Beware of Hot Tearing in Lifting Lugs – a Case Study in Mechanical Engineering

Zusammenfassung

Einer von acht Anhebepollern einer Großgasturbine zeigte Auffälligkeiten bei einer Oberflächenrissprüfung mit Magnetpulver (MT), die später durch eine Ultraschalluntersuchung (UT) bestätigt wurden. Das betreffende Bauteil wurde aus niedriglegiertem Stahlguss gefertigt. Es war bereits in Gebrauch und sollte zusammen mit den anderen Anhebepollern wieder verwendet werden. Um die Ursache der Auffälligkeiten zu bestimmen, wurden mithilfe der Replika-Technik zerstörungsfreie metallographische Untersuchungen durchgeführt. Diese ergaben, dass die Auffälligkeiten durch rissartige Dekohäsionen des Werkstoffs verursacht wurden. In einem der untersuchten Bereiche waren diese Mängel mit kleinen Gussfehlern, sogenannten Mikroschrumpfungen, verbunden. Diese könnten zur Rissbildung beigetragen haben. Die beschriebenen kleinen Oberflächenrisse am zylindrischen Teil des Anhebepollers selbst wurden wahrscheinlich durch Biegebelastungen während des Betriebs verursacht. Auffälligkeiten wurden lediglich an einem der acht Anhebepoller gefunden. Hier war auch nur die Oberseite des kurzen Zapfens, wo während der Hubbewegung mit hoher Axialspannung gerechnet werden muss, betroffen. Bei einer zweiten Untersuchung wurde dasselbe Bauteil im Bereich mit den größten UT-Anzeigen aufgeschnitten. Die Mikrostruktur dieses Stahlgusses ist unauffällig. In der Schliffebene wurden jedoch mehrere recht große Makrorisse gefunden. Dies wurde durch rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen bestätigt. Im betroffenen Bereich kam es zu einer leichten Kohlenstoffentmischung, die jedoch vernachlässigt werden kann. Der längste Riss im metallographischen Schliff wurde zwecks Mikrofraktographie im REM aufgebrochen. Es wurde ein kleiner, bereits bestehender Riss gefunden, der nicht durch die Belastung während des Betriebs verursacht werden konnte. In diesem Bereich wurden mikrofraktographische Merkmale von transkristallinen Warmrissen ermittelt, was durch das dendritische Gefüge der Bruchoberfläche belegt wird. Dies weist auf Warmrisse hin.