Paul Zombo - Scharfer Blick in die Höllenglut einer Gasturbine
Gasturbinen sind hunderte Tonnen schwere Maschinen, die mit der Präzision eines Uhrwerks gebaut sind. Im Betrieb werden einige Komponenten mehr als 1.100 Grad heiß. Die komplizierte Technik muss gut überwacht werden, um maximale Leistung zu erzielen und um unnötige Abnutzung an den Komponenten oder einen Betriebsausfall zu vermeiden. Denn das wird in der Regel gleich richtig teuer: Eine Schaufel aus einer nickelbasierten Superlegierung, mit einer keramischen Schutzschicht überzogen, kostet so viel wie ein Mittelklasseauto – und in einer Gasturbine gibt es davon etwa 300 Stück. Und wenn eine Gasturbine in einem Kraftwerk ausfällt, übersteigt der Produktionsverlust von Strom schnell in die Millionen-Euro-Grenze. Probleme, die Paul Zombo, 49, wohlbekannt sind: Mit einer kleinen, hoch spezialisierten Einheit für On-Line-Monitoring ist der Siemens-Manager für Service & Field Support für die Wartung von Gasturbinen in den USA zuständig.
Zombo hat Maschinenbau mit Schwerpunkt Metallurgie studiert und bereits vor über 20 Jahren Erfahrungen mit Infrarotkameras im Kennedy Space Center gesammelt. „Damit haben wir die Funktionen des Space Shuttles beim Start und beim Wiedereintritt in die Atmosphäre kontrolliert“, erinnert sich Zombo. Dieses Wissen kam ihm zugute, als er nach einer Methode suchte, den Zustand im Inneren einer Gasturbine zu untersuchen, ohne diese abzuschalten und zu öffnen. Kein leichtes Unterfangen, denn die Turbinenschaufeln rotieren mit etwa 3600 Umdrehungen pro Minute im heißen Abgasstrom von bis zu 1.500 Grad. Zombo entwickelte eine Infrarot-Hochgeschwindigkeitskamera, die außerhalb der Turbine angebracht ist und von der aus eine angeflanschte optische Sonde direkt ins Innere der Turbine auf die thermisch am höchsten belasteten Schaufeln blickt. Wegen der Gluthitze ist die Sonde mit einem ausgeklügelten Kühlungssystem ausgestattet.
2004 wurde die erste Siemens-Gasturbine in den USA mit einer solchen Monitoring-Kamera ausgestattet. „Mittlerweile installieren wir zwischen 12 und 24 dieser Systeme pro Jahr“, erklärt Zombo. In der Regel handelt es sich um ganz neue Gasturbinen, die auf diese Weise überwacht werden. „Das ermöglicht uns unsere aktuellsten Turbinendesigns noch schneller zu kontrollieren und unseren Kunden eine noch höhere Effektivität und Sicherheit zu garantieren.“ Vor der Erfindung von Zombos Infrarot-Kamerasystem hatten die Betreiber eine neue Gasturbine nach einer bestimmten Betriebsstundenzahl abgeschaltet und inspiziert, was mit hohen Kosten verbunden war. Durch das On-Line-Monitoring wissen die Betreiber jetzt, wann eine Schaufel tatsächlich beschädigt ist und müssen erst dann die Turbine für die Reparatur abschalten. Auch bei älteren Gasturbinen setzt das Service-Team die Infrarot-Hochgeschwindigkeitskamera ein, um den Ursachen von Problemen im Betrieb auf die Spur zu kommen.
„Infrarot-Kameras sind eine fantastische Technik“, schwärmt Zombo, dessen 38 Erfindungen bereits zu 17 erteilten Einzelpatenten und 26 Schutzrechtsfamilien geführt haben. „Ihre hohe Sensitivität eröffnet eine Vielzahl weiterer Anwendungsgebiete.“ Selbstverständlich hat der Erfinder bereits eine neue Idee, wie er das On-Line-Monitoring von Gasturbinen mit Infrarot-Hochgeschwindigkeits-kameras weiterentwickeln kann. Dabei geht es darum, die exakte Temperatur an den Schaufeln zu messen. „Temperatur ist in Gasturbinen der entscheidende Faktor“, erklärt Zombo. Bisher ist es nicht möglich, die Gastemperatur im Inneren der laufenden Turbine ganz genau zu ermitteln, man behilft sich mit Annäherungswerten. „Doch mit exakten Messungen kann man die Turbine viel besser steuern und Effektivität sowie Langlebigkeit verbessern“, sagt Zombo. So steht wohl bereits fest, was sein nächstes Patent sein wird.
Seine Begeisterung für Technik hat Zombo an seine älteste Tochter Elisabeth weitergegeben. Er ist stolz darauf, dass sie Ingenieurwissenschaften studiert. Die jüngere Tochter Victoria besucht noch die High-School und ihr Lieblingsfach ist Mathematik. Zusammen mit seiner Frau Lisa lebt Zombo in Orlando, USA.