02.11.2018
№218.016.99e3
Результат интеллектуальной деятельности: Состав уплотнительного покрытия для модификации элемента статора турбины
Вид РИД
Патент
№ охранного документа
2530974
Дата охранного документа
15.05.2013
Статус
Действует
Дата окончания действия пошлины
16.05.2033
Вид патента
Изобретение
Аннотация:
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности для получения уплотнительного покрытия методом газотермического напыления. Может использоваться при производстве паровых или газовых турбин для обеспечения стабильности зазоров в сопряженных элементах проточной части турбины.
Ключевые слова:
газ термического напыления, обеспечение стабильности зазоров, стабильность зазоров в сопряженных элементах, сопряженные элементы проточной части турбины, проточная часть турбины
Характеристика результата
Опытный образец/опытная партия
Основные результаты:
ехнический результат заявленного изобретения - повышение качества получаемого покрытия. Технический результат достигается тем, что состав уплотнительного покрытия для модификации элемента статора энергетической турбины включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: нитрид бора - 2-5, поливиниловый спирт - 7-10, двуокись циркония, стабилизированную 7-9% оксидом иттрия - остальное до 100%. Полученный материал обладает высокой пористостью после напыления и не растрескивается с отслоением при врезании в условиях термоциклирования.
Новизна:
Принципиально новый результат
Область применения РИД:
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для получения уплотнительного покрытия методом газотермического напыления, например плазменного напыления, а также при производстве паровых или газовых турбин для обеспечения стабильности зазоров в сопряженных элементах проточной части турбины.
Форма представления сведений об объекте учета:
Патент
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности для получения уплотнительного покрытия методом газотермического напыления. Может использоваться при производстве паровых или газовых турбин для обеспечения стабильности зазоров в сопряженных элементах проточной части турбины. Уплотнительное покрытие для модификации элемента статора энергетической турбины содержит, мас.%: нитрид бора - 2-5, поливиниловый спирт - 7-10, стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония системы ZrO2-7-9% Y2O3 - остальное до 100%. Соотношение содержания нитрида бора к содержанию поливинилового спирта составляет 1:2. Обеспечивается повышение качества покрытия, высокая пористость без расслоений и трещин в покрытии. 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для получения уплотнительного покрытия методом газотермического напыления, например плазменного напыления, а также при производстве паровых или газовых турбин для обеспечения стабильности зазоров в сопряженных элементах проточной части турбины.
В настоящее время, ведущие мировые производители паровых турбин наиболее активно ведут исследования в направлении конструктивных решений уплотнений паровых турбин.
Уплотнительные или изнашиваемые покрытия применяются в газотурбинных двигателях в авиации, энергетике, газоперекачивающих агрегатах (ГПА) взамен вставок из уплотнительных материалов. Изнашиваемые покрытия снижают зазор между статором и ротором газогенератора (компрессор и турбина). Методом плазменного напыления уплотнительные покрытия делаются настолько податливыми, чтобы кромка лопатки или лабиринт легко врезались в их слой, однако, достаточно прочными, чтобы выдерживать напор газового потока при повышенных температурах.
Применение уплотняющих (прирабатываемых) покрытий в горячей части турбины газотурбинного двигателя (ГТД) позволяет заметно повысить КПД и тепловую мощность двигателя за счет уплотнения зазоров по периферийным торцам лопаток и по гребешкам лабиринтных уплотнений между ступенями по всей окружности вращения, сводя к минимуму износ дорогостоящих вращающихся лопаток ротора турбины. Основными требованиями к уплотнительным покрытиям в ГТД являются достаточная прочность, податливость при врезании лопаток лабиринтными выступами, антифрикционность, теплозащитные свойства, эрозионная стойкость и низкое сопротивление "выветриванию" рабочей поверхности (со стороны газового потока).
Из уровня техники известно, что истираемые уплотнения, нанесенные на стационарные кожуха газовых или паровых турбин, используются для того, чтобы позволить элементам вращающегося узла (например, оконечностям лопаток турбины или зубцам вала и т.п.) контактировать со статором без существенного повреждения или износа. Контакт между вращающимися элементами и истираемым уплотнителем приводит в результате к протертым канавкам в истираемом уплотнителе, создающим уплотненный зазор между этими двумя деталями. Примеры истираемых уплотнений описаны в патенте США №6547522 В2, опубликованном 15.04.2003.
Известен уплотнительный материал (АС №1767926 А1, 15.08.1994, С23С 4/06), включающий рабочий слой, содержащий диоксид циркония (ZrO2), стабилизированный 5-10 мас.% оксида иттрия (Y2O3), а также нитрид бора (BN) и/или графит (С) при следующем соотношении компонентов.
Недостатком данного технического решения является то, что порошковый материал, применяемый для получения данного уплотнительного покрытия, является механической смесью порошков, в которой частицы ZrO2 и BN (или BN+C) не связаны друг с другом, т.е. не скомпактированы в гранулы. В связи с тем, что BN является мелкодисперсным тугоплавким, инертным порошком, не образующим покрытия (в чистом виде), то в процессе напыления такого порошкового материала будет происходить его расслоение на составляющие компоненты, что приведет к потере BN в полученном покрытии.
Известен высокотемпературный композиционный материал для уплотнительного покрытия (Патент РФ №2303649 С2, 27.07.2007, С23С 4/10) - прототип, включающий нитрид бора и стабилизированный диоксид циркония. При этом композиционный материал содержит также нихромовое волокно длиной 3-5 мм, а стабилизированный диоксид циркония содержится в двух фракциях - диоксид циркония, стабилизированный 7% оксида иттрия, фракции 100-250 мкм и стабилизированный диоксид циркония активированной пылевидной фракции при следующем соотношении компонентов.
Недостатком данного технического решения является то, что в составе покрытия после нанесения данного материала присутствует оксид алюминия, который может приводить к дополнительному износу лопаток турбин.
Недостаток известных составов уплотнительных покрытий заключается в том, что материалы изготавливаются в виде механической смеси или путем добавления связующего, который после нанесения остается в покрытии, что может приводить к снижению ресурса статора и наведению дополнительных остаточных напряжений в уплотнительное покрытие.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является изготовление материала уплотнительного покрытия, в составе которого присутствует связующее вещество, которое при нанесении полностью выгорает.
Технический результат заявленного изобретения - повышение качества получаемого покрытия. Технический результат достигается тем, что состав уплотнительного покрытия для модификации элемента статора энергетической турбины включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: нитрид бора - 2-5, поливиниловый спирт - 7-10, двуокись циркония, стабилизированную 7-9% оксидом иттрия - остальное до 100%. Полученный материал обладает высокой пористостью после напыления и не растрескивается с отслоением при врезании в условиях термоциклирования.
Проведенные исследования показали, что при напылении данного состава плазменным напылением покрытие формируется с высокой пористостью - до 20%. Дальнейшее увеличении содержания поливинилового спирта пористость достигает своего предельного значения, после которого начинается расслоение покрытия.
В зависимости от твердости материала лопатки, который врезается в покрытие, подбирается содержание нитрида бора и поливинилового спирта. Оптимальным соотношением содержания нитрида бора к содержанию поливинилового спирта является 1:2.
Хеш-код депонирования:
ec545f6095d2effa906a062003e59fe93cad8ca23576721381a508c8a04d6a12
Источник поступления информации:
Портал edrid.ru
Showing 41-45 of 45 items.
12.11.2018
№218.016.9c60
Модель конвективного радиационного теплопереноса в рабочей зоне газогенераторной установки газификации твердых топлив для энергетики и промышленности
Программа предназначена для решения задач переноса массы, импульса и энергии в
рабочей зоне газогенераторной установки с учетом конвективного радиационного переноса
и может применяться в прикладных научных исследованиях с целью создания установок
газификации твердых топлив для энергетики и...
Тип: Программа для ЭВМ
Номер охранного документа: 2017615898
Дата охранного документа: 25.05.2017
12.11.2018
№218.016.9c61
Модель гетерогенного течения и тепломассопереноса водоугольной смеси в канале газогенераторной установки газификации твердых топлив для энергетики и промышленности
Программа предназначена для решения задач переноса массы, импульса и энергии в канале
газогенераторной установки и может применяться в прикладных научных исследованиях с
целью создания установок газификации твердых топлив для энергетики и промышленности,
а также в учебном процессе вузов....
Тип: Программа для ЭВМ
Номер охранного документа: 2017616146
Дата охранного документа: 01.06.2017
12.11.2018
№218.016.9c62
Модель конвективного теплопереноса в одиночной частице угольного топлива для целей создания установок газификации твердых топлив для энергетики и промышленности
Программа предназначена для решения задач конвективного тепломассопереноса в
одиночной частице угольного топлива и может применяться в прикладных научных
исследованиях с целью создания установок газификации твердых топлив для энергетики и
промышленности, а также в учебном процессе вузов....
Тип: Программа для ЭВМ
Номер охранного документа: 2017616145
Дата охранного документа: 01.06.2017
12.11.2018
№218.016.9c63
Модель конвективного тепломассопереноса в канале с пористой вставкой
Программа предназначена для решения задач конвективного тепломассопереноса в канале с
пористой вставкой и может применяться в прикладных научных исследованиях с целью
создания установок газификации твердых топлив для энергетики и промышленности, а
также в учебном процессе вузов. Программа...
Тип: Программа для ЭВМ
Номер охранного документа: 2017616242
Дата охранного документа: 02.06.2017
12.11.2018
№218.016.9c65
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2625552
Дата охранного документа: 14.07.2017
Showing 1-8 of 8 items.
02.11.2018
№218.016.99e4
Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры
Изобретение относится к машиностроению, в частности к покрытиям для восстановления и упрочнения запорной и регулирующей арматуры. Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры представляет собой двухслойную систему, состоящую из подслоя и основного слоя.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2530975
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e5
Состав присадочного материала
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при ремонте деталей паровых турбин.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2530978
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e6
Многослойное теплозащитное покрытие
Изобретение относится к многослойному теплозащитному покрытию на детали горячего тракта энергетических газотурбинных установок большой мощности. Многослойное теплозащитное покрытие включает основной металлический подслой, выполненный из сплава на основе никеля, верхний керамический теплозащитный...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2532646
Дата охранного документа: 28.06.2013
02.11.2018
№218.016.99e7
Способ получения защитного упрочняющего покрытия на деталях запорной арматуры
Изобретение относится к способу получения защитного упрочняющего покрытия на деталях запорной арматуры.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2543117
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e8
Способ ремонтной наплавки лопаток энергетических установок
Изобретение относится к способу ремонта лопаток энергетических установок. Способ включает подготовку поверхности лопатки.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2545877
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99e9
Способ защиты лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии
Изобретение относится к защите лопаток паровых турбин от парокапельной эрозии. Способ включает нанесение на лопатку защитного покрытия.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2545878
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99ea
Способ модификации элемента статора энергетической турбины
Изобретение относится к способу получения покрытия на поверхности элемента статора энергетических турбин.
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2545879
Дата охранного документа: 16.05.2013
02.11.2018
№218.016.99eb
Способ нанесения многослойного теплозащитного покрытия
Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к материалам для парогазовых установок на базе газотурбинных установок большой мощности и может быть использовано для защиты лопаток и других деталей газотурбинного двигателя от воздействия высоких температур, эрозионного износа и...
Тип: Патент
Номер охранного документа: 2545881
Дата охранного документа: 26.02.2013
