Teilprojekt A1 Zerstörungsfreie Turbinenschaufelcharakterisierung

Hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit moderner Triebwerke erfordern die Integrität hochbeanspruchter Triebwerksbauteile wie der Turbinen-, Verdichter- und Fanbeschaufelung und deren Zustandsbewertung im Rahmen von Inspektionen und Wartungsmaßnahmen. Die Beschaufelung ist im Betrieb extrem hohen thermischen, korrosiven, erosiven und mechanischen Belastungen ausgesetzt und dementsprechend beanspruchungsorientiert strukturiert als Bauteil-Mehrschichtsystem ausgeführt. Dabei werden an den Werkstoff und die Schichteigenschaften höchste Ansprüche gestellt, um den hohen Beanspruchungen im Dauerbetrieb gerecht zu werden. Der Zustand und die Integrität der Triebwerksbeschaufelung sind von strategischer Bedeutung für einen sicheren und zuverlässigen Triebwerkbetrieb und stellen höchste Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüftechnik, hinsichtlich der Charakterisierung von Werkstoffveränderungen und der frühzeitigen Erkennung von Schäden. Um einen erforderlichen Reparaturbedarf an den beanspruchten Bauteilen frühzeitig erfassen, bewerten und damit auch in der weiteren Planung des Regenerationspfads berücksichtigen zu können, gewinnt eine schnelle Eingangsbefundung von Triebwerksbauteilen, die bereits beim teilzerlegten Triebwerk vorgenommen werden kann, zunehmend an Bedeutung.

Video: Blisk-Fehlerprüfung mittels Induktionsthermografie

Zum Abschluss des Projektes in der laufenden dritten Förderperiode des SFB soll die entwickelte Methodik an einem realen Triebwerk validiert werden. Zu diesem Zweck werden in zwei Messkampagnen definierte Defekte in ein Triebwerk eingebracht und der Abgasstrahl mit tomographischem BOS rekonstruiert. Der Einfluss der Defekte auf den Abgasstrahl wird durch einen Vergleich mit Messungen des Triebwerks im Referenzfall (ohne eingebrachten Defekt) untersucht. Zusätzlich wird der Einfluss der Defekte auf den Abgasstrahl mit einem numerischen Modell vorhergesagt und mit den Ergebnissen der Messungen validiert. Nach dieser erfolgreichen Validierung ist es dann möglich, den Einfluss weiterer Defekte auf den Abgasstrahl numerisch vorherzusagen und so eine Datenbank mit möglichen Schadensfällen aufzubauen. Ein Triebwerk mit einem unbekannten Zustand kann dann später optisch vermessen werden und die Ergebnisse der Messungen mit Hilfe von Mustererkennungsalgorithmen mit der Schadensdatenbank verglichen werden. Somit können Defekte in Triebwerken berührungslos, vor der Demontage detektiert werden.