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Energie + Umwelt

Reparaturschweissen am Pelton-Turbinenrad

Industriestahlbau
LM-Industriestahlbau-Pelton-Turbine-Reparaturschweissen
Unser Kunde sucht eine Lösung zur Instandsetzung eines Pelton-Turbinenrads deren Becher infolge Kavitation und Korrosion erhebliche Oberflächenschäden aufweisen.

Besonders betroffen sind die Vorderkanten der Becher, an denen sich das typische „ausgefressene“ Schadensbild zeigt. Zusätzlich hat sich an einer Schaufelwurzel ein Riss gebildet, der bereits tief ausgeschliffen wurde und nun schweisstechnisch instandgesetzt werden muss.

Bereits zu Projektbeginn war klar, dass das Bauteil nach der Reparatur einer genau definierten Wärmebehandlung – bei Bedarf auch lokal – unterzogen werden muss.

Die Herausforderung

Das Pelton-Turbinenrad weist einen Durchmesser von nahezu 3 Metern auf mit einem Gewicht von über 8 Tonnen. Die zu reparierende Bereiche sind komplexe Freiformflächen, deren ursprüngliche Geometrie zwingend beibehalten werden muss. Nach dem Aufschweissen können diese Konturen nur durch sorgfältiges, manuelles Schleifen wieder exakt in die ursprüngliche Form zurückgeführt werden. Das Schweissen erfordert ein hohes Mass an Feingefühl, insbesondere an den Becherkanten und ist sowohl im Hinblick auf Rissbildung als auch auf die Einhaltung der exakten Geometrie im Bereich der geschädigten Schaufel kritisch.

Die Lösung – einzigartig und clever

L+M Industriestahlbau hat für den Schweissprozess spezifische Verfahrensprüfungen und Arbeitsproben erstellt, ausgewertet und daraus die optimalen Schweissparameter festgelegt.

Die erzielten Ergebnisse haben gezeigt, dass sowohl die Becherkanten als auch der Riss an der Schaufelwurzel fehlerfrei aufgeschweisst und instandgesetzt werden können. Für die anschliessende Wärmebehandlung wurde eine spezialisierte Partnerfirma beigezogen. Diese hat  über mehrere Tage eine exakt vorgegebene Wärmekurve mit aufgebrachten Keramikmatten und thermischer Isolation gefahren.

Der Kunde war äusserst zufrieden, da das von uns angewandte Reparaturverfahren technisch einwandfrei ist und sich als deutlich kostengünstiger gegenüber alternativen Reparaturlösungen erwiesen hat.

Spezifikation

  • Turbinentyp: Pelton
  • Turbinenleistung: 32 MW
  • Stahlqualität: 1.3413
  • Gewicht Rotor: 8’540 kg
  • Ø Rotor: 2’700 mm
  • Wassermenge je Turbine: ~ 7.5 m3/s
  • Bruttofallhöhe: ~ 520 m
  • Umdrehungszahl: 428 rpm
  • Druck: ~ 50 bar

Qualitätsanforderung

  • Qualitätsanforderung: ISO3834-2 / EN 15614-7
  • Qualitätsanforderung (Naht): EN ISO5817-B
  • Prüfumfang: Gemäss ITP
  • Grundwerkstoff: 1.4313