Neidel Schadensfallanalysen metallischer Bauteile

Eine Sammlung von 38 realen Beispielen aus der Praxis
1. Auflage 2015
ISBN: 978-3-446-44609-0
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 304 Seiten

Das Versagen sicherheitsrelevanter Teile kann bei Flugzeugen, Schienenfahrzeugen, Seilbahnen, Aufzügen und Kraftwerken katastrophale Folgen haben. Auftretende Schäden werden gründlich analysiert, um sie in Zukunft zu vermeiden.
Die vorliegende Sammlung ist eine Zusammenstellung von 34 repräsentativen Schadensfällen aus der Zeitschrift Praktische Metallographie. Die Schäden sind gemäß VDI-Richtlinie 3822 nach mechanischer, korrosiver, thermischer und tribologischer Ursache kategorisiert.
Schwerpunkt der besprochenen Schadensfälle ist die metallkundliche Bewertung der Schadensursachen, Abhilfemaßnahmen und Prävention. Durch "lessons learned" lassen sich die Fallstudien problemlos auf andere Bereiche des Maschinenbaus übertragen.

Autoren/Hrsg.

Neidel, Andreas

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Materialwissenschaft: Metallische Werkstoffe
• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Produktionstechnik Zuverlässigkeitstechnik
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Metallurgie
• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Festigkeitslehre, Belastbarkeit

Inhaltsverzeichnis

1;Foreword/Vorwort;6
2;List of Co-authors/Autorenverzeichnis;16
3;About the Editor/Über den Herausgeber;14
4;TEIL 0 Introduction/Einleitung;18
4.1;The Metallographer’s Role in Damage Analysis;20
4.2;Die Rolle der Metallographen in der Schadensuntersuchung;20
5;TEIL I Mechanical Failures/Schäden durch mechanische Beanspruchungen;32
5.1;1;34
5.1.1;Fracture Investigation of an HPC Rotor Drum;34
5.1.2;Bruchuntersuchung am HPC Rotor Drum;34
5.2;2;50
5.2.1;Intercrystalline and Transcrystalline Vibration Fatigue Failure in the Inconel 718 Nickel-Based Alloy;50
5.2.2;Inter- und transkristalliner Schwingbruch in der Nickelbasis-Legierung Inconel 718;50
5.3;3;64
5.3.1;Fracture Investigation on a “Rotating Air Seal” of an Aircraft Engine;64
5.3.2;Bruchuntersuchung an einem „Rotating-Air-Seal“ eines Flugzeugtriebwerkes;64
5.4;4;78
5.4.1;Forced Fracture of “Witch Hat” Fuel Oil Filters of a Gas Turbine Engine Test Rig;78
5.4.2;Gewaltbruch bei „Hexenhut“Heizölfiltern eines Gasturbinenprüfstands;78
5.5;5;88
5.5.1;Metallurgical Failure Investigation of Minor Leakage in a Fuel Oil Return Line of a Combined Cycle Gas Turbine Engine;88
5.5.2;Metallurgische Fehleruntersuchung einer kleinen Leckage an einer Heizölrückleitung einer Kombizyklus-Gasturbine;88
5.6;6;106
5.6.1;Failure Analysis of a Hydraulic Manifold Plate;106
5.6.2;Schadensanalyse an einer Hydraulikverteilerplatte;106
6;TEIL II Corrosion Failures/Schäden durch Korrosion in Elektrolyten;116
6.1;1;118
6.1.1;Pitting Corrosion Induced Fatigue Fracture on a Gas Turbine Compressor Blade;118
6.1.2;Durch Lochkorrosion induzierter Schwingbruch einer Gasturbinen-Verdichterschaufel;118
6.2;2;134
6.2.1;Fracture Analysis of HPT Shroud Retaining Clips;134
6.2.2;Bruchuntersuchung an HPT Shroud Retaining Clips;134
6.3;3;144
6.3.1;Moving Blade Failure in the Low-Pressure Turbine of a Steam Turbo Set;144
6.3.2;Schaufelschaden in der Niederdruckteilturbine eines Dampfturbosatzes;144
6.4;4;156
6.4.1;Fracture of a Compressor Stator Blade in a Gas Turbine Engine;156
6.4.2;Bruch einer Verdichterleitschaufel im Vorleitrad einer Gasturbine;156
6.5;5;166
6.5.1;Multiple Fractures of Used In-Service Disc Springs in a Stationary Gas Turbine Engine;166
6.5.2;Multiple Brüche an betriebsbeanspruchten Tellerfedern für stationäre Gasturbinen;166
6.6;6;176
6.6.1;Chloride-Induced Stress Corrosion Cracking in 316Ti Fuel Oil Pipes of a Gas Turbine Power Plant;176
6.6.2;Chloridinduzierte Spannungskorrosionsrisse in 316Ti Heizölrohren eines Gasturbinenkraftwerks;176
6.7;7;190
6.7.1;Intergranular Corrosion in Retaining Rings Made of X39CrMo17-1 and X39Cr13;190
6.7.2;Interkristalline Korrosion in Sicherungsringen aus X39CrMo17-1 und X39Cr13;190
6.8;8;204
6.8.1;Examples of Damage: Fractures and Crack Formation in Zinc Die Casting Components;204
6.8.2;Schadensbeispiele: Brüche und Rissbildung an Bauteilen aus Zink-Druckguss;204
7;TEIL III Failures due to Thermal Overload/Schäden durch thermische Beanspruchungen;222
7.1;1;226
7.1.1;Liquation Cracks in Hot Upset Low Alloy Steel Screw Heads;226
7.1.2;Wiederaufschmelzungsrisse in warmangestauchten Schraubenköpfen aus einem niedriglegierten Stahl;226
7.2;2;236
7.2.1;High-Temperature Corrosion on Turbine Rotor Blades;236
7.2.2;Hochtemperaturkorrosion an Turbinenlaufschaufeln;236
7.3;3;248
7.3.1;Thermal Fatigue Cracks in Gas Turbine Heat Shield Plates;248
7.3.2;Thermoermüdungsrisse in Hitzeschildplatten von Gasturbinen;248
7.4;4;258
7.4.1;Metallurgical Failure Investigation of Overheated and Fractured Investment Cast Nickel-base Bolts Made of Inconel 939;258
7.4.2;Metallurgische Schadensuntersuchung an überhitzten und gebrochenen Bolzen aus Nickelbasis-Feinguss aus Inconel 939;258
7.5;5;272
7.5.1;Embrittlement of Fuel Gas Piping Made of Wrought Nickel-Based Superalloy Due to Inadequate Heat Treatment;272
7.5.2;Versprödung von Brenngasleitungen aus Nickelbasisknetlegierung durch ungeeignete Wärmebehandlung;272
7.6;6;284
7.6.1;Transformation of Delta Ferrite Into Sigma Phase in Metastable Austenitic Stainless Steels After Long-Term High-Temperature Service Exposure;284
7.6.2;Umwandlung von Deltaferrit in Sigma-Phase in metastabilen rostfreien austenitischen Stählen nach Langzeitbeanspruchung durch Hochtemperaturen;284
7.7;7;308
7.7.1;Seizing of Gas Turbine Vane Fixing Bolts Made of X22CrMoV12.–.1;308
7.7.2;Festsitzende Gasturbinenschaufel-Fixierbolzen aus X22CrMoV12.–.1;308
7.8;8;324
7.8.1;Selective Laser Melting – Additive Manufacturing’s “New Kid on the Block”; TMF Failure of a Y-shaped Pipe in a Burner Test Rig;324
7.8.2;Selektives Laserschmelzen – die neue Technik unter den additiven Fertigungsverfahren; TMF-Versagen eines Y-Rohrs in einem Brennerversuchsstand;324
7.9;9;338
7.9.1;Metallurgical Failure Investigation of Quench Cracking in Hexagonal Bolt Head Fasteners;338
7.9.2;Metallurgische Schadensanalyse von Härterissen in Innensechskant-Schrauben;338
7.10;10;352
7.10.1;Uncharacteristic Circumferential TMF Cracking in a Heavy-duty Stationary Gas Turbine Engine Burner Outlet;352
7.10.2;Ungewöhnliche Temperaturwechselrisse in Umfangsrichtung des Brenneraustritts einer Großgasturbine;352
7.11;11;364
7.11.1;LCF Coupling Failure in a Two-Feet Light Railway;364
7.11.2;Niederzyklischer Kupplungsbruch einer Parkeisenbahn;364
8;TEIL IV Failures due to Tribological Loading/Schäden durch tribologische Beanspruchung;378
8.1;1;380
8.1.1;An Analysis of the Failure of a Wheel Hub;380
8.1.2;Schadensanalyse an einer Radnabe;380
8.2;2;388
8.2.1;Adhesive Wear on the Combination Shaft./Bearing Bush of a Valve Actuator;388
8.2.2;Adhäsionsverschleiß der Welle-Lagerbuchse-Paarung eines Ventilantriebes;388
9;TEIL V Hydrogen Embrittlement/Wasserstoffversprödung;400
9.1;1;402
9.1.1;Failure of Large High-strength Fasteners by Hydrogen Embrittlement;402
9.1.2;Versagen großer hochfester Verbindungselemente infolge Wasserstoffversprödung;402
10;TEIL VI Material Defects/Werkstofffehler;414
10.1;1;416
10.1.1;The Metallurgical Causes of Structural Inhomogeneities in Hot Rolled Bars of Martensitic 12.% Chromium Steels;416
10.1.2;Gefügeinhomogenitäten in warmgewalzten Stäben aus martensitischen 12.%-Chromstählen und ihre metallkundlichen Ursachen;416
10.2;2;432
10.2.1;Metallurgical Failure Investigation of Cracked Hook Nuts Used for Upending Gas Turbine Rotors on Site;432
10.2.2;Metallkundliche Schadensuntersuchung gebrochener Hakenmuttern, die dem Aufrichten von Gasturbinenläufern vor Ort dienen;432
11;Index/Sachregister;444

Über Autor(innen)

Neidel, Andreas
Prof. Dr.-Ing. Andreas Neidel
Honorary Professor, Technische Universität Berlin
Senior Key Expert Failure Analysis
Siemens Energy Global GmbH & Co. KG
Siemens Energy
Gas and Power, Generation
Material Laboratory Berlin