Metallurgical Failure Investigation of HCF Cracking in a Premix Fuel Oil Manifold of a Heavy-duty Combined Cycle Gas Turbine Engine
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A. Neidel
Abstract
There was a fire incident at a combined cycle engine after almost 100 000 operating hours. The engine was operating on fuel oil at the time of failure. The fire was located at one burner only. An extensive visual inspection revealed that the fire was apparently caused by a leakage due to cracking in that burner's fuel oil premix (FOPM) manifold.
The subject component failed due to high cycle fatigue (HCF) cracking. The failure mechanism is purely mechanical. No corrosion was involved, nor any form of stress corrosion cracking (SCC). No evidence of any material or weld imperfections was found. The cyclic loading that caused the cracking was partly reversed bending.
Kurzfassung
Nach fast 100 000 Betriebsstunden kam es an einer Gas- und Dampfturbine zu einem Brand. Zum Zeitpunkt des Ausfalls wurde die Turbine mit Öl befeuert. Das Feuer beschränkte sich auf lediglich einen Brenner. Bei einer gründlichen Sichtprüfung wurde festgestellt, dass der Brand offensichtlich durch eine durch einen Riss im Ölvormischungsverteiler verursachte Leckage ausgelöst wurde.
Das betreffende Bauteil versagte durch Rissbildung aufgrund hochzyklischer Ermüdung (high-cycle fatigue, HCF). Es handelt sich hier um einen rein mechanischen Versagensmechanismus. Es trat weder „normale” Korrosion noch irgendeine Art von Spannungsrisskorrosion auf und es wurden keine Anzeichen von Material- oder Schweißnahtfehlern gefunden. Das Bauteil versagte infolge von Biegewechselbeanspruchung.
References / Literatur
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