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Technik + Wissenschaft
Ein EJ200-Blisk wird mit Hilfe des Wolframplasma-Lichtbogenschweißens repariert.
Nach der Reparatur weist eine detaillierte Vermessung
nach, dass der Blisk exakt in den Toleranzen
liegt.
Auch die Wärmebehandlung ist ein Prozessschritt
nach der eigentlichen Reparatur.
Atmosphäre, um Oxidationsprozesse zu vermeiden.
„Das reparierte Bauteil zeichnet sich
durch eine hundertprozentige Porenfreiheit
der Schweißnaht aus. Es hat Neuteilqualität“,
betont Armin Eberlein vom Repair
Engineering Militärische Triebwerke. Bevor
die Schweißnaht mit einem adaptiven
Fräsprozess bearbeitet wird, um ein optimales
Profil zu erhalten, erfolgt eine Wärmebehandlung
des reparierten Bereichs. „Mit
Induktionsspulen erzeugen wir ein lokales
Temperaturfeld“, erläutert Lauer. „Dabei
werden thermische Spannungen, die beim
Schweißen entstanden sind, vollständig entfernt.“
Auf den anschließenden Fräsprozess
folgt das Verfestigungsstrahlen. Hierbei wird
ein Druckspannungszustand erreicht, der die
im Flugbetrieb auftretenden Zugspannungen
im Bauteil wieder aufhebt.
Mit Hilfe des MTU Plus Laser Powder Cladding werden
abgenutzte Schaufelspitzen wieder repariert.
„Beim militärischen EJ200-Programm haben
wir umfassende Fähigkeiten in den Bliskreparaturen
entwickelt, von denen jetzt auch
unsere zivilen Kunden profitieren“, sagt
Bernd Stimper, Senior Manager Blisk Repair.
„Die anspruchsvollen Blisktechnologien können
wir auf zivile Antriebe übertragen, zum
Beispiel auf die Typen PW300, PW500,
PW6000, GP7000 und GE90.“
Anspruchsvoll ist auch das Hochtemperaturlötverfahren,
das MTU-Spezialisten für die
Reparatur des Turbinenzwischengehäuses
(TCF) im A380-Antrieb GP7000 entwickeln.
„Wir haben das Bauteil ausgelegt und kennen
seine Beanspruchung“, sagt Hans Banhirl
vom Repair Engineering GP7000. Die Herausforderung:
Im TCF kommt ein neuer
Werkstoff zum Einsatz, für den es bislang
kein geeignetes Reparaturverfahren gab.
„Reparaturschweißen kam nicht in Frage,
weil sich in der hochwarmfesten Nickelgusslegierung
Risse bilden würden“, erläutert
Karl-Heinz Manier vom Repair Development.
Unter seiner Leitung forschte ein Expertenteam
an einem Lötwerkstoff und einem optimalen
Wärmebehandlungszyklus, der zu
einer hohen Festigkeit führt – mit Erfolg.
Banhirl: „Unser neues Verfahren steht zur
Serieneinführung des GP7000 zur Verfügung.“
„Reparieren statt Ersetzen“ lautet auch die
Devise der MTU Maintenance Hannover.
Dort verantwortet Dr. Frank Seidel die
Reparaturentwicklung: „MTU Plus Repair heißt
der Markenname für unsere innovativen
Reparaturverfahren, mit denen wir flexibler
auf individuelle Kundenwünsche eingehen
können. MTU Plus Repair erfüllt anspruchsvolle
Kriterien wie verbesserte Lebensdauer
Das Balance Stripping-Verfahren wird in der Galvanik
in Hannover durchgeführt.
und Funktion.“ Zu diesen Verfahren gehört
das MTU Plus Balance Stripping, ein elektrochemischer
Entschichtungsprozess. Der
Clou: Die Entschichtung erfolgt für jede
Schaufel separat. Der Messroboter der hochwertigen
Maschine, die seit 2006 im Einsatz
ist, vermisst jede Schaufel, um zu ermitteln,
wie dick die Schichten sind und wie lange sie
in den chemischen Bädern behandelt werden
muss. „Es wird nur so viel von den alten
Schichten entfernt, wie erforderlich ist“,
erläutert Seidel. „Das schont die Wandstärke.
Die Schaufeln sind dadurch mehrfach
reparabel und erhalten ein zweites, drittes
oder viertes Leben. Das verschafft unseren
Kunden Kostenvorteile bei höchster Qualität.“
Das gilt auch für das MTU Plus Laser Powder
Cladding: Mittels Schweißen werden die
abgenutzten Spitzen von Hochdruckturbinenschaufeln
repariert. Mit einem Laserstrahl
wird Metallpulver, das bei 1.500 Grad
Celsius schmilzt, auf das Bauteil aufgetragen.
Die Schweißwulst wird anschließend
präzise abgeschliffen. Dabei wird eine Qualität
erreicht, die mit manueller Arbeit nicht zu
erzielen wäre. Die selbstentwickelte vollautomatische
Maschine garantiert Prozessstabilität.
Seidel: „Mit lückenlosen Kontrollen, zum
Beispiel mit Röntgen, stellen wir sicher, dass
nur Teile in bester Qualität in das Triebwerk
eingebaut werden.“
Die Reparaturentwicklungsaktivitäten an den
MTU-Standorten werden zentral koordiniert,
um Synergien zu nutzen – beispielsweise bei
den Industriegasturbinen LM2500 und
LM6000, die von den Flugtriebwerken CF6-6
und CF6-80C2 abgeleitet sind. Verfahren für
die LM-Serie, die wir bei der MTU Mainte-
Mit der fünfachsigen Fräsmaschine – hier in Ludwigsfelde
– erhalten verformte Schaufeln vollautomatisch
ihre alte Kontur wieder zurück.
nance Berlin-Brandenburg entwickeln, können
auch in Hannover bei CF6-Triebwerken
angewendet werden“, sagt Christian Hornig,
Mitarbeiter in der Reparaturentwicklung am
MTU-Standort Ludwigsfelde. Eine Stärke des
Standorts ist das vollautomatische adaptive
Rekonturieren von verformten Schaufeln der
LM-Serie. Was früher zeitintensiv manuell geschliffen
werden musste, leistet heute eine
fünfachsige Fräsmaschine mit ausgeklügelter
Software. „Die Herausforderung, die wir
zu meistern hatten, ist die Geometrie-Individualität
der Schaufeln aus dem laufenden
Betrieb – jede ist anders abgenutzt“, führt
Hornig aus. Die Maschine erfasst die Ist-
Kontur und gleicht sie mit der Originalkontur
der Schaufel ab. Aus den Ist- und Solldaten
generiert sie ein vollautomatisches Fräsprogramm.
Hornig: „Die Automatisierung spart
Zeit und Kosten, so dass wir das Reparaturverfahren
günstig anbieten können.“
Um die Instandhaltungskosten pro Flugstunde
für die Kunden weiter zu reduzieren, werden
die Reparaturen kontinuierlich weiterentwickelt
und verbessert. „Ein Schwerpunkt ist
der Ausbau unseres Teilereparaturgeschäfts“,
sagt Kriegl. „Wir wollen überproportional
wachsen und werden verstärkt neue Reparaturen
einführen.“
Ihr Ansprechpartner zu diesem Thema:
Bernd Kriegl
+49 89 1489-3315
Bilderdownloads zu diesem Artikel unter:
http://www.mtu.de/107Reparatur
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