Uncharacteristic Circumferential TMF Cracking in a Heavy-duty Stationary Gas Turbine Engine Burner Outlet
-
A. Neidel
Abstract
Burners are key components of turbomachinery with internal combustion. They allow for a particularly lean combustion in heavy-duty stationary gas turbine engines for power stations and thus contribute significantly to economical operation. Depending on their design, burners are often subject to thermomechanical stress. This failure analysis is concerned with thermal cycling cracks at the burner outlet. Circumferential cracking, parallel to the component surface, is untypical for this damage mechanism. Thermal cycling and thermal-mechanical fatigue cracks usually spread in a radial direction. Possible causes could be the special kind of centrifugal casting structure or the high thermal tension, which might have built up during burner operation.
Kurzfassung
Brenner sind Schlüsselkomponenten in Turbomaschinen mit interner Verbrennung. Sie ermöglichen in Großgasturbinen für Kraftwerke eine besonders magere Verbrennung und tragen so wesentlich zum wirtschaftlichen Betrieb bei. Abhängig vom Design sind sie häufig hoch thermomechanisch beansprucht. Die in diesem Beitrag gezeigte Schadensfallstudie betrifft Thermowechselrisse am Brenneraustritt. Der Rissverlauf in Umfangsrichtung parallel zur Bauteiloberfläche ist untypisch für diesen Schadensmechanismus. Meist breiten sich Thermowechsel- bzw. Thermoermüdungsrisse in radialer Richtung aus. Ursachen könnten neben dem besonderen Schleudergussgefüge in hohen thermischen Radialspannungen liegen, die sich im Brennerbetrieb aufgebaut haben könnten.
References / Literatur
[1] Neidel, A.;Yao, C.: Practical Failure Analysis 2003, Volume 3 (6), 41–4610.1007/BF02717508Suche in Google Scholar
[2] Neidel, A.;Matijasevic-Lux, B.;RiesenbeckS;Ullrich, T.;Völker, J.;Wallich, S.: Schäden an Brennerkomponenten von Heavy duty-Gasturbinen. Prakt. Metallogr.47 (2010), 3, S. 135–149Suche in Google Scholar
[3] Seume, J.;Lechner, C. (Ed.): Stationäre Gasturbinen, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, Deutschland, 200310.1007/978-3-662-10016-5Suche in Google Scholar
[4] Neidel, A.,Cagliyan, E.,Jahnke, A.,Riesenbeck, S.,Ullrich, T.,Wallich, S.: TMF Cracking in Metallic Heat Shields of Gas Turbine Combustion Chambers. Materials Testing54 (2012), 3, S. 153–156Suche in Google Scholar
[5] Neidel, A.,Riesenbeck, S.: Thermal Fatigue Cracks in Gas Turbine Heat Shield Plates. Prakt. Metallogr.49 (2012), 2, S. 99–108Suche in Google Scholar
[6] Leggemann, S.;Cagliyan, E.;Riesenbeck, S.;Neidel, A.: Metallurgical Failure Investigation of Overheated and Fractured Investment Cast Nickel-base Bolts Made of Inconel 939. Prakt. Metallogr.50 (2013), 7, S. 501–511Suche in Google Scholar
[7] VDI-Richtlinie 3822, Beuth-Verlag2012Suche in Google Scholar
[8] ASM Handbook, Vol. 11: Failure Analysis and Prevention, Sixth printing, American Society for Metals, Handbook Committee, 1998Suche in Google Scholar
[9] Neidel, A.,Völker, J.: Ausgewählte Schadensfälle aus dem Großgasturbinenbau-Werden wir aus Schaden wirklich klug?Materials Testing53 (2011), 11–12, S. 680–688Suche in Google Scholar
[10] http://www.haynesintl.com/pdf/h3008.pdf, accessed on 04.01.2014, 16: 16 o'clock.Suche in Google Scholar
© 2015, Carl Hanser Verlag, München
Artikel in diesem Heft
- Contents/Inhalt
- Contents
- Editorial
- Editorial
- Technical Contributions/Fachbeiträge
- Impact of Phase Distribution on the Fracture Toughness of High Temperature Resistant Mo-Si-B Alloys
- The Applicability of Nanoindentation for the Examination of Microstructured Areas in CP Titanium Samples
- Influence of the Sample Preparation Technique on the μ Phase Fraction Analysis in a Fe-25Co-15Mo Alloy by Means of XRD
- Uncharacteristic Circumferential TMF Cracking in a Heavy-duty Stationary Gas Turbine Engine Burner Outlet
- Meeting Diary/Veranstaltungskalender
- Meeting Diary
Artikel in diesem Heft
- Contents/Inhalt
- Contents
- Editorial
- Editorial
- Technical Contributions/Fachbeiträge
- Impact of Phase Distribution on the Fracture Toughness of High Temperature Resistant Mo-Si-B Alloys
- The Applicability of Nanoindentation for the Examination of Microstructured Areas in CP Titanium Samples
- Influence of the Sample Preparation Technique on the μ Phase Fraction Analysis in a Fe-25Co-15Mo Alloy by Means of XRD
- Uncharacteristic Circumferential TMF Cracking in a Heavy-duty Stationary Gas Turbine Engine Burner Outlet
- Meeting Diary/Veranstaltungskalender
- Meeting Diary
