Turbinenwelle

Eine Turbinenwelle ist die zentrale Rotationsachse einer Turbinenanlage. Sie überträgt das von der Turbine erzeugte Drehmoment auf nachgeschaltete Bauteile wie Generatoren, Getriebe oder weitere Turbinenschritte. Je nach Bauart können Gas- oder Dampfturbinen eine einteilige Welle oder mehrteilige Wellenstränge verwenden, zum Beispiel Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckwelle. Die Welle muss hohe Drehgeschwindigkeiten sowie Temperatur- und Lastwechsel aushalten.

Typische Anforderungen betreffen Festigkeit, Steifigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Beständigkeit gegen Verformung unter Wärme. Sie muss geringe Querschnittveränderungen zulassen, Kerb- und Spaltbildung minimieren und eine zuverlässige Lagerung ermöglichen. Aufgrund der hohen Temperaturen in Turbinen bestehen oft unterschiedliche Materialabschnitte entlang der Welle mit geeigneten Werkstoffen.

Materialien reichen von hochfesten Stählen für kühlere Bereiche bis zu nickelbasierten Superlegierungen in heißen Zonen. Häufige Fertigungsmethoden sind Schmieden, Wärmebehandlung und Präzisionsbearbeitung. Oberflächenbehandlungen wie Nitrieren oder hartverchromen dienen der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sowie der Ermüdungslebensdauer. In manchen Ausführungen wird die Welle mit Segmenten oder Flanschen kombiniert.

Die Turbinenwelle arbeitet eng mit Lagern, Dichtungen und Kupplungen zusammen und wird durch Auswuchten, Ausrichtung und Schmierung stabil gehalten. Häufige Lebensdauerbegrenzungen sind Ermüdung, Rissbildung an Kerben, Verzug durch thermische Beanspruchung sowie Vibration. Fehler werden durch zerstörungsfreie Prüfungen, Sichtprüfung und Betriebsüberwachung früh erkannt.

Standards und Normen aus ISO, EN und API geben Vorgaben für Materialwahl, Prüfung, Montage und Wartung von Turbinenwellen. Die Lebensdauer wird durch regelmäßige Inspektionen, Zustandsüberwachung und planmäßigen Austausch entsprechend Herstellerempfehlungen sichergestellt.