänderungen.

Hintergrund

Turbinen-Strahltriebwerke sind ein unersetzlicher Bestandteil der modernen Luftfahrttechnik. Weiterentwicklungen zielen stets auf eine Verbesserung der Flugsicherheit, der Turbineneffizienz, des gesamten Betriebsverhaltens und auf eine Verringerung der Geräuschemission ab. Einer der wichtigsten Bestandteile des Turbinen-Strahltriebwerks ist die einzelne Turbinenschaufel, welche im Hinblick auf Aerodynamik und Masseschwerpunkt hoch komplex ausgelegt ist. Ein kritischer Faktor für die Lebensdauer einer Turbinenschaufel ist die Schädigung auf mikrostruktureller Ebene in Form von Elementverarmung in den Körnern, herbeigeführt durch Oxidation oder Sulfidation. Im Rahmen der regelmäßigen Wartung von Flugzeugturbinen erfolgt u.a. eine elektromagnetische Prüfung der magnetischen Permeabilität, wodurch Änderungen in der Gefügezusammensetzung detektiert werden können. Jedoch kann der Grad der Elementverarmung nicht bestimmt werden und so werden bereits im Verdachtsfall Turbinenschaufeln präventiv ausgetauscht, was erhebliche Kosten verursacht.

Lösung

Die erfindungsgemäße Technologie zielt auf eine qualitative und quantitative Bestimmung der Legierungsbestandteilveränderung von Nickelbasislegierungen von Turbinenschaufeln ab. Mithilfe einer Inspektionsvorrichtung wird die Curie-Temperatur einer zu prüfenden Turbinenschaufel bzw. eines Untersuchungsbereichs bestimmt. Von der Curie-Temperatur lässt sich für eine spezifische Legierungszusammensetzung anhand eines entsprechenden Modells auf die Legierungsbestandteilveränderung (z.B. Chromverarmung innerhalb der Körner) schließen.

Vorteile

Anwendungsbereiche

Zerstörungsfreie Prüfung an Triebwerksteilen bzw. Turbinenschaufeln