Результат интеллектуальной деятельности: Состав уплотнительного покрытия для модификации элемента статора турбины

Вид РИД

Патент

Юридическая информация Юридическая информация Свернуть Развернуть

Авторы

Скрыто правообладателями

Правообладатели

ООО "ТСЗП"

№ охранного документа

2530974

Дата охранного документа

15.05.2013

Статус

Действует

Дата окончания действия пошлины

16.05.2033

Вид патента

Изобретение

Краткое описание РИД Краткое описание РИД Свернуть Развернуть

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

Развернутое описание Развернутое описание Свернуть Развернуть

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

Реферат Реферат Свернуть Развернуть

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

Авторы
Правообладатели

Показаны записи 1-10 из 45.

01.11.2018

№218.016.996f

Теплофикационная паротурбинная энергоустановка с автономным ротором цилиндра низкого давления, соединенным с отдельным электрогенератором

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована при разработке новых и реконструкции действующих теплофикационных паротурбинных энергоустановок. Теплофикационная паротурбинная энергоустановка, цилиндр низкого давления ЦНД 4 которой выполнен с возможностью отключения...

Тип: Патент

Номер охранного документа: 129994

Дата охранного документа: 10.07.2013