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4.3.1 Reparaturfreundlichkeit der Gasturbine im “Shop”
Wenn selbst die Fachwerkstatt vor dem Problem kapitulieren muss, ist das für den Automobilbesitzer zum Verzweifeln. Früher kam so etwas selten vor. Doch heute kann man schon einmal total ratloses Werkstattpersonal vor elektronischen Displays beobachten oder sehen wie sie genervt Leitungen und Stecker kontrollieren. Auch der Tausch einzelner billiger Komponentenbestandteile ist offenbar vorbei. Eine versagende Uhr am elektronischen Multifunktions-Armaturenbrett schlägt leicht mit Kosten zu Buche, für die man eine gute vollautomatische Waschmaschine erhält. Verbeulte Stoßstangen mit integrierten Scheinwerfern rauben Wochenlöhne. Elektronikausfälle führen direkt zum Abschleppdienst…nichts geht mehr: Bei etwas Pech verbringt der Wagen Tage im Reparaturshop. Alternativen in Form preiswerter Bauteile aus anderen, durchaus akzeptablen Quellen, werden immer seltener.
Wieviel wichtiger ist es bei einer Gasturbine, dass Reparaturen schnell und preiswert durchgeführt werden können. Extrem teure Bauteile wie die Beschaufelung der Hochdruckturbine sollten möglichst weitgehend zu einem akzeptablen Preis reparierbar sein. So sind unserer Gasturbine ein preiswerter Betrieb und akzeptable Folgekosten vom Konstrukteur „in die Wiege gelegt“.
Die Reparaturfreundlichkeit einer Maschine steht natürlich in engem Zusammenhang, ob sie sich als Ganzes oder in Modulen zu einer externen Reparatur transportieren lässt. Dies gilt in erster Linie für Triebwerksderivate mit ihrem, im Vergleich zu Maschinen schwerer Bauweisen niedrigeren Gewicht. Um den Weiterbetrieb zu gewährleisten, setzt man einen zumindest vorübergehenden Ersatz durch eine Tauschmaschine voraus. Man erwartet also vom verantwortlichen Shop, dass er eine solche Maschine bereitstellen kann. Eine Reparatur im Shop unterliegt anderen Forderungen als die Reparatur derselben Maschine vor Ort
Zunächst ist zu klären, ob sich eine Reparatur lohnt oder ein Neuteil zu beschaffen ist (Bild 4.3.1- 1). Dabei sind wichtige Kriterien:
- Wie oft können an einem Bauteil bestimmte Reparaturen wiederholt werden?
- Können Bauteile bei der Demontage nahezu unvermeidlich beschädigt werden und ist dann eine aufwendige Nacharbeit erforderlich?
Besonders betroffen sind Bauteile wie Schrauben oder Rotorscheiben. Festsitzende Schrauben können beim Lösen überlastet und kaum kontrollierbar geschädigt werden. In Scheiben sind Passbohrungen, Zentrierflächen und Schaufelaufnahmen hoch LCF-beansprucht. Sie nehmen bereits kleine Beschädigungen übel. Eine weitere wichtige Frage ist, ob die Gasturbine Technologien enthält, die Reparaturen nur unter großem Aufwand ermöglichen oder diese sogar ganz ausschließen. Dazu gehören Beschichtungen, deren Entfernung mit einer Schwächung des Bauteils einhergeht (z.B. Ätzangriff, Wandstärkenschwächung). Es ist auch denkbar, dass Werkstoffe zum Einsatz kamen, die sich bei einer besonders die Lebensdauer verlängernden Reparatur unzulässig verändern. So ist wegen Rekristallisationsgefahr eine eventuell notwendige Wärmebehandlung von Einkristallschaufeln bei den erforderlichen hohen Temperaturen problematisch. Auch die hohe Prozesstemperatur beim Löten kann das Mikro- und/oder Makrogefüge bedenklich verschlechtern. Solche Probleme können ein Verfahren ausschließen. Unter diesem Aspekt ist besonders der Einsatz sogenannter “neuer Technologien” ( "Bild 5-1") zu prüfen.
"Bild 4.3.1-1": Was ist günstiger, der Ersatz eines Bauteils oder eine Reparatur? Diese Frage stellt sich vor allem dem Betreiber. Die Antwort ist nicht nur von den direkten Kosten abhängig. Auch Kosten im Zusammenhang mit Problemen der Verfügbarkeit bzw. Logistik spielen eine Rolle. Es gibt jedoch typische Komponenten wie Turbinenschaufeln und Labyrinthe an Scheiben, bei denen sich eine Reparatur wegen dem hohen Bauteilpreis meist lohnt. Voraussetzung ist, dass die Schädigung noch nicht zu weit fortgeschritten ist (Bild 4.1- 2). Im Luftfahrtbereich kennt man eine 60% Entscheidungslinie (Lit. 4.3-1). Reparaturen lohnen sich nur, wenn sie unter 60% der Neuteilkosten liegen. Voraussetzung für eine Reparatur ist dann, dass das Bauteil keine für den Betreiber inakzeptable zeitliche und technische Betriebseinschränkungen gegenüber dem Neuteil hat.
Reparaturkosten sind auch von der Entwicklung und dem Betriebstauglichkeitsnachweis einer Reparatur beeinflusst. Die Entwicklungskosten für Reparaturen, insbesondere von Heißteilen lohnen sich für den Reparaturbetrieb nur bei ausreichendem Wertschöpfungsvolumen. Ist diese Voraussetzung nicht gegeben, werden Reparaturmaßnahmen am Markt nicht angeboten.