4. Wartung, Inspektion, Überholung und Reparatur

Wartungsfehler als Schadensursache sind auch bei Gasturbinen nicht zu vernachlässigen (Bild 0- 4). Sie folgen wie alle technischen Produkte einer „Badewannenkurve“. Der Betreiber leistet in eigenem Interesse seinen Beitrag, damit solche Schäden möglichst selten sind. Hierzu einige Hinweise (ohne Anspruch auf Vollständigkeit): Der OEM gibt im Wartungshandbuch (hoffentlich) alle notwendigen Hinweise für ein schadenvermeidendes Vorgehen. Wichtig ist, dem Betreiber muss klar sein, dass er für den Erhalt einer teuren Investition auch seinen Beitrag zu leisten hat. So sollte er dem eigenen Personal die Chance einer fachlichen Weiterbildung durch Schulungen und Literatur geben. Fachliche Bildung ist zur richtigen Interpretation der Vorschriften und Anweisungen notwendig. Sie ist aber auch Voraussetzung richtige Fragen zu stellen und Antworten richtig bewerten zu können.

Was beeinflusst den Aufwand an Wartung, Überholung und Reparatur?

Zuerst interessiert die Frage nach den entscheidenden Einflüssen auf die (Bauteil-) Lebensdauer einer stationären Gasturbine und damit auf den Aufwand für Wartung, Überholung und Reparatur. Die Erfahrung gibt zu deren Wichtigkeit folgende erstaunliche Antwort in der Reihenfolge:

• Die Art des Kraftstoffs,
• Starthäufigkeit,
• Belastungszyklen,
• Umgebung ,
• Wartung.

Der Einfluss des Kraftstoffs ist von großer Bedeutung für den schadensfreien und rentablen Betrieb einer Gasturbine. In Bezug auf eine niedrige NOx Emission erhält der Kraftstoff einen noch höheren Stellenwert, wenn bereits relativ kleine Abweichungen in der Zusammensetzung eine instabile Verbrennung begünstigen ( "Bild 3.2.2-5"). Je niedriger die Wärmeabstrahlung der Flamme, umso geringer sind auch die thermischen Belastungen der Heißteile, insbesondere der Brennkammer. Entscheidend für die Heißteillebensdauer ist deren Aufheizung durch Strahlung. Der Kühlluftschleier um Heißteile schützt sie zwar gegen Wärme aus dem Heißgas. Das gilt für Konvektion, nicht aber für die Strahlung die den Kühlluftschleier durchdringt. Die Aufheizung ist in diesem Fall also im Wesentlichen auf die Wärmestrahlung der Flamme zurückzuführen. Wenn bei der Verbrennung glühende Rußpartikel entstehen, ist die Strahlung besonders stark. Von Erdgas, als dem in großen Mengen verwendeten Kraftstoff mit der niedrigsten Abstrahlungsenergie (blaue oder unsichtbare Flamme), sind unter diesem Gesichtspunkt die längsten Lebensdauern der betroffenen Bauteile zu erwarten.
Ein weiteres Problem vieler Kraftstoffe steht im Zusammenhang mit dessen Verunreinigungen. Sie können im Kraftstoffsystem Korrosion hervorrufen. Im Heißgasstrom lösen sie Heißgaskorrosion aus (Sulfidation). Partikel sind auf Grund erosiver Wirkung für Pumpen, Messsonden, Ventile und Düsen im Kraftstoffsystem gefährlich.

Zahl und Frequenz der Starts bedeuten für Heißteile lebensdauerbestimmende thermische Lastwechsel ( "Bild 2.2-5"). Damit ist die Art des Gasturbinenbetriebs wie Grundlast oder Spitzenlast von großer Bedeutung. Maschinen im Pipelinebetrieb und in der Prozesstechnik sind in Bezug auf die Startzahl erfahrungsgemäß weniger beansprucht. Die längsten Betriebszeiten zwischen Starts (in der Größenordnung von einigen hundert Stunden) haben Maschinen für die elektrische Grundlast.

Die Belastungszyklen (Minizyklen) durch Leistungsänderungen während des Laufs sind meist von geringerem Einfluss. Bei häufigen und schnellen Lastwechseln können sie jedoch einen merklichen Anteil der Bauteilbelastung ausmachen. In Lebensdauerabschätzungen werden Minizyklen in Form von Referenzzyklen (Umrechnung in entsprechende Starts) berücksichtigt.

Ein schädigender Umgebungseinfluss auf die Maschinenkomponenten wird im Kapitel 3 beschrieben ( "Bild 3.1.2.2-1"). Von besonder Bedeutung ist die Qualität der Ansaugluft. Diese ist nicht zuletzt von Auswahl und Wartung der Filteranlagen abhängig ( "Bild 3.7.1-3"). Hier ist der Betreiber gefordert.

Die Wartung ist der wichtigste, vom Betreiber beeinflussbare Faktor. Zu einer erfolgreichen Wartung gehört eine erfahrene, gut ausgebildete und motivierte Mannschaft in einem wartungsgünstigen Umfeld (Human Factors!). Vom Betreiber wird erwartet, dass er dafür die Voraussetzungen schafft. Hierzu gehören:

Bereitstellung des erforderlichen Arbeitsraums. Dieser sollte ausreichend groß, sauber, temperiert und beleuchtet sein.
Ein wichtiges Gebiet bei der Wartung sind Medien wie Dichtmittel, Reinigungsmittel, Kennzeichnungen und Schmierstoffe. In Kapitel 4.2.2 wird darauf genauer eingegangen. Für solche eventuell notwendige Verbrauchsstoffe und Hilfsmaterial wie Abdeckfolien ist zu sorgen. Alles hat gegebenenfalls den Spezifikationen des OEM zu entsprechen. Im Zweifelsfall ist nachzufragen.

Das gleiche gilt auch für Werkzeug, Montagehilfen und Hebezeuge. Selbst so profane Dinge wie Unterlegkeile müssen vorhanden sein. Nicht zu vergessen sind Dokumentationsmittel wie eine geeignete Kamera und Inspektionsgeräte, als da sind Boroskop, Binokular und Lampen. Falls kurzfristig notwendige Zuarbeiten, z.B. Ölanalyse oder mikroskopische Untersuchungen (Späne "Bild 3.5-3" und "Bild 3.5-5", geschädigte Oberflächen) zu erwarten sind, ist rechtzeitig ein Termin im geeigneten Labor zu sichern. Um nicht von plötzlichen Ausfällen und Reparaturen überrascht zu werden, haben sich vorherige Abschätzungen des Gesamtzustands der Komponenten und deren zu erwartende “Restlebensdauer“ ( "Bild 5.3-1") als hilfreich erwiesen. Zur Ermittlung des Zustands der Maschine und der einzelnen Bauteile sind geeignete Inspektionen, insbesondere Boroskopinspektionen ( "Bild 4.1-6") notwendig. Diese sind üblicherweise vom OEM vorgeschrieben und beschrieben. Je nach Betriebszustand empfehlen sich verschiedene Inspektionen, die in Kombination die Aussagen gezielter und sicherer machen.