Rotorbrüche

Rotorbrüche bezeichnet das Versagen rotierender Bauteile wie Wellen, Rotoren oder Scheiben in Maschinen, das zu ungeplantem Stillstand oder katastrophalen Folgeschäden führen kann. Der Bruch ergibt sich meist aus Ermüdung infolge zyklischer Belastung bei hohen Drehzahlen, Überlastung oder Stoßbelastung; seltener resultieren Materialfehler oder Temperaturgradienten in der Baugruppe direkt in einem Riss. Mechanismen umfassen Schäden an Übergängen wie Kantenradius, Passfedern, Bohrungen oder Schaftverbindungen, wo sich Risse ausbreiten.

Betroffene Bauarten umfassen Turbinenrotoren in Kraftwerken bis zu Rotorwellen in Großmotoren und Getrieben. Die verwendeten Werkstoffe sind entsprechend der Anforderungen an Festigkeit, Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit ausgewählt, etwa hochfeste Stähle oder legierte Nickel- bzw. Titanlegierungen.

Die Erkennung erfolgt durch visuelle Inspektion und zerstörungsfreie Prüfungen wie Magnetpulver-, Eindring- oder Ultraschallprüfungen, ergänzt durch Schwingungs- und Temperaturüberwachung. Im Schadenfall werden Bruchstücke analysiert (Fraktographie), um Ursache und Verlauf zu klären.

Folgen eines Rotorbruchs können plötzlicher Stillstand, Ausfall benachbarter Systeme oder Sicherheitsrisiken sein. Die Instandsetzung erfolgt meist durch Austausch des beschädigten Rotorteils oder des gesamten Rotors; Schweißarbeiten an High-End-Rotoren sind oft nicht praktikabel. Prävention konzentriert sich auf eine belastungs- und temperaturgerechte Konstruktion, Vermeidung von Stresskonzentrationen (fillet radii, sichere Verbindungswege), Qualitätskontrollen und regelmäßige NDE-Inspektionen sowie betriebsspezifische Überwachung.

Zusammengefasst sind Rotorbrüche ein kritisch zu betrachtendes Ermüdungsphänomen in rotierenden Bauteilen, das durch gute Konstruktion, Fertigung und Wartung minimiert werden kann.