A. Neidel, M. Giller und T. Gädicke

Mehrfachbrüche in Antriebswellen von Anhebeölpumpen

Multiple Drive Shaft Fractures in Lift Oil Pumps

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Kurzfassung

Uns wurde vom Ausfall mehrerer Hochdruck-Anhebeölpumpen an ihrem Einsatzort berichtet. Diese Baugruppen dienen dazu, Schmieröl in die Gleitlager schwerer rotierender Turbomaschinen, beispielsweise Dampf- und Gasturbinenrotoren, einzuspritzen. Deren Gewicht liegt häufig bei über hundert Tonnen. So wird sichergestellt, dass die Rotorwelle auch bei geringen Drehzahlen auf dem Schmierölfilm „schwimmt“, wenn die Voraussetzungen für eine hydrodynamische Schmierung noch nicht vollständig gegeben sind. Zwecks Ermittlung der metallurgischen Grundursache des Versagens stellte der Kunde eine gebrochene Keilwelle zur Verfügung. Es handelte sich in diesem Fall um die Abtriebswelle einer der ausgefallenen Pumpen. Die Keilwelle versagte durch Torsionsüberlast, durch die es zur Rissbildung in der gehärteten Randschicht (Einsatzschicht) und als Sekundärschaden zur Rissbildung durch hochzyklische Ermüdung (High Cycle Fatigue, HCF) kam. Die Hauptermüdungsrisse in der Einsatzschicht bildeten sich an Gewaltbrüchen in den Übergangsradien am Fuß der Keilwellenzähne. Es konnten keine Hinweise auf Materialfehler gefunden werden, die zum Schaden hätten beitragen oder den Schaden verursacht haben könnten.

Bibliographie
Neidel, A., Giller, M. and Gädicke, T.. "Multiple Drive Shaft Fractures in Lift Oil Pumps" Practical Metallography, vol. 59, no. 7, 2022, pp. 405-419. https://doi.org/10.1515/pm-2022-0040
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