Fehleranalyse des in Turbomaschinen verwendeten Stahldichtungsrings

Ziel dieser Studie ist es, die Versagensursache für den in nuklearen Dampfturbinen verwendeten Stahldichtungsring zu ermitteln. Ein neuer Dichtungsring aus einer hochnickelhaltigen Stahllegierung wurde mit dem defekten Dichtungsring verglichen. Metallographische Analysen, Rasterelektronenmikroskopie, Nanoindentation und In-situ-Zugversuche wurden eingesetzt, um die Gründe für das Versagen des Dichtungsrings sowohl auf makroskopischer als auch auf mikroskopischer Ebene zu analysieren. Der Hauptgrund für das Versagen des Dichtungsrings ist eine Kombination aus Belastung und erhöhter Temperatur während des Turbinenbetriebs. Die komplexe Arbeitsumgebung verursachte Rekristallisation und Erholung, was zu Kornverfeinerung und Ausscheidung von Sekundärphasen führte. Viele sekundäre Phasenausscheidungen traten während des Betriebs an den Korngrenzen auf und verursachten die Bildung von Mikrohohlräumen und Rissen, die schließlich zum Versagen des Rings führten.