×
10.09.2014
216.012.f0f7

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, СНАБЖЕННОЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ПЛАТФОРМОЙ

Вид РИД

Изобретение

Авторы

№ охранного документа
0002527509
Дата охранного документа
10.09.2014
Аннотация: Изобретение относится к области ремонта лопаток газовой турбины, снабженной по меньшей мере одной платформой, которая вследствие коррозионного воздействия по меньшей мере на одной боковой поверхности платформы имеет недостаточный размер. При этом нанесение материала по меньшей мере на одну боковую поверхность платформы происходит таким образом, что после нанесения материала размер платформы является избыточным. Затем платформу путем механической обработки со снятием материала по меньшей мере одной боковой поверхности платформы доводят до номинального размера. В качестве наносимого материала для восстановления номинального размера платформы и заполнения недостаточного размера платформы используют материал адгезивного слоя, причем нанесение адгезивного материала осуществляют для обновления системы теплоизоляционных покрытий лопатки турбины, включающей в себя адгезивный слой и теплоизоляционный слой. Изобретение обеспечивает возможность восстановления номинального размера боковых поверхностей платформы у лопаток турбины, испытывающих эксплуатационные нагрузки, недорогим и материалосберегающим способом. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение касается способа восстановления лопатки турбины, снабженной по меньшей мере одной платформой, причем лопатка турбины может быть выполнена, в частности, в виде лопатки газовой турбины.

В газовой турбине жидкое или газообразное топливо сжигается в топочной камере, и образующиеся при сжигании горячие и находящиеся под высоким давлением газы подаются в турбину, где они при расширении и охлаждении передают импульс на рабочие лопатки турбины. При этом посредством направляющих лопаток оптимизируется передача импульса на рабочие лопатки.

Так как горячие газообразные продукты сгорания обладают сильным окисляющим и коррозионным действием, лопатки турбины, в частности обтекаемые особенно горячими газообразными продуктами сгорания первые ряды лопаток турбины, изготавливаются из высокожаропрочных суперсплавов и к тому же покрываются системой теплоизоляционных покрытий, чтобы еще более повысить стойкость лопаток к условиям окисления и коррозии в горячем газе. Такое покрытие включает в себя обычно керамический теплоизоляционный слой, который посредством адгезивного слоя присоединен к материалу суперсплава лопатки. Характерными адгезивными слоями являются так называемые слои MCrAlX, в которых M обозначает железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni) или комбинацию этих металлов. X представляет собой активный элемент и обозначает иттрий (Y), и/или кремний (Si), и/или по меньшей мере один элемент из редких земель, или гафний (Hf). Такие сплавы известны из документов EP 0486489 B1, EP 0786017 B1, EP 0412397 B1 или EP 1306454 A1.

Несмотря на их высокую стойкость к воздействию горячих газов, вследствие эксплуатационной нагрузки и обусловленного этим высокотемпературного окисления происходит коррозия лопаток. Она затрагивает также платформы лопаток. Поэтому лопатки турбины после определенной продолжительности эксплуатации подвергаются процессу восстановления, в котором снимается покрытие, ремонтируются поврежденные коррозией места и затем на лопатки заново наносится покрытие, чтобы подготовить их к новому применению в газовой турбине.

В частности, у тех ступеней турбины, через которые протекают наиболее горячие газообразные продукты сгорания, обычно у двух первых ступеней, воздействие коррозии может, однако, приводить к недостаточному размеру боковых поверхностей платформы.

В EP 1808266 A2 предлагается удалять поврежденные коррозией области платформы в области кромки сбегания лопатки турбины и затем восстанавливать удаленную область путем наплавки и последующего шлифования по размеру. Хотя, таким образом, в принципе, могут также восстанавливаться имеющие недостаточный размер боковые поверхности платформ, однако наплавка на материалы суперсплавов является затруднительной. В частности, вследствие теплопередачи в материале суперсплава могут возникать нежелательные структурные свойства, которые ослабляют материал.

Поэтому задачей настоящего изобретения является предоставить предпочтительный способ восстановления лопатки турбины, снабженной по меньшей мере одной платформой. Эта задача решается с помощью способа восстановления лопатки турбины по п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные варианты осуществления изобретения.

В предлагаемом изобретением способе восстановления лопатки турбины, снабженной по меньшей мере одной платформой, которая вследствие воздействия коррозии имеет недостаточный размер по меньшей мере на одной боковой поверхности платформы, восстанавливается номинальный размер платформы, при этом нанесение материала по меньшей мере на одну боковую поверхность платформы происходит таким образом, что после нанесения (12) материала размер платформы является избыточным, а затем платформа путем механической обработки со снятием материала по меньшей мере одной боковой поверхности платформы доводится до номинального размера. В соответствии с изобретением нанесение материала происходит посредством материала адгезивного слоя. Этот материал может быть, в частности, материалом MCrAlX.

По сравнению с наплавкой изобретение обладает тем преимуществом, что нанесение материала адгезивного слоя, в частности материала MCrAlX, не приводит к такой высокой теплопередаче в материал суперсплава, как это, например, было бы в случае наплавки. Поэтому структура материала суперсплава при восстановлении боковой поверхности посредством адгезивного материала нарушается меньше, чем при нанесении посредством наплавки. Кроме того, нанесение материала может интегрироваться в процесс повторного нанесения покрытия на лопатку турбины, так как при повторном нанесении системы теплоизоляционных покрытий также наносится адгезивный слой. Поэтому предлагаемый изобретением способ недорогим и материалсберегающим образом обеспечивает возможность восстановления номинального размера боковых поверхностей платформы у лопаток турбины, испытывающих эксплуатационные нагрузки, благодаря чему может сокращаться доля брака в лопатках турбины, испытывающих эксплуатационные нагрузки.

Нанесение материала в рамках предлагаемого изобретением способа может, в частности, происходить посредством повторяющегося нанесения адгезивного материала. При этом при каждом повторном нанесении адгезивного материала, в частности, минимальное нанесение материала может составлять по меньшей мере 10 мкм, предпочтительно по меньшей мере 30 мкм.

Для лучшего прикрепления адгезивного материала к материалу суперсплава после нанесения адгезивного материала может осуществляться скрепляющая термообработка.

В рамках предлагаемого изобретением способа нанесение материала и механическая обработка со снятием материала может, в частности, также осуществляться на двух противоположных поверхностях одной платформы лопатки. Часто именно обусловленные коррозией недостаточные размеры возникают одновременно на двух противоположных сторонах платформ лопаток.

Обычно лопатка турбины имеет центральную ось. Поэтому предпочтительно, если механическая обработка со снятием материала боковых поверхностей платформы с целью повторного доведения платформы до номинального размера после нанесения материала осуществляется относительно центральной оси. Таким образом, может обеспечиваться то, что до номинального размера снова доводится не только ширина платформы, но и расстояние от боковых поверхностей платформы до рабочей части лопатки турбины. Для этого может, например, регистрироваться текущий размер платформы путем считывания по меньшей мере пяти точек измерения на противоположных боковых поверхностях платформы. По текущему размеру затем определяется необходимое снятие материала при механической обработке со снятием материала. При этом две противоположные поверхности платформы могут, в частности, относительно рабочей части лопатки со стороной нагнетания и стороной всасывания, представлять собой боковые поверхности платформы, расположенные на стороне нагнетания или соответственно на стороне всасывания. Эти боковые поверхности при эксплуатации газовой турбины обычно сильнее подвержены окислению горячим газом и наступающей в результате этого коррозии, чем боковые поверхности платформы, находящиеся на стороне набегания и стороне сбегания.

Механическая обработка со снятием материала в рамках предлагаемого изобретением способа может, в частности, осуществляться путем поверхностного шлифования.

Если нанесение адгезивного материала осуществляется в рамках обновления системы теплоизоляционных покрытий лопатки турбины, перед обновлением системы теплоизоляционных покрытий способ может включать в себя удаление слоев лопатки турбины. К тому же после удаления слоев и перед обновлением системы теплоизоляционных покрытий может осуществляться активирующая абразивная обработка. Тогда активирующая абразивная обработка включала бы в себя, в частности, также боковые поверхности платформы, на которые должно осуществляться нанесение материала. В такой абразивной струе поверхность подвергается абразивной обработке с помощью абразивного средства, например посредством оксида алюминия (Al2O3), благодаря чему поверхности придается шероховатость, которая улучшает адгезию предназначенного для нанесения адгезивного материала.

Для нанесения адгезивного материала может применяться метод термического напыления, например плазменного напыления, газопламенного напыления и пр. Такого рода методы известны в качестве возможных методов нанесения адгезивных слоев, и поэтому также могут применяться с возможностью хорошего осваивания в рамках нанесения материала на боковые поверхности платформы с недостаточным размером.

Другие признаки, преимущества и свойства настоящего изобретения содержатся в последующем описании примеров осуществления со ссылкой на прилагаемые фигуры.

фиг.1 - показано схематичное изображение газовой турбины в частичном продольном сечении;

фиг.2 - показан пример топочной камеры газовой турбины в частично рассеченном изображении в перспективе;

фиг.3 - показан пример лопатки турбины на изображении в перспективе;

фиг.4 - показана на схематичном виде сверху лопатка турбины с обусловленным коррозией недостаточным размером на боковых поверхностях платформы;

фиг.5 - показана лопатка турбины, изображенная на фиг.4, во время нанесения адгезивного материала;

фиг.6 - показана лопатка турбины, изображенная на фиг.4, во время шлифования нанесенного адгезивного материала до номинального размера.

На фиг.1 показана в качестве примера газовая турбина 100 в частичном продольном сечении.

У газовой турбины 100 внутри имеется установленный с возможностью вращения вокруг оси 102 вращения ротор 103 с валом 101, который также называется вращающейся частью турбины.

Вдоль ротора 103 последовательно расположены всасывающий корпус 104, компрессор 105, имеющая, например, форму тора топочная камера 110, в частности кольцевая топочная камера, снабженная несколькими расположенными коаксиально горелками 107, турбина 108 и корпус 109 газовыпускной системы.

Кольцевая топочная камера 110 сообщается, например, с кольцеобразным каналом 111 горячих газов. Там, например, четыре последовательно включенные ступени 112 турбины образуют турбину 108.

Каждая ступень 112 турбины образована, например, из двух колец лопаток. Если смотреть в направлении течения рабочей среды 113, в канале 111 горячих газов, за рядом 115 направляющих лопаток следует образованный из рабочих лопаток 120 ряд 125.

Направляющие лопатки 130 при этом закреплены на внутреннем корпусе 138 статора 143, в отличие от чего рабочие лопатки 120 ряда 125 установлены, например, посредством диска 133 турбины на роторе 103.

С ротором 103 соединен генератор или рабочая машина (не изображена).

Во время эксплуатации газовой турбины 100 воздух 135 всасывается компрессором 105 через всасывающий корпус 104 и сжимается. Получаемый на обращенном к турбине конце компрессора 105 сжатый воздух направляется к горелкам 107 и там смешивается с горючим средством. Эта смесь затем сжигается в топочной камере 110 с образованием рабочей среды 113. Оттуда рабочая среда 113 течет по каналу 111 горячих газов по направляющим лопаткам 130 и рабочим лопаткам 120. На рабочих лопатках 120 рабочая среда 113 расширяется с передачей импульса, так что рабочие лопатки 120 приводят в движение ротор 103, а ротор - соединенную с ним рабочую машину.

Находящиеся под воздействием горячей рабочей среды 113 конструктивные элементы во время эксплуатации газовой турбины 100 подвергаются воздействию термических нагрузок. Направляющие лопатки 130 и рабочие лопатки 120 первой, если смотреть в направлении течения рабочей среды 113, ступени 112 турбины, наряду с футеровочными элементами теплозащитного экрана кольцевой топочной камеры 110, подвергаются термическим нагрузкам в наибольшей степени.

Чтобы выдерживать возникающие там температуры, они могут охлаждаться с помощью охлаждающего средства.

Субстраты конструктивных элементов могут также иметь направленную структуру, т.е. они являются монокристаллическими (SX-структура) или содержат только продольно направленные зерна (DS-структура).

В качестве материала для конструктивных элементов, в частности для лопаток 120, 130 турбины и конструктивных элементов топочной камеры 110, применяются, например, суперсплавы на основе железа, никеля или кобальта.

Такие суперсплавы известны, например, из документов EP 1204776 B1, EP 1306454, EP 1319729 A1, WO 99/67435 или WO 00/44949.

Лопатки 120, 130 могут быть также снабжены покрытиями от коррозии, например, (MCrAlX; M представляет собой по меньшей мере один элемент из группы железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni), X является активным элементом и обозначает иттрий (Y) и/или кремний, скандий (Sc) и/или по меньшей мере один элемент из редких земель или, соответственно, гафний). Такие сплавы известны из документов EP 0486489 B1, EP 0786017 B1, EP 0412397 B1 или EP 1306454 A1.

На MCrAlX может также находиться теплоизоляционный слой, который состоит, например, из ZrO2, Y2O3-ZrO2, т.е. он не стабилизирован, частично или полностью, окисью иттрия, и/или окисью кальция, и/или окисью магния.

С помощью надлежащих способов нанесения покрытия, таких как, например, электронно-лучевое нанесение покрытий методом осаждения из паровой фазы (EB-PVD), получаются зерна стебельчатой формы в теплоизоляционном слое.

У направляющей лопатки 130 имеется обращенная к внутреннему корпусу 138 турбины 108 ножка направляющей лопатки (здесь не изображена) и находящаяся напротив ножки направляющей лопатки головка направляющей лопатки. Головка направляющей лопатки обращена к ротору 103 и установлена на крепежном кольце 140 статора 143.

На фиг.2 показана топочная камера 110 газовой турбины. Топочная камера 110 выполнена, например, в виде так называемой кольцевой топочной камеры, у которой множество расположенных в окружном направлении вокруг оси 102 вращения горелок 107, которые создают пламя 156, впадают в одно общее пространство 154 топочной камеры. Для этого топочная камера 110 выполнена в совокупности в виде кольцеобразной структуры, которая расположена вокруг оси 102 вращения.

Для достижения сравнительно высокого коэффициента полезного действия топочная камера 110 рассчитана на сравнительно высокую температуру рабочей среды M, составляющую примерно от 1000°C до 1600°C. Чтобы даже при этих неблагоприятных для материалов рабочих параметрах обеспечить возможность сравнительно долгого срока службы, стенка 153 топочной камеры на своей обращенной к рабочей среде M стороне снабжена внутренней футеровкой, образованной из элементов 155 теплозащитного экрана.

Каждый элемент 155 теплозащитного экрана, изготовленный из сплава, оснащен со стороны рабочей среды особенно жаропрочным защитным слоем (слой MCrAlX и/или керамическое покрытие) или изготовлен из высокожаропрочного материала (массивные керамические кирпичи).

Эти защитные слои могут быть аналогичны лопаткам турбины, то есть MCrAlX, например, означает: M представляет собой по меньшей мере один элемент из группы железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni), X является активным элементом и обозначает иттрий (Y), или кремний, и/или по меньшей мере один элемент из редких земель, или соответственно гафний (Hf). Такие сплавы известны из документов EP 0486489 B1, EP 0786017 B1, EP 0412397 B1 или EP 1306454 A1.

На MCrAlX может также находиться, например, керамический теплоизоляционный слой, состоящий, например, из ZrO2, Y2O3-ZrO2, т.е. он не стабилизирован, частично или полностью, окисью иттрия, и/или окисью кальция, и/или окисью магния.

С помощью надлежащих способов нанесения покрытия, таких как, например, электронно-лучевое нанесение покрытий методом осаждения из паровой фазы (EB-PVD), получаются зерна стебельчатой формы в теплоизоляционном слое.

Возможны другие способы нанесения покрытий, например атмосферное плазменное напыление (APS), LPPS, VPS или CVD. Для улучшения стойкости к тепловому удару теплоизоляционный слой может содержать пористые, имеющие микро- или макротрещины зерна.

Восстановление (Refurbishment) означает, что элементы 155 теплозащитного экрана после их применения при необходимости должны быть освобождены от защитных слоев (например, посредством пескоструйной обработки). После этого осуществляется удаление коррозионных и/или оксидных слоев или соответственно продуктов. При необходимости осуществляется также ремонт трещин в элементе 155 теплозащитного экрана. После этого происходит повторное нанесение покрытия на элемент 155 теплозащитного экрана и повторное применение элементов 155 теплозащитного экрана.

В связи с высокими температурами внутри топочной камеры 110 для элементов 115 теплозащитного экрана или соответственно для элементов их крепления может быть предусмотрена система охлаждения. Элементы 115 теплозащитного экрана являются, например, полыми и при необходимости имеют также впадающие в пространство 154 топочной камеры отверстия для охлаждения (не изображены).

На фиг.3 показан вид в перспективе рабочей лопатки 120 или направляющей лопатки 130 гидравлической машины, которая распространяется по продольной оси 121.

Гидравлическая машина может представлять собой газовую турбину самолета или электростанции, предназначенной для выработки электроэнергии, паровую турбину или компрессор.

У лопатки 120, 130 по продольной оси 121 имеется, последовательно, область 400 крепления, примыкающая к ней платформа 403 лопатки, а также рабочая часть 406 лопатки и вершина 415 лопатки.

Если лопатка 130 представляет собой направляющую лопатку 130, она может быть снабжена на своей вершине 415 лопатки другой платформой (не изображена).

В области 400 крепления выполнена ножка 183 лопатки, которая служит для крепления рабочих лопаток 120, 130 к валу или диску (не изображено).

Ножка 183 лопатки выполнена, например, в T-образной форме. Возможны другие варианты осуществления в виде елки или ласточкина хвоста.

У лопатки 120, 130 имеется кромка 409 набегания и кромка 412 сбегания для среды, которая протекает по рабочей части 406 лопатки.

У традиционных лопаток 120, 130 во всех областях 400, 403, 406 лопаток 120, 130 применяются, например, цельные металлические материалы, в частности суперсплавы.

Такие суперсплавы известны, например, из документов EP 1204776 B1, EP 1306454, EP 1319729 A1, WO 99/67435 или WO 00/44949.

При этом лопатка 120, 130 может быть изготовлена методом литья, также посредством направленной кристаллизации, методом ковки, методом фрезерования или их комбинаций.

Заготовки с монокристаллической структурой или структурами применяются в качестве конструктивных элементов машин, которые при эксплуатации подвержены высоким механическим, термическим и/или химическим нагрузкам.

Изготовление такого рода монокристаллических заготовок осуществляется, например, посредством направленной кристаллизации из расплава. При этом речь идет о способах литья, при которых жидкий металлический сплав кристаллизуется с получением монокристаллической структуры, т.е. монокристаллической заготовки, или направленно.

При этом дендритные кристаллы ориентируются вдоль теплового потока и образуют либо стебельчатую кристаллическую зернистую структуру (колоннообразно, т.е. зерна, которые проходят по всей длине заготовки, и здесь, выражаясь общепринятым языком, называются направленно кристаллизованными) или монокристаллическую структуру, т.е. вся заготовка состоит из одного единственного кристалла. В этих способах необходимо избегать перехода к глобулярной (поликристаллической) кристаллизации, так как при ненаправленном росте обязательно образуются поперечные и продольные границы зерен, которые сводят на нет хорошие свойства направленно кристаллизованного или монокристаллического конструктивного элемента.

Если речь идет о направленно кристаллизованных структурах в общем, то под ними подразумеваются как монокристаллы, которые не имеют границ зерен или, в крайнем случае, имеют границы зерен с малыми углами, так и стебельчатые кристаллические структуры, у которых, может быть, имеются проходящие в продольном направлении границы зерен, но нет поперечных границ зерен. В случае этих названных во вторую очередь кристаллических структур также говорят о направленно кристаллизованных структурах (directionally solidified structures).

Такие способы известны из документов US-PS 6024792 и EP 0892090 A1.

Лопатки 120, 130 могут быть также снабжены покрытиями от коррозии или окисления, например, (MCrAlX; M представляет собой по меньшей мере один элемент из группы железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni), X является активным элементом и обозначает иттрий (Y) и/или кремний и/или по меньшей мере один элемент из редких земель или, соответственно, гафний (Hf)). Такие сплавы известны из документов EP 0486489 B1, EP 0786017 B1, EP 0412397 B1 или EP 1306454 A1.

Плотность предпочтительно составляет около 95% теоретической плотности.

На слое MCrAlX (как промежуточном слое или крайнем наружном слое) образуется защитный слой окиси алюминия (TGO = thermal grown oxide layer).

Предпочтительно состав слоя представляет собой Co-30Ni-28Cr-8Al-0,6Y-0,7Si или Co-28Ni-24Cr-10Al-0,6Y. Наряду с этими защитными покрытиями на основе кобальта применяются также предпочтительно защитные покрытия на основе никеля, такие как Ni-10Cr-12Al-0,6Y-3Re или Ni-12Co-21Cr-11Al-0,4Y-2Re, или Ni-25Co-17Cr-10Al-0,4Y-1,5Re.

На MCrAlX может также находиться теплоизоляционный слой, который предпочтительно является крайним наружным слоем и состоит, например, из ZrO2, Y2O3-ZrO2, т.е. он не стабилизирован, частично или полностью, окисью иттрия, и/или окисью кальция, и/или окисью магния.

Теплоизоляционный слой покрывает весь слой MCrAlX.

С помощью надлежащих способов нанесения покрытия, таких как, например, электронно-лучевое нанесение покрытий методом осаждения из паровой фазы (EB-PVD), получаются зерна стебельчатой формы в теплоизоляционном слое.

Возможны другие способы нанесения покрытий, например, атмосферное плазменное напыление (APS), LPPS, VPS или CVD. Для улучшения стойкости к тепловому удару теплоизоляционный слой может содержать пористые, имеющие микро- или макротрещины зерна. То есть теплоизоляционный слой предпочтительно является более пористым, чем слой MCrAlX.

Восстановление (Refurbishment) означает, что конструктивные элементы 120, 130 после их применения при необходимости должны быть освобождены от защитных слоев (например, посредством пескоструйной обработки). После этого осуществляется удаление коррозионных и/или оксидных слоев или соответственно продуктов. При необходимости осуществляется также ремонт трещин в конструктивном элементе 120, 130. После этого происходит повторное нанесение покрытия на конструктивный элемент 120, 130 и повторное применение конструктивного элемента 120, 130.

Лопатка 120, 130 может быть выполнена полой или цельной. При необходимости охлаждения лопаток 120, 130 она является полой и при необходимости имеет также отверстия 418 для пленочного охлаждения (обозначены штриховой линией).

На фиг.4 в схематичном изображении показана корродированная лопатка турбины. На изображении видны рабочая часть 1 лопатки со стороной 3 всасывания и стороной 5 нагнетания, а также платформа 7 лопатки. Последняя, вследствие коррозионных воздействий, которые обусловлены эксплуатационными нагрузками и происходящим в результате этого высокотемпературным окислением, имеют недостаточный размер как на расположенной со стороны всасывания боковой поверхности 9 платформы, так и на расположенной со стороны нагнетания боковой поверхности 11 платформы. Номинальный размер платформы 7 обозначен на чертеже фигуры штриховой линией. Здесь следует указать, что обусловленный коррозией недостаточный размер изображен преувеличенно для увеличения ясности чертежей. В других областях лопатки турбины, отличающихся от боковых поверхностей 9, 11 платформы 7 лопатки, обычно также имеется коррозия, но на фигурах не изображена, чтобы ненужным образом не усложнять чертежи. Корродированная вследствие жестких условий окружающей среды, создающихся при эксплуатации газовой турбины, лопатка турбины в соответствии с изобретением подвергается восстановлению, при котором восстанавливается номинальный размер платформы лопатки, в частности, на корродированных боковых поверхностях 9, 11.

В настоящем примере осуществления восстановление номинального размера частично интегрировано в процедуру нанесения новой системы теплоизоляционных покрытий на лопатку турбины. Для этого сначала с лопатки турбины снимается старое покрытие, например, посредством надлежащих растворов и/или надлежащих абразивных процессов, а затем лопатка очищается для устранения вероятных остатков окисления. После этого происходит активирующая абразивная обработка, например, посредством частиц оксида алюминия (Al2O3, корунд), при которой поверхности придается шероховатость. Подготовленная таким образом лопатка турбины затем помещается в устройство для нанесения покрытий для последующего нанесения покрытия из системы теплоизоляционных слоев на рабочую часть 1 лопатки и обращенную к пути тепловой нагрузки поверхность 13 платформы 7 лопатки. При этом боковые поверхности платформы 7 лопатки в уровне техники обычно загорожены или прикрыты, так как они не должны снабжаться системой теплоизоляционных слоев. В рамках предлагаемого изобретением способа, однако, расположенная со стороны всасывания боковая поверхность 9 платформы, а также расположенная со стороны нагнетания боковая поверхность 11 платформы не загорожены или, соответственно, не прикрыты, а оставлены свободными. Таким образом, на обе эти поверхности может наноситься материал покрытия.

При нанесении покрытия сначала наносится адгезивный слой, который в настоящем примере выполнен в виде слоя MCrAlX. Нанесение адгезивного слоя происходит методом термического напыления, например плазменного напыления или газопламенного напыления. Кроме рабочей части 1 лопатки и верхней стороны 13 платформы 7 лопатки, материал MCrAlX наносится также на расположенную со стороны всасывания боковую поверхность 9 платформы и расположенную со стороны нагнетания боковую поверхность 11 платформы.

Метод напыления на фиг.5 обозначен схематично изображенной распылительной форсункой 15. Иначе, чем в прочих областях, на расположенную со стороны всасывания боковую поверхность 9 платформы и расположенную со стороны нагнетания боковую поверхность 11 платформы наносятся, однако, несколько слоев материала MCrAlX, при этом каждый слой имеет минимальную толщину, равную 10 мкм, предпочтительно 30 мкм. Послойное нанесение материала 12 MCrAlX на боковые поверхности 9, 11 платформы происходит до тех пор, пока не будет превышен обозначенный на фиг.4-6 штриховой линией номинальный размер платформы 7. Это состояние на фиг.5 изображено для боковой поверхности 9 платформы, расположенной со стороны всасывания, в то время как для расположенной со стороны нагнетания боковой поверхности 11 платформы изображено послойное напыление материала 12 MCrAlX посредством распылительной форсунки 15.

После того как на обе боковые поверхности 9, 11 платформы было нанесено столько слоев, что на обеих номинальный размер превышен, предпочтительно осуществляется скрепляющая термообработка, которая улучшает прикрепление нанесенного материала 12 MCrAlX к материалу суперсплава лопатки турбины. Затем происходит нанесение на слой MCrAlX теплоизоляционного слоя, например слоя оксида циркония (ZrO2), который по своей структуре по меньшей мере частично стабилизирован оксидом иттрия (Y2O3). Теплоизоляционный слой наносится, в частности, на рабочую часть 1 и поверхность 13 платформы 7. Но в рамках изобретения также неплохо, если теплоизоляционный слой также наносится на материал 12 MCrAlX, нанесенный на боковые поверхности 9, 11 платформы. Этого часто также нельзя избежать, так как, как изложено выше, покрытие или заграждение боковых поверхностей 9, 11 платформы не предусмотрено. Нанесение теплоизоляционного слоя может также осуществляться методом термического напыления. Но альтернативно существует также возможность получения теплоизоляционного покрытия методом осаждения из газовой фазы.

После того как на лопатку турбины было нанесено теплоизоляционное покрытие, она вынимается из устройства для нанесения покрытий и зажимается в устройстве для станочной механической обработки, в котором в настоящем примере осуществления посредством шлифования осуществляется затем механическая обработка со снятием материала расположенной со стороны всасывания и со стороны нагнетания боковых поверхностей платформы, имеющих теперь избыточный размер. Зажим происходит при этом так, чтобы центральная ось A лопатки турбины одновременно являлась центральной осью зажимного устройства. Зажим лопатки турбины с целью шлифования осуществляется для того, чтобы лопатка турбины могла свободно позиционироваться в пространстве относительно своей центральной оси A, т.е. вращаться на 360°.

Текущая ширина b платформы 7 лопатки затем регистрируется путем считывания по меньшей мере 5 точек измерения на каждой боковой поверхности 9, 11 платформы на стороне нагнетания и на стороне всасывания. В компьютерной программе затем рассчитывается снятие материала, которое необходимо, чтобы довести имеющую нанесенный материал MCrAlX платформу 7 лопатки до номинального размера. Снятие материала, рассчитанное для расположенной со стороны всасывания боковой поверхности 9 платформы и расположенной со стороны нагнетания боковой поверхности 11 платформы, которые на фиг.6 сильно схематизированно изображены под ссылочным обозначением 17, осуществляется путем поверхностного шлифования. Перед нулевой шлифовкой шлифовальный диск снимается, и величина правки компенсируется программой относительно диаметра диска шлифовального устройства. По окончании процесса шлифования ширина b платформы 7 лопатки снова имеет номинальный размер.

После того как на лопатку турбины снова было нанесено покрытие и боковые поверхности 7, 11 снова были доведены до номинального размера, лопатка турбины может снова встраиваться в газовую турбину для дальнейшей эксплуатации.

В целях пояснения настоящее изобретение было описано на одном из конкретных примеров осуществления. Однако возможны отклонения от этого примера осуществления. Так, например, необязательно необходимо осуществлять нанесение адгезивного материала в рамках процесса восстановления системы теплоизоляционных слоев на лопатку турбины. Вместо этого нанесение адгезивного материала на боковые поверхности платформы может осуществляться в самостоятельном процессе. Также необязательно необходимо наносить материал на боковые поверхности платформы как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания. Хотя, как правило, обе стороны вследствие коррозии имеют недостаточный размер, возможно также, чтобы только одна сторона имела недостаточный размер. В этом случае достаточно нанесение материала на сторону с недостаточным размером. Но, несмотря на это, может быть желательным нанесение материала и на ту сторону, которая не имеет значительного недостаточного размера, и последующее шлифование, чтобы достичь улучшенной поверхностной структуры боковой поверхности платформы.


СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, СНАБЖЕННОЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ПЛАТФОРМОЙ
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, СНАБЖЕННОЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ПЛАТФОРМОЙ
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, СНАБЖЕННОЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ПЛАТФОРМОЙ
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, СНАБЖЕННОЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ПЛАТФОРМОЙ
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, СНАБЖЕННОЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ПЛАТФОРМОЙ
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ ТУРБИНЫ, СНАБЖЕННОЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ПЛАТФОРМОЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 221-230 of 1,427 items.
10.06.2014
№216.012.cf0a

Многоотражательный многослойный комплекс для охлаждения стенки и способ изготовления такого многоотражательного многослойного комплекса (варианты)

Изобретение относится к охлаждению двигателя внутреннего сгорания. Многоотражательный многослойный комплекс выполнен для контактирования с поверхностью подлежащей охлаждению стенки плоско и с обеспечением теплопроводности и имеет множество перфорированных экранных слоев с множеством выполненных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518773
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf0c

Способ и устройство тангенциально смещающего внутреннего охлаждения на направляющей лопатке сопла

Узел турбины содержит первое устройство (200) направляющих лопаток, второе устройство (210) направляющих лопаток, и отражатель (100), образованный из пластинчатого элемента. Отражатель содержит первую область (101) отверстия с первой формой отверстия и вторую область (102) отверстия со второй...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518775
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf44

Холоднопрокатный стан с регулированием массового потока на прокатной клети

Изобретение предназначено для повышения точности регулирования массового потока холоднопрокатного стана в динамически изменяющихся эксплуатационных условиях. Стан содержит несколько последовательно проходимых холоднопрокатываемой полосой (1) прокатных клетей (2). Повышение точности конечной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518831
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf57

Нано- и микроструктурное керамическое термобарьерное покрытие

Изобретение относится к керамическому термобарьерному покрытию, которое имеет наноструктурный и микроструктурный слой. Керамическое термобарьерное покрытие на подложке из жаропрочного сплава на основе никеля или кобальта, или железа содержит необязательно металлическое связующее покрытие (7) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518850
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d02a

Ветроэлектрический генератор

Изобретение относится к ветроэлектрическому генератору (1) с замкнутым внутренним охлаждающим контуром со статором (4), выполненным из листового металла, который имеет систему обмоток, которая на торцевых сторонах статора образует лобовые части (10) обмоток, причем статор (4) по меньшей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519061
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d057

Компенсатор давления для подводного устройства

Изобретение относится к компенсаторам давления, предназначенным для компенсации давления между окружающей средой вокруг подводного устройства и жидкой средой, заполняющей объем подводного устройства. Компенсатор давления имеет, по меньшей мере, один внешний сильфон и первую камеру,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519106
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d18c

Распылительное сопло и способ атмосферного напыления, устройство для покрытия и покрытая деталь

Изобретение относится к способу атмосферного плазменного напыления и может быть использовано для нанесения покрытия на различные детали машин, например на турбины. Из распылительного сопла для атмосферного плазменного напыления в направлении вытекания выходит материал покрытия. Сопло (4) на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519415
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d206

Способ и устройство для мониторинга эцн

В способе мониторинга ЭЦН с насосом для перекачки нефти, газа, воды или других веществ текучей среды, в котором насос приводится в действие электрическим двигателем, используют акустические явления в двигателе и/или насосе как переменные состояния для вещества перекачки, причем акустические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519537
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d31c

Многоуровневый преобразователь в качестве компенсатора реактивной мощности с симметрированием активной мощности

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия и надежности. Многоуровневый преобразователь (7) имеет несколько преобразовательных ветвей (8-10), которые соединены по схеме звезды или треугольника с фазами (2-4) трехфазной сети. На основе значений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519815
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.06.2014
№216.012.d325

Система и способ распределения мощности

Изобретение относится к системе и способу для распределения мощности. Технический результат заключается в создании улучшении качества распределения мощности. Система (10) содержит множество систем (12, 14, 16, 18) генератора, при этом каждая система (12, 14, 16, 18) генератора содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519824
Дата охранного документа: 20.06.2014
Showing 221-230 of 943 items.
20.05.2014
№216.012.c485

Газотурбинная установка, утилизационный парогенератор и способ эксплуатации утилизационного парогенератора

Изобретение относится к энергетике. Утилизационный парогенератор с входом для отработавших газов, причем между входом для отработавших газов и первым в направлении течения отработавших газов перегревателем расположена нагревательная поверхность, причем к нагревательной поверхности с вторичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516068
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c52b

Электрическая машина с осевым, радиально смещенным охлаждающим потоком и соответствующий способ

Изобретение относится к электрическим машинам. Электрическая машина имеет по меньшей мере один радиальный охлаждающий паз (16) и аксиально проходящие охлаждающие каналы. Первые охлаждающие каналы (18) проходят со своей центральной осью на иной радиальной высоте относительно оси ротора (11), чем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516234
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c537

Статор вращающейся электрической машины с постоянным возбуждением

Изобретение относится к электротехнике, к статору вращающейся электрической машины (1) с постоянным возбуждением. В середине первой группы (10a) катушек размещен средний зубец (8a), который имеет первую ширину MB среднего зубца. Статор (5) имеет вторую группу (10b) катушек. Первая и вторая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516246
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c592

Вакуумный выключатель с неподвижно соединенными с шинами на обеих сторонах контактными зажимами

Вакуумный выключатель содержит вакуумную камеру (2) с коммутирующим контактом, имеющим неподвижную контактную деталь, которая находится в электрическом контакте с контактным зажимом (11) неподвижного контакта, а также подвижную контактную деталь и приводной блок (7). С приводным блоком (7) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516337
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c5b0

Статор возбуждаемой постоянными магнитами вращающейся электрической машины

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения статоров вращающихся электрических машин, возбуждаемых постоянными магнитами. Предлагаемый статор имеет множество сегментов расположенных рядом друг с другом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516367
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c60f

Трансформатор среднего и низкого напряжения со ступенчатым переключением и способ его эскплуатации

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в распределительных сетях для уменьшения колебаний напряжения. Технический результат состоит в упрощении конструкции. Трансформатор содержит ступенчатый переключатель, основанный на одном или нескольких механических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516462
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c6b4

Способ регулировки клапана

Изобретение относится к способу регулирования байпасного парового клапана. Технический результат - создание способа регулирования клапана, с помощью которого экстренное закрытие байпасной станции осуществляется таким образом, что предотвращается преждевременное запирание клапана. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516627
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c70a

Система теплозащитного экрана с элементами для вхождения винтов и способ монтажа элемента теплозащитного экрана

Система теплозащитного экрана с элементом для теплозащитного экрана имеет большое количество смежно расположенных на несущей структуре элементов теплозащитного экрана. Элемент теплозащитного экрана закреплен на несущей структуре при помощи по меньшей мере одного крепежного винта в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516713
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c746

Газотурбинный двигатель

Изобретение относится к газотурбинным двигателям. Устройство горения газотурбинного двигателя содержит воздухоприемник, первое измерительное устройство для измерения количества газа в воздухоприемнике, по меньшей мере одну камеру сгорания, множество линий подачи топлива в камеру сгорания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516773
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.c822

Способ стабилизации сетевой частоты электрической сети электропитания

Изобретение относится к способу стабилизации сетевой частоты электрической сети электропитания. Двухвальная газовая турбина содержит мощную турбину и газогенератор, причем мощная турбина посредством первого вала соединена с первым генератором с возможностью передачи крутящего момента. Также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517000
Дата охранного документа: 27.05.2014
+ добавить свой РИД