Sensitive Farben vermindern Zeitaufwand für Thermal- und Druckanalysen

Neben der Entwicklung und Produktion von Luftfahrtantrieben bietet RollsRoyce auch ein breites Portfolio von Spezialdienstleistung an. Zu den innovativen Techniken zählt der Einsatz von Temperaturlacken sowie sensitiver Farben zur Messung von Oberflächentemperatur und -druck.

Durch die neuen Farben PSP und TSP müssen zur Temperatur- und Druckerfassung keinerlei Thermoelemente, Druckbohrungen oder sonstige Sensoren angebracht werden

Durch die neuen Farben PSP und TSP müssen zur Temperatur- und Druckerfassung keinerlei Thermoelemente, Druckbohrungen oder sonstige Sensoren angebracht werden

Durch die neu entwickelten Farben PSP (Pressure Sensitive Paint) und TSP (Temperature Sensitive Paint) müssen zur Erfassung der Temperatur und des Drucks auf Komponentenoberflächen keinerlei Thermoelemente, Druckbohrungen oder sonstige Sensoren angebracht werden. Wird eine reversible PSP- und TSP-Beschichtung aufgetragen, so können Druck- und Temperatur in Echtzeit ortsaufgelöst erfasst werden, sowohl auf rotierenden als auch auf stationären Oberflächen. Druckintensive Farben zeigen selbst feinste Strukturen in der Druckverteilung und liefern so nicht nur qualitative Druckbilder, sondern auch die quantitative Druckverteilung von Absolutdruckwerten. Die Druckverteilung, wie sie sich beispielsweise bei der Anströmung von Modellen ergibt, kann mit Hilfe der speziellen Software ToPas – entwickelt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) – schnell und einfach ermittelt werden. Das flächendeckende Auftragen von sensitiven Farben auf Modelle schwächen diese nicht, zudem ist keine vorherige Kenntnis der Position der Druckanbohrungen bei der Modellkonstruktion notwendig. PSP wird derzeit im Bereich des Hyperschalls, Transonik, Niedergeschwindigkeit sowie in kryogenen Windkanälen eingesetzt. Selbst kleinste Änderungen in der Druckverteilung, wie in etwa Wirbel, werden erkennbar.

Höchstwerte der Oberflächentemperatur lassen sich wirkungsvoll und kostengünstig mit Temperaturlacken messen. Bei RollsRoyce werden die Lacke regelmäßig bei der Entwicklung von Komponenten für Gasturbinen eingesetzt. Denn gerade hier sind die Bauteile häufig hohen Oberflächentemperaturen sowie Temperaturgradienten ausgesetzt, die im Einzelnen bei einer Größenordnung von 500 °C liegen können. Die Technologie ist jedoch längst nicht auf die Turbinenindustrie beschränkt, sondern kann auf allen metallischen Komponenten eingesetzt werden. Durch die irreversible Veränderung der Farbe kann das Wärmeverhalten auch auf Bauteilen mit höchst komplexer Form nachvollzogen werden. Gleichzeitig werden Versuche durch die dünn aufgetragene Schichte nicht beeinflusst. MC-Lacke sind dabei für niedrigere Temperaturen zwischen 120°C bis 590°C geeignet, die sich ein- bis viermal ändern. Die zweite Gruppe, die TP-Lacke, decken höhere Temperaturbereiche von 500°C bis 1300°C ab, die sich bis zu fünfmal ändern.

Auch wenn es sehr einfach klingt, zu Interpretation der Farbänderungen ist jede Menge Erfahrung sowie eine gute technische Ausrüstung von Nöten. Kunden von RollsRoyce erhalten die Temperaturdaten in Form eines technischen Berichts. Temperaturlacke können auf allen metallischen Oberflächen angewandt werden und liefern selbst dann noch ausreichende Informationen, wenn herkömmliche Verfahren ungeeignet sind.

 

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