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5.11 Demonstrator .....................................................................................................73 6 Zusammenfassung ........................................................................................................74 7 Formales .......................................................................................................................75 7.1 Schlussfolgerungen und Gegenüberstellung der Ergebnisse mit den Zielstellungen des Forschungsantrages ....................................................................................75 7.2 Notwendigkeit und Angemessenheit der geleisteten Arbeit ................................78 7.3 Wissenschaftlich-technischer Nutzen .................................................................78 7.4 Wirtschaftlicher Nutzen insbesondere für KMU, innovativer Beitrag und industrielle Anwendungsmöglichkeiten .................................................................................79 7.5 Einschätzung zur Realisierbarkeit des vorgeschlagenen Transferkonzepts ........80 7.6 Plan zum Ergebnistransfer in die Wirtschaft .......................................................81 7.7 Angaben zu gewerblichen Schutzrechten ...........................................................82 8 Literaturverzeichnis .......................................................................................................83 9 Abbildungsverzeichnis ...................................................................................................88 10 Tabellenverzeichnis .......................................................................................................93 11 Anwenderrichtlinie .........................................................................................................94 AiF-Forschungsvorhaben – 18334 BR - Reparatur von Nickelbauteilen III
1 Einleitung Nickelbasis-Superlegierungen sind aufgrund ihrer herausragenden Hochtemperaturfestigkeit, Kriechfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Zähigkeit, Schlagbeständigkeit und Widerstand gegen Heißgaskorrosion der bevorzugte Werkstoff für Leit- und Laufschaufeln in stationären Gasturbinen (vgl. Abbildung 1-1a). Diese Legierungen bewahren ihre Festigkeit auch bei 80 - 90 % /Bur10/ ihrer Schmelztemperatur. Die Hochtemperaturfestigkeit der Nickelbasis-Superlegierungen wird durch ein maßgeschneidertes Gefügedesign während des Herstellungsprozesses erzielt, in dem stabile Ausscheidungen der härtenden γ’- Phase in der Nickelmatrix kohärent vorliegen. Prinzipiell gilt, dass je höher der Volumenanteil an γ’- Phase ist, desto höhere Einsatztemperaturen können erreicht werden. Die im Betrieb befindlichen Turbinenschaufeln werden nach definierten Betriebsintervallen von ca. 24.000 Betriebsstunden einer regelmäßigen Inspektion und Wartung unterzogen und werden gegebenenfalls ausgetauscht, wenn betriebsbedingte Beanspruchungen eine einwandfreie Funktionalität nicht mehr gewährleisten (/Mar06/, /Bur10/). Die Ursachen für defekte Schaufeln nach einem Betriebsintervall sind vielfältig. So resultieren Schäden bei stationären Gasturbinen durch Verschleiß aufgrund von Reibung oder Erosion durch Sand- und Staubpartikel. Weitere Ursachen, bspw. in Flugzeugtriebwerken, sind harte Landemanöver, wenn einzelne Triebwerkskomponenten einander berühren oder größere Objekte in das Triebwerk einschlagen /Ing13/. In diesem Fall ist ein Austausch oder eine Reparatur der defekten Schaufel notwendig /Mar06/. a b Bürgel Thermoermüdungsrisse an der Eintrittskante einer Leitschaufel c Turbinenschaufeln aus Nickelbasis-Superlegierungen Hitzeschilde aus Nickelbasis- Superlegierungen DLR Abbildung 1-1: a) Brennkammer und Turbinenbereich einer Industriegasturbine /Bur10/, b) Ermüdungsrisse an der Eintrittskante einer Turbinenschaufel /Bür11/, c) mechanischer und chemischer Verschleiß an einer Turbinenschaufel nach einem Betriebsintervall Die Effizienz einer Gasturbine bzw. deren thermischer Wirkungsgrad steht in direkter Beziehung zur Temperatur im Heißgasbereich. Um möglichst hohe Verbrennungstemperaturen zu erzielen, müssen hochwarmfeste Werkstoffe verwendet werden, was die Bauteilherstellung (Werkstoff- und Herstellungskosten) erheblich verteuert. Wirkungsgrad einer Gasturbine η = 1 − T Auslasstemperatur T Einlasstemperatur AiF-Forschungsvorhaben – 18334 BR - Reparatur von Nickelbauteilen 7
Seite 1: 2016 Abschlussbericht DVS-Forschung
Seite 4 und 5: Bibliografische Information der Deu
Seite 8 und 9: Die Kosten für eine einzige Turbin

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