PL165873B1 - Sposób nanoszenia powloki na lopatki maszyn przeplywowych PL PL PL PL PL - Google Patents
Sposób nanoszenia powloki na lopatki maszyn przeplywowych PL PL PL PL PLInfo
- Publication number
- PL165873B1 PL165873B1 PL91289795A PL28979591A PL165873B1 PL 165873 B1 PL165873 B1 PL 165873B1 PL 91289795 A PL91289795 A PL 91289795A PL 28979591 A PL28979591 A PL 28979591A PL 165873 B1 PL165873 B1 PL 165873B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- blades
- coating
- protective coating
- subjected
- speed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 42
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 15
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000005270 abrasive blasting Methods 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000004972 Polyurethane varnish Substances 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/002—Cleaning of turbomachines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/288—Protective coatings for blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
1. Sposób nanoszenia powloki na lo- patki maszyn przeplywowych, zwlaszcza ro- tacyjnych maszyn cieplnych, znamienny tym, ze lopatki w stanie ruchu silnika ciepl- nego poddaje sie procesowi oczyszczania przy zastosowaniu srodka wprowadzanego wraz ze strumieniem powietrza do sprezarki, ponadto po otworzeniu silnika cieplnego, lo- patki w stanie stacjonarnym, poddaje sie co najmniej procesowi przygotowania do kolej- nego zabiegu, przy czym na lopatki w stanie stacjonarnym nanosi sie powloke ochronna przy zastosowaniu metalizacji natryskowej o duzej predkosci nanoszenia, przy której cza- stki tworzace powloke ochronna natryskuje sie z predkoscia co najmniej 300 m na sekun- de na powierzchnie podloza. FIG. 5 PL PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób nanoszenia powłoki na łopatki maszyn przepływowych, zwłaszcza rotacyjnych maszyn cieplnych.
Przy pracy turbiny gazowej w układzie otwartym powietrze zasysane przez sprężarkę zawiera zarówno parę wodną jak też zanieczyszczenia w postaci stałej i gazowej. Czynniki te działają negatywnie powodując erozję, zabrudzenie oraz wywołują korozję. Znajdujące się na łopatkach powłoki posiadają niekiedy znaczną koncentrację substancji działających korodujący takich jak NaCl i KCl. Sole te powodują nie tylko następującą przy wysokich temperaturach korozję łopatek turbiny, lecz również intensywną korozję wżerów powstających w obszarze sprężarki oraz ogólne obniżenie wytrzymałości materiału łopatek. Przy wysokiej wilgotności powietrza występuje w obszarze wlotu sprężarki koncentracja pary wodnej, która wyjaśnia zjawisko zwiększonej korozji w strefie przednich rzędów łopatek. Aby w pewnym stopniu zapobiec tym zjawiskom nanosi się kilkakrotnie na łopatki rotacyjnych silników cieplnych odpowiednie powłoki ochronne.
Sposoby te stosuje się zarówno w przypadku łopatek turbin parowych oraz turbin gazowych, jak i w przypadku łopatek sprężarek. Ma to na celu przede wszystkim zwiększenie odporności łopatek na korozję i utlenianie, oraz na działanie erozyjne i na ścieranie się materiału łopatek.
165 873
Jeśli jednak łopatki pomimo takich zabiegów powierzchniowych wykazują uszkodzenia, których- stopień może stanowić zagrożenie pewności ruchowej silnika, to należy przystąpić'do wymontowania łopatek. Albo wymienia się je na- nowe, albo też poddaje się je regeneracji i zamontowuje ponownie. Takie wymontowanie i ponowne zamontowanie związane jest ze stosunkowo dużymi kosztami i nakładem czasu. Ponadto rzeczywisty stan łopatek widoczny jest dopiero po upływie stosunkowo dłuższego czasu, to znaczy po przeprowadzeniu oczyszczania wstępnego. Wskutek tego decyzja, czy opłaca się przeprowadzić regenerację łopatek czy też nie, lub czy regeneracja łopatek jest już konieczna, może być podjęta dopiero znacznie później. Niekorzystnymi czynnikami, występującymi przy tego rodzaju postępowaniu są znaczne straty czasu, wyższe koszty eksploatacji urządzenia, wyższe koszty przy przeglądach oraz brak pewności o celowości regeneracji łopatek. Stąd wynika konieczność poszukiwania dróg i środków dla zaradzenia opisanemu stanowi rzeczy.
W związku z tym udostępniono sposób, według którego cały wirnik z łopatkami wyjmuje się ze stojana w celu poddania go regeneracji w osobnym urządzeniu. Wirniki, na łopatki których ma być nanoszona powłoka ochronna, muszą zostać w odpowiedni sposób odtłuszczone, ewentualnie naniesione uprzednio powłoki organiczne należy całkowicie usunąć. Następnie powierzchnie, na które ma być naniesiona powłoka, poddaje się działaniu strumienia suchego piasku wraz z tlenkiem aluminium, a powierzchnie metalowe poddaje się aktywowaniu. Strefy powierzchni, na których nie przewiduje się nanoszenia powłok, muszą zostać maskowane odpowiednimi materiałami. Następnie nanosi się powłoki podkładowe, które trzeba poddawać wypalaniu. Jest to proces żmudny i przewlekły. Sam proces spiekania lub wypalania trwa około 55 godzin i trzeba go przeprowadzać średnio czterokrotnie. Taki proces spiekania lub wypalania podczas nanoszenia powłok obejmuje obróbkę cieplną, przeprowadzaną w temperaturze około 350°C przez czas przetrzymywania, wynoszący około 10 do 12 godzin. Ponadto dla przeprowadzania poszczególnych etapów realizacji tego sposobu przewiduje się znacznej wielkości urządzenia o specyficznym ukształtowaniu geometrycznym, przy czym w czasie procesu spiekania cała część wirnika z łopatkami musi być umieszczona i zamknięta komorą piecową.
Celem wynalazku jest opracowanie racjonalnego sposobu nanoszenia powłok na łopatki silników rotacyjnych, zmierzającego do uzyskania maksymalnej trwałości tych powłok.
Zgodnie z wynalazkiem, cel ten osiągnięto dzięki temu, że łopatki w stanie ruchowym silnika cieplnego poddaje się procesowi oczyszczania przy zastosowaniu środka wprowadzanego wraz ze strumieniem powietrza do sprężarki, ponadto po-otworzeniu silnika cieplnego, łopatki w stanie stacjonarnym poddaje się co najmniej procesowi przygotowania do kolejnego zabiegu, przy czym na łopatki w stanie stacjonarnym nanosi się powłokę ochronną przy zastosowaniu metalizacji natryskowej o dużej- prędkości nanoszenia, przy której cząstki tworzące powłokę ochronną natryskuje się z prędkością co najmniej 300 m na sekundę na powierzchnię podłoża.
Łopatki -'podczas procesu przygotowania przed naniesieniem powłoki ochronnej poddaje się działaniu wibrowanej kąpieli erozyjnej, a po naniesieniu powłoki ochronnej łopatki poddaje się kolejnemu zabiegowi, mającemu na celu zmniejszenie chropowatości powierzchni i/lub dla naniesienia powłoki kryjącej.
Jako powłokę ochronną nanoszoną za pomocą metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia, stosuje się substancję składającą się z 6 do 15% wagowych Si i pozostałej części Al. Jako powłokę ochronną, nanoszoną za pomocą metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia stosuje się aluminium. Korzystnie jest gdy jako powłokę ochronną, nanoszoną za pomocą sposobu metalizacji o dużej prędkości nanoszenia, stosuje si- substacjj- składjąąc- si- z 00% wagowcch Al, 5 do 150 wagowych Si, i jako reszty Cu, Mn, Mg, Ni. Jako środek do oczyszczania łopatek, wprowadzany do strumienia powietrza, stosuje się granulat do miękkiej obróbki strumieniowociernejJako powłokę kryjącą stosuje się poliuretanowy lakier samgsSoarazalay na bazie tworzywa sztucznego .
Istotne korzyści wynikające z wynalazku polegają na tym, że dla przeprowadzenia pierwszego zabiegu regeneracji nie potrzeba wirnika z łopatkami wyjmować z jego ułożyskowań w stojanie. Oczyszczenie względnie usuwanie powłok ochronnych można przeprowadzać jeszcze przed właściwym odstawieniem z ruchu maszyny, to znaczy sprężarki, a zatem jeszcze w końcowej fazie jej pracy (na stanowisku). Dzięki temu uzyskuje się równomierne zasilanie łopatek sprężarki, które mają
165 873 być poddane zabiegom oczyszczania. Przy tym uzyskiwana przez to efektywność takiego procesu oczyszczania, która umożliwia usunięcie w znacznym stopniu istniejącej ewentualnie powłoki ochronnej, pozwala na podjęcie natychmiast decyzji odnośnie regeneracji łopatek. Decyzję taką można już podjąć po wyłączeniu z ruchu silnika i zdjęciu pokrywy stojana. Jeśli po odpowiedniej analizie dotyczącej stanu łopatek zostanie podjęta decyzja o ich regeneracji, to trzeba tylko wyjąć wirnik z ułożyskowania i postawić go na kozłach podporowych, gdzie bez uciekania się do wymyślnych środków można przeprowadzić następne etapy procesu regeneracji. Powoduje to obniżenie kosztów eksploatacyjnych (kosztów remontów), co pozwala na okresowe przeprowadzanie tego rodzaju zabiegów. Dzięki temu zwiększa się niezawodność ruchowa tego urządzenia.
Następną ważną zaletą wynalazku jest to, że przy stosowaniu sposobu metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia, łopatki, poddane w stanie wbudowanym zabiegom wstępnym, uzyskują w odpowiednich miejscach i odpowiednio do potrzeb właściwą powłokę ochronną, korzystnie na bazie Si i Al. Przy tym ten sposób nanoszenia powłok można przeprowadzać bez stosowania obróbki cieplnej, trwającej dłuższy czas i bez pomocy specjalnych urządzeń dodatkowych. Powoduje to uproszczenie całej technicznej procedury nanoszenia powłok, natomiast koszty kształtują się jako mniej więcej o połowę niższe niż w przypadku innych znanych sposobów. Ponadto trwałość tego rodzaju powłok jest o wiele większa niż ma to miejsce w przypadku powłok uzyskiwanych obecnie przy tak zwanym kompletnym nanoszeniu powłok. Ponieważ zabiegi wstępne jakim poddawane są łopatki względnie kolejne zabiegi, przeprowadzane po naniesieniu natryskowym powłoki ochronnej, mają duże znaczenie dla trwałości powłoki, można w sposób przemyślany dokonywać bezpośrednich korekt w zależności od stwierdzonej potrzeby. W rezultacie, w krótszym czasie i przy niższych kosztach regeneracji uzyskuje się w jednym procesie, który w znacznie mniejszym stopniu zagraża środowisku, łopatki wirnika charakteryzujące się wyższą jakością, która zapewnia niezawodność eksploatacyjną urządzenia w dłuższym przedziale czasowym.
Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół turbiny z podzespołami dla etapu zabiegu wstępnego, w widoku z boku, fig. 2 - fragment turbiny z fig. 1 ukazany w płaszczyźnie przekroju II-II; fig. 3 - wirnik z łopatkami podczas oczyszczania względnie usuwania z nich powłoki ochronnej w wibrowanej kąpieli erozyjnej, w widoku z boku, fig. 4 - wirnik z fig. 3 w przekroju według linii IV-IV, fig. 5 - wirnik z łopatkami podczas oczyszczania końcowego za pomocą dysz strumieniowych, oraz fig. 6 - wirnik z łopatkami w przekroju poprzecznym, podczas nanoszenia powłoki na łopatki przy zastosowaniu sposobu metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia.
Na fig. 1 pokazano konwencjonalny zespół turbiny gazowej 11, składający się zasadniczo z części sprężarkowej lla, komory spalania llb i części turbinowej lic. Przy zabiegach wstępnych, przeprowadzanych na łopatkach, trzeba rozróżniać, czy łopatki te w stanie oryginalnym posiadały powłokę ochronną, czy też jej nie posiadały. Niezależnie od stanu pierwotnego łopatek pierwsze ich oczyszczanie odbywa się przed odstawieniem z ruchu urządzenia, to Jest sprężarki.
Takie oczyszczanie w przypadku posiadających powłoki łopatek polega korzystnie na usuwaniu uszkodzeń erozyjnych przy zastosowaniu granulatu do miękkiej obróbki strumieniowo-ciernej. Oczyszczanie łopatek nie pokrytych powłoką ochronną można przeprowadzać stosując wodny rozpuszczalnik, np. trójchloroetylen. Poprzez usytuowaną centralnie dyszę trójstrumieniową 1 (tu patrz również fig. 2), która działa w kanale zasysającym sprężarki, środek oczyszczający (granulat do miękkiej obróbki strumieniowo-ciernej, rozpuszczalnik wodny ltp.) przez pewien określony okres czasu jest zasysany do sprężarki w strumieniu powietrza. Równomierne i intensywne zasilanie 12 łopatek sprężarki umożliwia uzyskanie skutecznego procesu oczyszczania w przypadku łopatek nie posiadających powłoki ochronnej, względnie na usunięciu w znacznym stopniu starej powłoki ochronnej z łopatek pokrytych taką powłoką. Zabieg oczyszczania powtarza się w razie potrzeby kilkakrotnie. Ponieważ granulat do miękkiej obróbki strumieniowo-ciernej ulega spaleniu w temperaturze około 300*C, nie istnieje zatem kłopot z usuwaniem go. Przy stosowaniu rozpuszczalnika wodnego należy również zwrócić uwagę na to zagadnienie.
Układ związany z dyszą wielostrumieniową 1 składa się z kurka 2 z czopem kulistym, umieszczonego patrząc w kierunku przepływu środka oczyszczającego, za komorą mieszania 3 i służącego do regulacji ilościowej. Ciśnienie w komorze mieszania 3 pokazuje manometr 7. Przed komorą mieszania 3, uwzględniając kierunek przepływu, przewidziany Jest zbiornik 4, w którym zgromadzony jest zasób granulatu. Przy tym jedno sito 5 i jeden zawór wlotowy 6 przewidziane dla układu dyszy zapewniają, że komora mieszania 3 jest zasilana jednorodnym środkiem oczyszczającym.
165 873
Potrzebne ciśnienie w zbiorniku 4 uzyskuje się poprzez przewód 10 doprowadzający powietrze, przy czym zawór redukcyjny ciśnienia 8 oraz zawór główny 9, umieszczone w przewodzie powietrza, stanowią kolejne elementy pomocnicze tego układu. Przez odpowiednie przedsięwzięcia można również poddać takim zabiegom łopatki turbiny.
Jeśli to jest konieczne łopatki poddaje się dalszemu oczyszczaniu względnie dalszemu usuwaniu z nich powłoki ochronnej. Odbywa się to, jak pokazano na fig. 3 i 4, przez stosowanie wibrowanej kąpieli 14 działającej erozyjnie. W tym celu skopaSkootay wirnik 11a i 11c należy wymontować ze stajana i ustawić na kozłach podporowych 13a i 13b w taki sposób, aby określona część łopatek zanurzała się w kąpieli 14. Na skutek działania wibratora 15 poszczególne erodujące składniki kąpieli 14 są pobudzane do wibracji, co powoduje w rezultacie usuwanie resztek zanieczyszczeń względnie resztek powłoki ochronnej z łopatek. Zasadniczo wszelkie rodzaje łopatek wirnika zespołu turbiny gazowej mogą być poddawane takim zabiegom.
Oczyszczanie końcowe przeprowadza się .według fig- 5 zastosowaniu ścierniwa do obróbkh strumieniowo-ciernej, zawierającego szkło przemysłowe. Takie oczyszczanie końcowe odbywa się na zasadzie usuwania śladów erozji za pomocą .znanego środka, który może być ze szkła. Wyznaczoną część łopatek nakrywa się specjalną osłoną 16; przy równoczesnym odsysaniu 19 doprowadzanego poprzez dysze środka przeprowadza się oczyszczanie przy użyciu jednej lub kilku dysz strumieniowych 17.
Kolejnymi etapami realizacji sposobu według wynalazku, które można stosować w miarę potrzeby są: zeszlifgwyoαnie istniejących ewentualnie jeszcze wżerów w miejscach poddawanych największym obciążeniom, badanie pęknięć -łopatek, kontrola wymiarowa łopatek, jeśli łopatki te były poddawane zabiegowi szlifowania, zwiększenie chropowatości powierzchni łopatek za pomocą obróbki strumieniowo-ciernej przy zastosowaniu piasku, przed właściwym naniesieniem powłoki zaleca się dokonanie wstępnego podgrzania łopatek do temperatury około 80°C, na przykład przy użyciu promiennika.
Na fig. 6 pokazano, jak przebiega sposób metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia. Do tego celu przewidziano dostępną z boku osłonę 16, która odgranicza pewną ilość przygotowanych łopatek. Przy użyciu dyszy natryskowej 20 nanosi się powłokę ochronną na łopatki, przy czym bez żadnych komplikacji możliwe jest też ręczne % prowadzenie dyszy natryskowej 20. Odsysanie 19 gwarantuje, że nadmiar środka zostanie-natychmiast usunięty z przestrzeni otaczającej łopatki.
Kolejne zabiegi, jakim poddaje się łopatki z nałożoną już powłoką ochronną, obejmują z zasady następujące etapy realizacji sposobu:
- dla zmniejszenia chropowatości powierzchni stosuje się lekkie przeszlifooaaie przy użyciu płótna ściernego - //uu- obóbkę- srsumlasgwgdąslpacą, a% przkładh pzz% ZbsgsgotasS% kulcczk% szklanych.
- dla zabezpieczenia warstwy podkładowej i dla dalszego zmniejbzznit stopnia chropowatości powierzchni można nanieść za pomocą lakierniczego pistoletu natryskowego powłokę lakieru kryjącego. Warunkiem zasadniczym tu jest, że taki lakier nie wymaga wysokiej i długotrwałej temperatury wypalania (nie potrzeba stosować urządzeń piecowych). Do tego celu można stosować lakiery dwuskładnikowe, przynajmniej dla natryskiwania pierwszych rzędów łopatek sprężarki, które pracują w stosunkowo niższych temperaturach.
Przykładem lakieru dla takiej powłoki kryjącej może być samgutwłrazalny lakier poliuretanowy na bazie tworzywa sztucznego.
Co się tyczy jakości powłoki ochronnej trzeba tu powiedzieć, że konwencjonalne powłoki ochronne sprężarek bardzo często charakteryzują się niewielką odpornością na erozję. Ponieważ takie galwaniczne powłoki ochronne są skuteczne tylko wtedy, kiedy występują w układzie ιπι^/-powłoka-elektrolit, więc lokalniz uszkodzona przzz erozję powłoka wykazuje mniejszą skuteczność ochronną.
Zastosowana tu powłoka ochronna na bazie alsmiaium jest aktywną powłoką chroniącą przed korozją, a jej skład jest korzystnie następujący:
Jedna powłoka ochronna składa się z 6 do 150 wagowych Si, a pozostałą część stanowi a/uminium;
Inną powłokę ochronną stanowi czyste tUumiaium;
165 873
Inna powłoka ochronna składa się z 80% wagowych Al, 5 do 15% wagowych Si, a pozostała część składa się z Cu, Mn, Mg, Ni.
Struktura chemiczna powyższych powłok ochronnych jak również opisany powyżej sposób ich nanoszenia (metalizacja natryskowa o dużej prędkości nanoszenia) pozwalają na otrzymanie stosunkowo niewrażliwej na erozję powłoki protektorowej, która chroni w aktywny sposób materiał podłoża przed korozją. Sposób nanoszenia powłoki, który jest sposobem nanoszenia przy dużej energii kinetycznej nanoszonej substancji, pozwala na uzyskiwanie powłok ochronnych o dużej przyczepności, odpornych na erozję, a które bez konieczności dalszych specjalistycznych kolejnych zabiegów technologicznych względem powłoki, charakteryzują się dobrym połączeniem elektrycznym z podłożem. Proponowane powłoki ochronne można dodatkowo pokryć powłoką kryjącą. Taka, nie spełniająca zadania ochronnego powłoka kryjąca może posiadać na przykład kolor czarny.
Dzięki takiemu zabarwieniu powłoki kryjącej możliwe jest łatwiejsze wykrywanie przy użyciu detektorów tworzących się na łopatkach wżerów. Sposób metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia, który realizuje się przy prędkości nanoszenia cząstek, wynoszącej co najmniej 300 m na sekundę, umożliwia optymalne związanie powłoki z materiałem podłoża, z którego wykonane są łopatki. Nawet w przypadku grubszej powłoki ochronnej nie występuje zjawisko łuszczenia się powłoki. Można to wyjaśnić tak, że przy ciskaniu cząstek sproszkowanej substancji powstają wskutek dużej energii kinetycznej naprężenia ściskające własne w naniesionej uprzednio natryskowo powłoce ochronnej. Maksymalna odporność na erozję spowodowana jest tym, że stosowane tu powłoki posiadają bardzo dużą twardość. Stosując proponowany sposób uzyskuje się to, że zawartość tlenków w takiej powłoce jest niższa, niż ma to miejsce w przypadku powłok ochronnych uzyskanych przez natryskiwanie w powietrzu. Oznacza to, że taka powłoka jest bardziej czysta, dlatego też utlenia się ona wolniej, przy czym zjawisko utleniania powłoki występuje ewentualnie tylko na powierzchni powłoki. Dzięki temu, że powłoki ochronne są bardzo gęste ich porowatość nie przekracza 0,5%. Zniszczenie spowodowane korozją można praktycznie wykluczyć. Podczas badania na napylanie solą przeprowadzonego według normy DIN 50021 porównywano spotykaną w handlu ceramiczną powłokę aluminiową z powłoką ochronną o podanym powyżej składzie i uzyskaną według podanego powyżej sposobu. Wyniki badania w pełni potwierdzają powyższe stwierdzenia.
W badaniu na wytrzymałość zmęczeniową przeprowadzono analogiczne porównanie. Okazało się, że obciążenie aż do wystąpienia pierwszego pęknięcia zmęczeniowego w łopatce, w przypadku łopatek wyposażonych w powłokę o powyżej podanym składzie, naniesionej wyżej omówionym sposobem, było o 20% większe, niż w przypadku pozostałych porównywanych łopatek. Oznacza to, że łopatki mogłyby uzyskiwać większą wytrzymałość na pęknięcia wywoływane zmęczeniem.
W oparciu o wymienione korzyści oraz uzyskane wyniki po kilku tysiącach godzin pracy w sprężarce podobnego urządzenia, można przyjąć wynikowe zwiększenie okresu trwałości aktywnej powłoki ochronnej o 50%.
165 873
165 873
FIG.3
FIG.4
11a
165 873
11a
165 873
| 10b | |
| \ | |
| V- |
FIG.1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.
Claims (8)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób nanoszenia powłoki na łopatki maszyn przepływowych, zwłaszcza rotacyjnych maszyn cieplnych, znamienny tym, że łopatki w stanie ruchu silnika cieplnego poddaje się procesowi oczyszczania przy zastosowaniu środka wprowadzanego wraz ze strumieniem powietrza do sprężarki, ponadto po otworzeniu silnika cieplnego, łopatki, w stanie stacjonarnym, poddaje się co najmniej procesowi przygotowania do kolejnego zabiegu, przy czym na łopatki w stanie stacjonarnym nanosi się powłokę ochronną przy zastosowaniu metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia, przy której cząstki tworzące powłokę ochronną natryskuje się z prędkością co najmniej 300 m na sekundę na powierzchnię podłoża.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że łopatki podczas procesu przygotowania przed naniesieniem powłoki ochronnej poddaje się działaniu wibrowanej kąpieli erozyjnej.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że łopatki po naniesieniu powłoki ochronnej poddaje się kolejnemu zabiegowi, mającemu na celu zmniejszenie chropowatości powierzchni i/lub dla naniesienia powłoki kryjącej.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako powłokę ochronną, nanoszoną za pomocą metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia stosuje się substancję składającą się z 6 do 15% wagowych Si, i pozostałej części Al.
- 5. Sposób weółgg aattrz. 1, znamienny tym, że jaoo owwłkkę ohhronną, nanoszoną przez metalizację natryskową o dużej prędkości nanoszenia, stosuje się aluminium.
- 6. Sposób edółgę aatltrz . , , znamianng t m m , żo akog owłokę g ccrioonną, nanoszoną przy stosowaniu sposobu metalizacji natryskowej o dużej prędkości nanoszenia, stosuje się substancję składającą się z 80% wagowych Al, 5 do 15% wagowych Si, i pozostałej części Cu, Mn, Mg, Ni.
- 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek do oczyszczania łopatek, wprowadzany do strumienia powietrza stosuje się granulat do miękkiej obróbki strumien^wo-ciernej.
- 8. Sposób edługg assltrz . , , znamianng t m m, żo akog o^iwok^ ry/jąc g sos^es się poliuretanowy lakier samo^wa^za^y na bazie tworzywa sztucznego.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH123790 | 1990-04-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL289795A1 PL289795A1 (en) | 1991-12-02 |
| PL165873B1 true PL165873B1 (pl) | 1995-02-28 |
Family
ID=4205685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL91289795A PL165873B1 (pl) | 1990-04-11 | 1991-04-09 | Sposób nanoszenia powloki na lopatki maszyn przeplywowych PL PL PL PL PL |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0451512B1 (pl) |
| JP (1) | JP3027214B2 (pl) |
| CA (1) | CA2039944C (pl) |
| DE (1) | DE59100238D1 (pl) |
| DK (1) | DK0451512T3 (pl) |
| ES (1) | ES2044634T3 (pl) |
| PL (1) | PL165873B1 (pl) |
| RU (1) | RU2062303C1 (pl) |
| UA (1) | UA27027A1 (pl) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08193568A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Hitachi Ltd | 水力機械のランナ及びその製造方法 |
| AT402943B (de) * | 1995-10-04 | 1997-09-25 | Engel Gmbh Maschbau | Verfahren zur herstellung von verschleiss- und korrosionsgeschützten oberflächen auf plastifizierschnecken für spritzgiessmaschinen |
| AT403059B (de) * | 1995-10-04 | 1997-11-25 | Engel Gmbh Maschbau | Verfahren zur herstellung einer beschichtung auf der oberfläche von plastifizierschnecken für spritzgiessmaschinen |
| RU2161660C2 (ru) * | 1998-11-02 | 2001-01-10 | Институт металлургии УрО РАН | Жаростойкий сплав на основе алюминия |
| DE102004001575A1 (de) | 2004-01-10 | 2005-08-04 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Hohlschaufeln sowie eines Rotors mit Hohlschaufeln |
| GB2429941B (en) * | 2005-09-08 | 2011-05-11 | Welding Alloys Ltd | Manufacture of hardfaced rollers and plates |
| RU2353703C2 (ru) * | 2007-03-20 | 2009-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ получения композиционного покрытия на основе алюминиевых сплавов |
| US8113787B2 (en) | 2007-06-20 | 2012-02-14 | Alstom Technology Ltd. | Turbomachine blade with erosion and corrosion protective coating and method of manufacturing |
| EP2129812B1 (en) * | 2007-03-27 | 2013-04-17 | Alstom Technology Ltd | Turbomachine blade with erosion and corrosion protective coating and method of manufacturing the same |
| RU2394937C1 (ru) * | 2008-10-31 | 2010-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологические системы защитных покрытий" | Способ получения наноструктурированного покрытия |
| RU2426819C1 (ru) * | 2009-11-30 | 2011-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис" | Теплозащитное покрытие и способ его получения |
| RU2423550C1 (ru) * | 2009-11-30 | 2011-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис" | Теплозащитное покрытие для лопаток турбин и способ его получения |
| EP2752559A1 (de) * | 2013-01-08 | 2014-07-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Reinigung eines Rotors einer Gasturbine innerhalb eines Gehäuses |
| CN110420769B (zh) * | 2019-08-02 | 2020-06-09 | 柳州联顺戴克雷汽车部件有限公司 | 一种具有调配功能的防起粒的喷涂设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2709569A (en) * | 1948-08-28 | 1955-05-31 | Thompson Prod Inc | Impeller member and method of making same |
| US3010843A (en) * | 1958-04-28 | 1961-11-28 | Gen Motors Corp | Abradable protective coating for compressor casings |
| FR2564350B1 (fr) * | 1984-05-17 | 1987-11-20 | Snecma | Procede de reparation par diffusion |
-
1991
- 1991-03-11 ES ES91103660T patent/ES2044634T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-11 DK DK91103660.6T patent/DK0451512T3/da not_active Application Discontinuation
- 1991-03-11 DE DE9191103660T patent/DE59100238D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-11 EP EP91103660A patent/EP0451512B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-08 CA CA002039944A patent/CA2039944C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-08 JP JP3074902A patent/JP3027214B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-09 PL PL91289795A patent/PL165873B1/pl unknown
- 1991-04-10 RU SU914895114A patent/RU2062303C1/ru active
- 1991-04-10 UA UA4895114A patent/UA27027A1/uk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2062303C1 (ru) | 1996-06-20 |
| EP0451512B1 (de) | 1993-08-04 |
| JP3027214B2 (ja) | 2000-03-27 |
| CA2039944A1 (en) | 1991-10-12 |
| DK0451512T3 (da) | 1993-12-27 |
| JPH04225865A (ja) | 1992-08-14 |
| DE59100238D1 (de) | 1993-09-09 |
| PL289795A1 (en) | 1991-12-02 |
| ES2044634T3 (es) | 1994-01-01 |
| UA27027A1 (uk) | 2000-02-28 |
| CA2039944C (en) | 2001-01-02 |
| EP0451512A1 (de) | 1991-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL165873B1 (pl) | Sposób nanoszenia powloki na lopatki maszyn przeplywowych PL PL PL PL PL | |
| US6827969B1 (en) | Field repairable high temperature smooth wear coating | |
| JP5160194B2 (ja) | 耐酸化性を得るためのセラミック耐食性コーティング | |
| US7588797B2 (en) | Field repairable high temperature smooth wear coating | |
| US8603582B2 (en) | Non-stick masking fixtures and methods of preparing same | |
| US6465040B2 (en) | Method for refurbishing a coating including a thermally grown oxide | |
| US20070128447A1 (en) | Corrosion inhibiting ceramic coating and method of application | |
| CN1768969A (zh) | 7FA+e1段可磨蚀涂层及其制备方法 | |
| JP2007185654A (ja) | コーティング方法およびコーティングされた物品 | |
| US20070298270A1 (en) | Strain tolerant coating for environmental protection | |
| US6884470B2 (en) | Application method for abradable material | |
| US20050158460A1 (en) | Method for protecting new/used engine parts | |
| JP2007169786A (ja) | 歪み耐性防食コーティングを有する物品 | |
| JP2006097133A (ja) | 減磨および環境抵抗性のある被覆をタービン構成要素に施す方法 | |
| EP3434865A1 (en) | Method to strip and recoat erosion coatings applied to fan blades and structural guide vanes | |
| US7410701B2 (en) | Component for rotary machine and rotary machine | |
| EP2104591B1 (en) | Process for surface preparation of parts to be coated | |
| EP1553145B1 (en) | Touch-up of multi layer paint oxides for gas turbine disks and seals | |
| US20250361809A1 (en) | Coating system removal method | |
| EP1953349B1 (en) | Method of cleaning carbon composite prior to application of thermal coating | |
| Kempster et al. | A novel method for refurbishing used hot section gas turbine blades | |
| Yang et al. | A Review of Removal and Repair Techniques for Thermal Barrier Coatings | |
| Kempster et al. | A Novel Method for Refurbishing Used Hot Section Gas Turbine Blades | |
| Weatherill | Development of a Strain Tolerant Ceramic Coating for the Protection of Rotating Blade Tips | |
| Happle | Wirkung von Korrosionsschutzueberzuegen auf Verdichterlaufschaufeln nach unterschiedlichen Erosionsbeanspruchungen.(Effect of anticorrosive coatings on compressor stator vanes after different exposure to erosion) |