Hier ein Zitat/Auszug aus einem aktuellen Unfallbericht, bei dem sich ein Rolls Royce Allison M250-C20 zerlegte aufgrund vorheriger Übertemperaturen durch fehlerhafte Bedienung, die nie gemeldet wurden:
"Der Ausfall des Triebwerks ist auf ein Auseinanderbrechen des Turbinenrades der ersten Stufe aufgrund der besagten Rissbildung infolge einer früheren, ein- oder mehrmaligen thermischen Überlastung zurückzuführen."
https://www.sust.admin.ch/inhalte/AV-berichte/2320_D.pdf
(Mit Bildern ab S. 15)
2.1.2 Turbine
2.1.2.1 Allgemeines
Im Betrieb werden Turbinenräder von Gasturbinen mechanisch und thermisch sehr hoch beansprucht und müssen diesen zyklisch-thermischen und mechanischen Belastungen bei hohen Betriebstemperaturen standhalten. Das thermisch am stärksten belastete Turbinenrad ist dabei dasjenige der ersten Stufe.
Turbinenräder von Gasturbinen werden in der Regel aus Hochleistungslegierun-gen hergestellt, die solch hohen Beanspruchungen gerecht werden. Die Eigen-schaften von Hochleistungslegierungen basieren nicht nur auf der chemischen Zu-sammensetzung des Materials, sondern werden unter anderem auch durch klar definierten Wärmebehandlungsprozessen erreicht. Als Folge dieser Wärmebe-handlungen verändert sich die Mikrostruktur des Gefüges, aus der sich die Mate-rialeigenschaften wie Festigkeit, Rissanfälligkeit, Ermüdungsverhalten u. a. m. er-geben.
Solange ein Bauteil eine bestimmte Grenztemperatur nicht überschreitet, bleiben Mikrostruktur des Gefüges und Materialeigenschaften erhalten. Bei einem Über-schreiten dieses Grenzwertes verändert sich die Mikrostruktur des Gefüges und es gehen wichtige Materialeigenschaften verloren.
Mit einer Gefügeuntersuchung kann beurteilt werden, ob bei einem Bauteil wäh-rend der Einsatzzeit diese Grenztemperatur ein- beziehungsweise mehrmalig überschritten wurde. Ausserdem lässt sich anhand des Gefügebildes erkennen, welchen Temperaturen das Bauteil über eine gewisse Zeitspanne ausgesetzt war.
2.1.2.2 Metallkundliche Untersuchungen
Das auseinandergebrochene Turbinenrad der ersten Stufe besteht aus einer Hochleistungslegierung auf der Basis von Nickel. Die Untersuchung der Mikro-struktur des Gefüges hat ergeben, dass die Turbine einige Zeit vor dem Ereignis mindestens einmal thermisch überlastet worden war. Aus der Gefügeuntersu-chung kann geschlossen werden, dass der äussere Bereich und die Austrittskan-ten der Schaufeln des Turbinenrades der ersten Stufe mit einer Temperatur von mindestens 1150 °C belastet worden war, die deutlich über der maximal zulässi-gen TOT des Herstellers lag (vgl. Kapitel 1.4.6). Durch diese Übertemperatur wur-den die Materialeigenschaften verändert und namentlich die Festigkeit reduziert, so dass es zur Bildung von Anrissen infolge thermischer Ermüdung kam.
Im Bereich des Rissbeginns war die Bruchfläche in radialer Richtung gesehen von aussen nach innen bis auf eine Tiefe von 18 mm oxydiert. Aus dieser Oxydation kann eindeutig geschlossen werden, dass der Riss vor längerer Zeit entstanden ist und im Zusammenhang mit einer Übertemperatur steht. Die vorgefundene Ver-armung der Legierung beim Rissanfang wie auch die beim untersuchten Gefüge ausgeschiedenen feinen Gamma-Strich-Kristalle bestätigen diese Schlussfolge-rung.
Der Ausfall des Triebwerks ist auf ein Auseinanderbrechen des Turbinenrades der ersten Stufe aufgrund der besagten Rissbildung infolge einer früheren, ein- oder mehrmaligen thermischen Überlastung zurückzuführen.
Der Leitschaufelkranz der zweiten Stufe wurde durch Teile des auseinanderbre-chenden Turbinenrades der ersten Stufe stark beschädigt. Die ausgeprägten Oxy-dationsschäden auf dem Leitschaufelkranz sowie die vorgefundenen Ermüdungs-risse wurden durch die nachgewiesene Übertemperatur verursacht. Die Schäden am Leitschaufelkranz waren für das Versagen des Triebwerks nicht ursächlich.
