Cause analysis of the cracking at the gas outlet edge of a gas turbine combustor

Following a 100-hour bench test, multiple cracks were detected at the gas outlet edge of a can-annular combustor. Macro- and microscopic inspections show local distortion and discoloration in the semi-circular overheating zone and cracks propagated along both dendritic boundaries and grain boundaries. Detailed metallographic inspections reveal the microstructural transformation in the overheating zone, where fine disperse phases exhibiting higher hardness precipitated and reduced the plastic deformation capacity of the material. Nonuniform distribution of the combustor flame resulted in elevated cyclic thermal strain which mainly undertook by dendritic boundaries, leading to premature thermal fatigue cracking. Relevant suggestions are proposed to improve service safety. Nach einem 100-st & uuml;ndigen Pr & uuml;fstandstest wurden mehrere Risse an der Gasaustrittskante einer ringf & ouml;rmigen Brennkammer festgestellt. Makro- und mikroskopische Untersuchungen zeigen lokale Verformungen und Verf & auml;rbungen in der halbkreisf & ouml;rmigen & Uuml;berhitzungszone und Risse sowohl entlang dendritischer Grenzen als auch entlang von Korngrenzen. Detaillierte metallografische Untersuchungen zeigen die mikrostrukturelle Umwandlung in der & Uuml;berhitzungszone, wo sich feindisperse Phasen mit h & ouml;herer H & auml;rte ausgeschieden und die plastische Verformungsf & auml;higkeit des Werkstoffs verringert haben. Die ungleichm & auml;ss ige Verteilung der Brennerflamme f & uuml;hrte zu einer erh & ouml;hten zyklischen thermischen Belastung, die haupts & auml;chlich von dendritischen Grenzfl & auml;chen aufgenommen wurde und zu vorzeitiger thermischer Erm & uuml;dungsrissbildung f & uuml;hrte. Es werden einschl & auml;gige Vorschl & auml;ge zur Verbesserung der Betriebssicherheit gemacht.