A. Neidel, T. Gädicke und T. Ullrich

Torsionsgewaltbrüche von Würgeschrauben während der Montage

Torsional Overload Fracture of Twist-off Bolts During Assembly

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Kurzfassung

Meist eignen sich die vermeintlich einfachen Schadensfälle am besten, um die Prinzipien der werkstofftechnischen Bauteilschadensanalyse einer breiten Leserschaft zu vermitteln, vor allem jenen Kolleginnen und Kollegen der Fachgemeinde, die sich in die Thematik erst einzuarbeiten beginnen. Der vorliegende Schadensfall betrifft Bauteile, die bereits in der Fertigung, konkret in der Endmontage von Brennkammerkomponenten für Großgasturbinen, versagten, also ihre Funktionsfähigkeit verloren, was ja die gängige Definition für einen Bauteilschaden ist. Sogenannte Würgeschrauben, die durch Einschweißen in Brennkammerbleche die Funktion von Stehbolzen erhalten, scherten bereits bei geringen Anzugsdrehmomenten der den konischen Würgeschraubenköpfen gegenüberliegenden Muttern von unter 25 Nm ab. Eine werkstofftechnische Schadensanalyse konnte zeigen, dass die primäre Schadensursache ausnahmsweise nicht die konstruktive Bauteil auslegung war, sondern die Nichtbefolgung der Zeichnungsvorgaben in der Endmontage. Sekundär war die Konstruktion dennoch zu bemängeln, weil nichtangelassene Schweißverbindungen martensitischer Chromstähle in jedem Fall eine metallurgische Kerbe darstellen und bei dynamischer Beanspruchung, die im Turbomaschinenbau praktisch immer vorliegt, zu vermeiden sind.

Bibliographie
Neidel, A., Gädicke, T. and Ullrich, T.. "Torsional Overload Fracture of Twist-off Bolts During Assembly" Practical Metallography, vol. 59, no. 1, 2022, pp. 39-49. https://doi.org/10.1515/pm-2022-0003
© 2022 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany