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Trockeneisstrahlen zur Triebwerksreinigung.

Posted by Manuela Neumetzler on 25.08.2021 04:18:07

dry ice blasting jet engine

Wie reinigt man ein Triebwerk?

Ein Gasturbinenmotor wird zum Antrieb von Flugzeugen, Wasserfahrzeugen und Stromgeneratoren eingesetzt.

Typischerweise umfassen sie einen Motorkern, der einen Verdichter, eine Brennkammer und eine Turbine hat. Der Kompressor setzt die Luft in der Brennkammer unter Druck. Dort wird der Kraftstoff mit der Hochdruckluft vermischt und gezündet. Als Reaktionsprodukt entsteht heißes Gas, das in die Turbine geleitet wird, wo die Energie für den Antrieb des Kompressors und des Lüfters gewonnen wird. 

Schmutz und Ruß aus der atmosphärischen Luft und des verbrannten Brennstoffs, sammeln sich während des Betriebs in den Triebwerken. Dadurch kann die Leistung dieser Triebwerke aufgrund von aerodynamischen und Reibungsverlusten reduziert werden.

Der Kompressor spielt eine Schlüsselrolle für die optimale Leistung eines Strahtriebwerkes. Jede Beeinträchtigung hat einen erheblichen Einfluss auf die Betriebskosten und Wartungsintervalle. Staub, Salze und Abgasablagerungen sind wesentliche Ursachen für eine verminderte Leistung und führen zu einem höheren Kraftstoffverbrauch und erhöhtem Verschleiß der Turbinen.

 

Die sorgfältige Reinigung des Kompressors senkt die Betriebskosten und sorgt für Spitzenleistung des Triebwerks.

Rolls Royce, ein bekannter Hersteller von Gasturbinentriebwerken, verwendet ein manuelles Reinigungsverfahren, um Ablagerungen von den Titan-Verdichterschaufeln zu entfernen.

Dabei mussten die Mitarbeiter mit einer Kombination aus Wasser und anderen Reinigungschemikalien, Verunreinigungen abkratzen und abschrubben. Diese Methode:

  • war sehr zeitaufwendig 
  • war arbeitsintensiv
  • hatte ein hohes Beschädigungspotenzial
  • war gefährlich für das Personal, welches die Reinigung durchführte. (Die Verdichterschaufeln haben sehr scharfe Ecken, es bestand die Gefahr, sich zu verletzen.)

 

Die Lösung: Das Trockeneisstrahlen

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Rolls Royce US testete das Trockeneisstrahlen und stellte fest, dass die Auswirkungen auf das Materialgefüge minimal waren.

Nach den erfolgreichen Tests wurde die Trockeneisreinigung zur Reinigung der Verdichterschaufeln zugelassen. Ein Genehmigungsschreiben für die Verwendung von Trockeneisstrahlen wurde von Rolls Royce für die Reinigung von Flugzeugturbinen-Titanverdichtertrommeln erteilt. 

Beim Trockeneisstrahlen werden nicht-abrasive Medien in Form von recycelten CO2-Pellets verwendet, die Oberflächen oder Ausrüstung nicht beschädigen. Die Kombination aus kinetischer Energie und thermischen Effekten der Trockeneisreinigung unterbricht die Verbindung zwischen Schmutz und Oberfläche und löst die Verunreinigungen ab.

Erfahren Sie mehr über die Vorteile des Trockeneisstrahlens

 

Zu den Vorteilen der Trockeneisreinigung gehören:

  • Es ist nicht abrasiv - empfindliche Teile werden nicht beschädigt
  • Kein Sekundärabfall (Trockeneis sublimiert wieder zu Gas)
  • Umweltverträglich, sicher und ungiftig
  • Keine nachträgliche Kontamination
  • Reduziert oder eliminiert die Exposition der Mitarbeiter gegenüber gefährlichen chemischen Reinigungslösungen

Weitere Informationen über Trockeneisstrahlen in der Luft- und Raumfahrt

 

Das Ergebnis

Rolls Royce war mit den Ergebnissen des Trockeneisstrahlens zufrieden und beschloss, das Verfahren in die Wartung der Turbinentriebwerke zu integrieren. Das Unternehmen setzt es auch zur Reinigung des Verdichterrotors zwischen den Schaufeln, der Verdichterleitschaufeln, Statoren und Gehäuse ein. 

Rolls Royce installierte ein automatisiertes System (Robotermanipulator) mit einem Cold Jet  Trockeneisreinigungssystem und einer schalldichten Kabine, um Lärmbelästigungen während des Reinigungsprozesses zu vermeiden.

 

1) Kosteneinsparungen

Durch den Einsatz des automatisierten Reinigungsverfahrens konnten die Kosten für die Reinigung der Rotorblätter des Verdichters um 90 % und die Durchlaufzeit der Module/Bauteile um 87 % gesenkt werden

2) Keine Beschädigungen

Trockeneis ist nicht abrasiv, die Oberflächen der Rotorblätter wurden nicht beschädigt.

3) Verbesserte Umwelt- und Arbeitssicherheit 

Rolls Royce konnte auf den Einsatz von Chemikalien im Reinigungsprozess verzichten und somit die Gefährdung der Mitarbeiter verringern.

Die Trockeneisreinigung ist auch während des Reinigens nun sicherer für die Beschäftigten. Sie können mit sicherem Abstand die Rotorblätter reinigen, ohne direkt mit ihnen in Kontakt zu kommen.

 

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