CN1328413C - 去除由金属或金属化合物构成的一构件的至少一层区的方法 - Google Patents

去除由金属或金属化合物构成的一构件的至少一层区的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1328413C
CN1328413C CNB028170555A CN02817055A CN1328413C CN 1328413 C CN1328413 C CN 1328413C CN B028170555 A CNB028170555 A CN B028170555A CN 02817055 A CN02817055 A CN 02817055A CN 1328413 C CN1328413 C CN 1328413C
Authority
CN
China
Prior art keywords
clean
out system
accordance
layer
district
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB028170555A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1549874A (zh
Inventor
诺伯特·切克
安德烈·约伊特
阿德里安·肯普斯特
拉尔夫·赖克
罗尔夫·威尔肯霍纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Di Fu Shen aluoyisi Co. Ltd.
Siemens AG
Original Assignee
Di Fu Shen Aluoyisi Co Ltd
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Di Fu Shen Aluoyisi Co Ltd, Siemens AG filed Critical Di Fu Shen Aluoyisi Co Ltd
Publication of CN1549874A publication Critical patent/CN1549874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1328413C publication Critical patent/CN1328413C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288Protective coatings for blades
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/30Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes using a layer of powder or paste on the surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005Repairing methods or devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/90Coating; Surface treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/90Coating; Surface treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于去除由金属和/或金属化合物构成的构件的至少一层区的方法。按照现有技术,在第一工作步骤中通过敷设一种熔化的物料或通过在大容积粉末床中加热来去除构件的腐蚀产物。这要求高温以及大的空间位置。本发明用于去除一构件(1)腐蚀产物的方法是,通过局部涂覆一种清洗剂(1)实现借助一种气态反应产物来去除腐蚀产物。

Description

去除由金属或金属化合物构成的一构件的至少一层区的方法
技术领域
本发明涉及一种用于去除由金属或金属化合物制成的构件的至少一层区的方法,其中,将一种多组分清洗剂以简单的方式涂覆在该构件上或该层区上,以便在对该带有清洗剂的构件作热处理后比较方便地将该层区去除或移走。
背景技术
当前流行的发电设备中,例如在燃气透平设备中,效率十分重要,因为由此可减少燃气透平设备的运行成本。提高效率、从而降低运行成本的一种可能方式是提高燃气透平内部燃气的进气温度。
出于此原因发展了陶瓷热防护层,将其涂覆在承受热负荷的、如由超级合金制成的但并不能持续地承受高进口温度的构件上。陶瓷热防护层由于其陶瓷特性提供了高热阻的优点,金属基材在此复合系统或叠层系统中提供的优点是具有良好的机械特性。
典型地在基材和陶瓷热防护层之间敷设了一层组分为MCrAlY(主要成分)的粘结剂层,其中M表示一种金属,如镍、铬或铁。
该MCrAlY层的组分可以变化,然而整个MCrAlY层尽管在其上面敷设了陶瓷层仍经受着由氧化、硫化、氮化或其他化学和/或机械作用而形成的腐蚀。
在这种情况下,MCrAlY层常常比金属基材更容易失效,即由基材和粘结剂层的复合系统的寿命将由MCrAlY层的寿命来确定。
MCrAlY中间层在较长时间使用后仅仅具有有限的工作效能,而与此相反基材仍然可以是完全高效的。
因此,要求对使用后效率降低的构件(如透平叶片、导向叶片或燃烧室部件)进行修整,其中必须去除被腐蚀的层或MCrAlY层区域,以便可以重新敷设新MCrAlY层和/或热防护层。利用所存在的、已使用过的基材会减少燃气透平设备的运行成本。
此时必须要注意到不改变透平叶片或导向叶片的设计,亦即要均匀地去除金属表面。
此外,不可以留下会在带有一MCrAlY层和/或一陶瓷热防护层的新涂覆层中成为故障源或会导致热防护层不良粘结的腐蚀产物。
去除腐蚀产物的方法在美国专利说明书US 6 217 668 A中公开。在这种方法中将被腐蚀的构件放置到一个大熔锅中,其中将该构件设置在一个带有一铝源的粉末床中。该熔锅必须局部封闭,然后在一个炉中进行加热。通过此加热过程将铝送给被腐蚀的构件,这样一来通过随后的酸处理将那些先前难以去除、即具有较高抗去除性的区域去除掉。
粉末床需要许多材料,熔锅在热处理期间要求在炉中占有很大空间。加热过程由于较大热容量需要持续时间较长。
另一种去除金属涂层表面层的方法由美国专利说明书US 6 036 995 A公开。在这种方法中铝源通过一种膏状物敷设在一被腐蚀的构件上。然而,必须对该带有膏状物的构件进行加热,直到铝熔化,从而可以发生铝扩散到构件中。该熔化的铝层难以去除,因为其十分牢固地附着在构件上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能克服上述缺点的去除被腐蚀表面层的方法。为解决上述技术问题采用权利要求1所描述的方法。
本发明的优点在于以简单的方式去除该构件的层区或腐蚀产物。在这种情况下,第一次可以用一局部可控制的方法实现气相浸渗材料的沉积,使得尽管是带有浸渗材料的气态化合物,但其不会浸渗到那些应当保留而不进行处理的区域。
通过从属权利要求中说明的方法步骤可以对权利要求1所述方法作出优选的进一步发展和改进。
在本发明方法的一个中间步骤中,在涂覆清洗剂前,优选在该构件或层区上至少对腐蚀产物或其他如透平叶片的热防护层那样的区域进行粗去除,因为由此可使随后的方法步骤简单了,缩短了时间,从而减少了成本。
去除可以通过如喷砂、喷水、喷干冰那样的机械方法和/或通过如酸处理那样的化学方法来完成。
如果使清洗剂至少局部附着在该构件上,则可以以有利的方式,如对前后侧同时采用本发明的方法,来去除腐蚀产物。
将清洗剂附着在该构件上可以优选这样来完成:该清洗剂具有膏状稠性,例如该清洗剂包含一种粘结剂。
该清洗剂还可以与一种带有或不带粘结剂的液体载体相混合,将其刷在构件上;或者通过将构件浸没在流动的液体和清洗剂构成的混合料中使构件涂覆清洗剂。清洗剂还可以优选为局部地涂覆在该构件上,因为未被腐蚀的区域不需要涂覆清洗剂,从而可节省清洗剂。
于是也不再需要那种为在如大面积涂覆(粉末床、等离子喷镀涂、流动的铝熔液)时对无需用清洗剂涂覆的区域起保护作用的掩膜。
清洗剂的涂覆优选在腐蚀产物附近完成,因为由此可使该清洗剂中的至少一种组分在热处理期间具有短的扩散行程。
该清洗剂例如以一薄层涂覆在该构件上,从而使得相对于将该构件埋没在粉末床来说所耗费的材料明显减少。此外,无熔锅的热处理意味着,不需要在炉中为大容积的熔锅留出空间,从而可以在一个炉循环内放置较多的构件,这降低了作业成本。
省去和减少熔锅及清洗剂意味着总体上必须加热的物料明显减少了。
通过如酸处理的去除方法去除了未腐蚀构件的表面。然而腐蚀在该构件上形成了不易被酸处理去除或清除(即耐去除)的区域和/或腐蚀产物。这在作为去除方法的酸处理中导致了不希望出现的对腐蚀或失效构件的不均匀去除。
由本发明方法在待去除层区即该构件的耐去除区所形成的至少一个消耗区,导致因失效而变得耐去除的区域可与未失效构件的材料一样被去除,或者减小了未失效层区本来就存在的较强的耐去除性。
于是可以实现将该构件被腐蚀的和未腐蚀的材料均匀地去除。
优选该消耗区在MCrAlY层具有一种金属浸渗组分,优选为铝、铝化合物或一种铝合金。
该清洗剂还包含有优选为金属络合物形式的金属组分。因而,排除了例如金属粉末与载体介质或活化剂的混合物。
浸渗组分必须至少局部地从清洗剂中出来扩散到该构件中。这优选按下述方式实现:浸渗组分以气态敷设在该构件上。气态化合物通过与活化剂的反应产生,其中浸渗组分优选为不熔化的,这样降低了作业温度,从而降低了作业成本。
优选将卤素化合物(如与铝生成氯化铝的氯化铵)用作价格低廉、且可方便使用的活化剂。
气态化合物的生成可以控制,其中优选将清洗剂与一种如氧化铝的载体介质混合,这样一来气体的生成可以控制,且是均匀的。该方法优选适用于叠层系统,例如一个由一金属基材、一MCrAlY层和一敷设在其上的陶瓷热防护层构成的透平叶片。
在该MCrAlY层上的腐蚀产物会在该腐蚀产物(Al2O3)下方造成该MCrAlY层贫铝,因而该层不易进行酸处理。如果清洗剂所包含的一种金属组分为铝,则按照本发明的方法铝会再次富集到该MCrAlY层中此时还处于贫铝的区域,从而通过酸处理使该区域象MCrAlY层那样被溶解,这样一来,位于该区域上的腐蚀产物被随同溶解掉。
利用本发明的方法可以有利地将不易去除的层区去除掉,或者将失效区(例如在被腐蚀构件上形成一层腐蚀产物的区域)去除掉,还可将位于该被腐蚀构件表面下方的腐蚀产物去除掉。
在进行一段时间热处理后,该构件上位于构件表面附近的清洗剂区域会缺少至少一种浸渗组分。因而在消耗区足够大时,也就是在MCrAlY层中贫铝区再次富集足够的铝时,结束热处理。如果还未到达这种情况,将清洗剂去除,对构件进行高温处理,其中优选允许那些已通过扩散存在于构件中的清洗剂浸渗组分经扩散进入到该构件深处,从而以有利的方式加大了深处的消耗区或消耗层。
高温处理的最佳温度高于热处理的温度,最高可达该构件的扩散退火温度。
附图说明
下面结合附图对本发明方法的具体实施方式作详细说明:
图1是一个被腐蚀的金属构件;
图2是一个其上敷设了一种包含有一金属组分的清洗膏的构件,该金属成分通过另一个方法步骤侵入到该腐蚀区(图3),这样才可能将该构件的被腐蚀区去除(图4);
图5、6示出了一个叠层系统,其中的一层具有一些被腐蚀区;
图7示出了一个叠层系统;图8则示出了该叠层系统的一层中的失效区域,该区域借助本发明的方法来去除(图9)。
图10示出了一个带有一失效区的基材,该失效区借助本发明的方法来去除(图11);
图12示出了一个带有一层铬层的叠层系统,该铬层借助本发明的方法来去除(图13)。
具体实施方式
图1示出了一种由金属、一种金属合金或一种金属化合物制成的构件1,该构件在一表面7上具有外露的腐蚀产物4和/或在该构件1的内部具有内部腐蚀产物5,它们例如存在于彼此分开的区域。外露的腐蚀产物4也可能彼此相连接,或者存在于整个表面7,即形成一腐蚀层。
构件1可以是整块的,或者是一复合系统或叠层系统16的一层或一个区域(图5、6)。该腐蚀产物4、5在该构件1的使用期间形成,且对于该构件的继续使用来说是不希望的,必须去除。这常常通过在一酸洗池中进行处理来实现。
然而,该构件1的材料、失效区和腐蚀产物4、5在酸洗池中具有不同的反应能力。在酸洗池中不同的溶解性能是由腐蚀产物4、5的不同溶解性能引起的,或者因为构件1材料的原始成分已经改变(图5、6),例如因为该腐蚀产物4、5在该腐蚀产物4、5周围的区域中从该构件1的一个区域中(所谓的贫化区)取走了一种组分。因而导致一种不均匀的去除,或导致未去除腐蚀产物或贫化区的材料。
本发明的方法可以将腐蚀产物连同构件1的材料完全、且均匀地去除。
此时,例如可以在第一方法步骤中通过机械方法(如喷砂)和/或化学手段(如酸洗池)将腐蚀产物或其他区域进行粗去除。
在下一个步骤中,将一种多组分清洗剂10涂覆在已被腐蚀的构件1上,尤其是在出现腐蚀产物4、5的区域,在本例中该区域是耐去除的区域(图2),即层区52。待去除的层区52用虚线表示,其包含了所有的腐蚀产物4、5。
清洗剂10至少包含一种浸渗组分13,它在热处理时与该清洗剂10的至少一种活性成分反应生成至少一种气态化合物。
通过气态化合物使浸渗组分13与构件1相接触或沉积在那里,且在该构件1的材料内部生成例如一浸渗层。由该浸渗层或直接由该气态化合物使浸渗介质扩散进入到带有腐蚀产物4、5的区域。然后,此浸渗组分13至少局部存在于带有腐蚀产物4、5的区域中。
这样形成的区域,即所谓的消耗区25(图3)与构件1的材料一起例如可以由一酸洗池均匀地去除。待去除的层区52用一虚线来表示。该待去除的层区52包含了所有的腐蚀产物,但是可以到达比最深的腐蚀产物5更深的位置。
通过酸处理减小了构件1的厚度,由厚度d(图3)减小到一个较小的厚度d′(图4)。
图4示出了一个用本发明的方法处理过的、不再带有内部和外露腐蚀产物4、5的构件1。
至少一种浸渗组分的材料的选择取决于构件1材料和/或腐蚀产物4、5的组成。
活化组分的作用是将浸渗组分带送到该部件的表面7。这是通过活化组分与浸渗组分可以生成一种可沉积在构件1表面7上的气态化合物来实现的。为此例如考虑采用卤素化合物。
至于涂覆清洗剂的方法可参考美国专利说明书US 6 217 668 A,该专利说明书记载的内容应当属于本说明书公开的一部分。
图5示出了一种叠层系统16形式的构件1,其例如由透平叶片或导向叶片构成。
叠层系统16在这种情况下由一基材19、例如一种基本组成为Ni3Al的超合金构成。在该基材19上涂覆了一层例如带有组分MCrAlY的涂层,其中M表示一种化学元素Cr、Ni或Fe。这种所谓的MCrAlY层形成一种腐蚀防护层,它还作为一种用作图中未示出的涂覆在该层22之上的陶瓷防护层的粘结剂层。
在使用该叠层系统16期间,MCrAlY层22会发生例如氧化、氮化或硫化,即失效现象,从而在该层22中形成带有腐蚀产物4、5(未示出)的区域。
这些腐蚀产物4、5形成一至少部分存在于该构件16的表面之中或之上或之下的层。
这些腐蚀产物4,例如氧化铝或其他铝化合物从MCrAlY层22中取走了铝,从而在带有腐蚀产物4的区域周围、且主要在腐蚀产物之下方,即朝着基材19的方向至少形成一个属于贫铝的MCrAlY层消耗区25。在本例中所述贫铝区为耐去除区,即层区52。待去除的层区52用虚线来表示,且包含所有的腐蚀产物4、5或整个层22。
此MCrAlY层也可能贫铬(Cr),因此浸渗组分13例如具有元素Al和/或Cr。
浸渗组分13还可以包含其他金属,如钴,或者含有钴元素或其组合物。
不仅该腐蚀产物4、而且该消耗区25在酸洗池中相对于层22的材料(即MCrAlY)来说具有较高的耐酸性。
在第一方法步骤中,可以通过机械方法(如喷砂)和/或化学手段(如酸洗池)来实现对陶瓷防护层、腐蚀产物或其他区域的粗去除。
通过涂覆带有金属组分13的清洗剂10和随后的加热,金属组分13(在本例中包含有铝)不仅扩散到带有腐蚀产物4的区域,还扩散到消耗区25,从而在那里存在至少一种金属组分13。这样,首先通过富集金属组分13,然后在对叠层系统16进行酸处理时可将该层22(MCrAlY)均匀地去除掉一确定的层厚。
该清洗剂10还可以具有多金属组分13(Al、Cr),如果这对于腐蚀产物或贫消耗区25的组成来说是必需的话。
金属组分13例如与至少一种如氧化铝或硅酸铝那样的载体介质相混合。该清洗剂10还可以包含有金属络合物形式的金属组分13。
同样,清洗剂10具有至少一种活化剂,例如一种卤素化合物,例如氯化铵(NH4Cl)的形式。
在对带有清洗剂10的构件1进行热处理时,作为金属组分13的铝与卤素化合物反应生成一种气态化合物。这在氯化铵的例子中为氯化铝。该气态化合物侵入到至少一个消耗区25,更确切地说通过例如形成一浸渗层(图6)可以将铝扩散到构件1中。因此,金属组分13不一定要被熔化。但也可以使该气态化合物只有在高于至少一种浸渗组分熔点的温度下才形成,例如出现升华。
在氟化铝的例子中,浸渗组分13和活化组分包含在一种化合物中(例如AlF3)。在热处理时生成一种气态化合物氟化铝(AlF)。
热处理可以在真空中或在保护气氛氢气和/或氩气中完成。
除了金属组分13、载体介质和活化剂外,清洗剂还可以包括一种如有机粘结剂(羧基异丁烯酸Carboxyl Methacrylat、羧基甲基纤维素CarboxylMethylcellulose或类似化合物),从而清洗剂具有一种膏状或浆状稠度,允许将其很好地敷设在被腐蚀的构件1上,且由于其粘结性可以粘附在该构件1、16上。
还可以用一种液体来制造一种将构件1浸没的可浇注的清洗剂混合料,其中该清洗剂在液体变干后保留粘附在该构件1的表面7上。
本发明不局限于上述涂覆方法。
在对带有清洗剂10的构件1进行了一确定的热处理持续时间之后,位于该清洗剂10朝向表面7的区域中的金属组分13的浓度减小了。仅仅还有微不足道的一些金属组分13或者在极端情况不再有金属组分可以从此区域扩散到构件1中。进一步希望金属组分13较深地侵入到构件1的深处仅仅通过已扩散进入的金属组分13的进一步扩散来完成。然而,构件1较长时间地保持在较高的温度会导致,金属组分13借助该气态化合物从清洗剂10的表面11到达构件1上那部分未涂覆清洗剂10并且也不希望有金属组分13或反应产物侵入的表面8。
因而,在这种情况下在一段热处理持续时间后将清洗剂10去掉,仅仅在没有清洗剂10对构件1进行高温处理的条件下,通过已扩散进入构件1的金属组分13的进一步扩散实现所希望的进一步侵入到构件1的深处。这种高温处理例如通过对构件1进行扩散退火来实现。
去除清洗剂10毫无困难,因为金属组分13未被熔化。
清洗剂10可以局部地(尤其在耐去除区)、大面积地或全面涂覆在构件1、16上。
参数实例:
层材料:MCrAlY,
腐蚀产物在层内深度:150μm(贫铝区),
涂敷清洗剂10,在925℃时热处理2小时,得到深度直到80μm的消耗区25,
在去除清洗剂后在1120℃进行最多20小时的高温处理:消耗区25深度为150μm。
高温处理的持续时间或温度可以根据校准曲线(扩散深度与时间和温度的函数关系曲线)与构件中腐蚀产物的空间尺寸相适配。
在涂敷清洗剂10后,可以在加热前涂覆一掩膜层,其阻止金属组分13从清洗剂10的表面11经该气态化合物到达构件1上那部分未涂覆清洗剂10和不希望金属组分13侵入的表面8。这样,可以将清洗剂10保留在构件1上,完成热处理,以达到上面所描述的效果。
本发明不仅仅局限于燃气透平的部件,而是对于那些至少具有一层如防氧化、防酸、防腐蚀保护层的构件也起到相同的作用。
同样本发明也不仅仅局限于那些不具有涂层但又必须去除其腐蚀产物的构件,如化学工业中的反应容器。
图7示出了一个由一基材19(例如镍基超级合金)、一中间层(尤其是一MCrAlY层28)和一热防护外层31构成的叠层系统16。该叠层系统在机械负荷和热负荷作用下失效,且应当为重新使用再制造(修整)。因而,热防护层31例如通过喷砂来去除。这可以用机械手段方便地完成,因为热防护层31多半是陶瓷层,即易碎的层。所述至少一个中间层28是金属化层,难以用机械手段去除。
图8示出了热防护层31已被去除、且将中间层28放大表示的叠层系统16。该中间层28作用已失效。在此情况下,失效是指生成了腐蚀产物,即生成了氧化物、氮化物或硫化物,或者指发生了相离析,如铝相43的凝结或由于扩散而形成的浓度结构改变。因而,对中间层28可看到如下情况(但不是必定的):在其上敷设有热防护层31的第一区34中存在着由于与一反应介质接触和反应而出现的外腐蚀产物4和内腐蚀产物5。
在向着基材19的方向紧接着第一区34的第二区37中,例如不存在腐蚀产物,但是由于因热负荷引起的扩散使铝或铝相或其他元素凝结。
紧接着第二区37的是位于基材19和第二区37之间的第三区40。在第三区中,中间层28的浓度由于有元素扩散到基材中相对于其最初组成成分发生了变化。在中间层为MCrAlY和基材为镍铝超合金的情况,该元素例如是铝,其在MCrAlY层中的浓度高于基材19中的浓度,因而由于浓度差而向着基材扩散。这样,例如整个中间层28失效了,该中间层成了待去除的层区52。
但是,也可能是仅仅第一区34和第二区37失效了,而第三区40表现出绝对未失效现象。尽管如此,第三区也可能通过浸渗介质的浸渗成为消耗区25的一部分,因而要被去除。
借助图1至图6所描述的本发明方法,通过使浸渗介质13扩散进入到整个中间层28,直到靠近基材19(图9),去除整个中间层28。中间层28的去除如同已在上面所描述的那样完成。
图10示出了一基材19,例如一透平叶片的镍基超合金,其通过使用在一失效的靠近表面的区域内46发生了失效。该区域成为待去除的层区52。此失效区46例如是通过腐蚀或者通过元素扩散进入到基材19或者元素从基材19反向扩散到置于其上的层或基材的上部层区而形成。
借助于本发明的方法将一种浸渗介质13送入到失效区46,使失效区46变成一消耗区25,并由此可完全而方便地去除(图11)。但是,至少包括该失效区的待去除的层区52也可以加大。
可以用本方法去除的层不一定是失效的。例如,图12示出了一个由一基材19和一层例如未失效铬层49构成的叠层系统16,该铬层是待去除层区52,因为含铬层或铬层相对于化学去除方法来说具有高的耐去除性。
然而应用例子不局限于铬层,该铬层也可以例如因为腐蚀而失效。该层49难以用如酸冲刷(S_urestrippen)那样的普通方法来去除。
借助于本发明的方法允许将浸渗介质13侵入到该层49中,由此可用普通的如酸冲刷方法方便地将该层49去除(图13),因为减小了耐去除性。
如果基材19也局部失效,则可以通过热处理使浸渗组分13侵入到基材中,或者通过高温处理期间基于扩散而扩大的区域54来加大消耗区25。

Claims (26)

1.一种用于去除一构件(1)的至少一层区(52)的方法,该构件由金属和/或至少一种金属化合物构成,该方法包括下述步骤:
-将一种多组分清洗剂(10)局部地涂覆到该被腐蚀的构件(1)的一表面(7)上,其中,该清洗剂(10)包含至少一种可扩散到该构件(1)层区(52)中的浸渗组分(13)和至少一种活化组分,并且所述清洗剂(10)具有一种膏状稠性,
-通过对该涂覆有清洗剂(10)的构件(1)进行热处理,使得所述至少一种浸渗组分(13)和至少一种活化组分生成至少一种气态化合物,
-通过基于热处理所生成的所述至少一种气态化合物与该构件(1)接触,至少局部地在该构件(1)的待去除层区(52)中形成至少一个消耗区(25),由此至少减小迄今较难去除的层区的耐去除性,
-去除该带有至少一个消耗区(25)的待去除层区(52)。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述清洗剂(10)至少局部附着在所述构件(1)上。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述至少一个消耗区(25)至少局部地由所述构件(1)上具有至少一种浸渗组分(13)的区域形成。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述清洗剂(10)具有至少一种由一金属或一金属合金或一含金属的组分(13)构成的金属组分(13)作为至少一种浸渗组分(13)。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述至少一种浸渗组分(13)可直接由气相或在所述构件(1)上沉积后通过扩散侵入到该构件(1)中。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:对涂覆有所述清洗剂(10)的所述构件(1)进行热处理的温度低于所述至少一种浸渗组分(13)的最低熔点。
7.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述清洗剂(10)包含有一种卤素化合物来作为至少一种活化组分。
8.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:所述金属组分(13)由铝构成或所述含金属的组分(13)包含有铝。
9.按照权利要求1或3所述的方法,其特征在于:所述至少一个消耗区(25)至少局部具有铝或铝化合物。
10.按照权利要求1、2、4或7所述的方法,其特征在于:所述清洗剂(10)具有至少一种载体来作为其他组分。
11.按照权利要求10所述的方法,其特征在于:所述载体是氧化铝。
12.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述清洗剂(10)具有至少一种用于形成该清洗剂(10)膏状稠性的粘结剂来作为另一种组分。
13.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述构件(1)是一个带有至少一相当于待去除层区(52)的层(22)的叠层系统(16),尤其是一种有覆盖层的透平叶片。
14.按照权利要求13所述的方法,其特征在于:所述层(22)是一MCrAlY层。
15.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于:将所述构件(1,16)的表面(7)中的外露腐蚀产物(4)去除。
16.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于:将所述构件(1,16)的表面(7)下方的内部腐蚀产物(5)去除。
17.按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于:在一个中间步骤中,在所述热处理之后将所述清洗剂(10)去除。
18.按照权利要求17所述的方法,其特征在于:在一个中间步骤中,通过高温处理将所述构件(1)深处的至少一个消耗区(25)加大。
19.按照权利要求18所述的方法,其特征在于:所述高温处理的温度至少局部高于所述热处理的温度。
20.按照权利要求4或19所述的方法,其特征在于:所述高温处理的温度可以使所述构件(1)实现扩散退火。
21.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述清洗剂(10)涂覆在所述构件(1)中有腐蚀产物(4,5)的区域的表面(7)上。
22.按照权利要求1、5或6所述的方法,其特征在于:所述气态化合物在所述构件(1)中产生一层至少部分由至少一种浸渗组分(13)构成的浸渗层。
23.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述层区(52)包含有腐蚀产物(4,5)。
24.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述层区(52)至少区域性地失效。
25.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述层区(52)通过化学元素从该层区(52)扩散出来或扩散到该层区(52)中而至少区域性地失效。
26.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述层区(52)是一层铬层或含铬层。
CNB028170555A 2001-10-01 2002-05-17 去除由金属或金属化合物构成的一构件的至少一层区的方法 Expired - Fee Related CN1328413C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01123593A EP1298230A1 (de) 2001-10-01 2001-10-01 Verfahren zur Entfernung von Schichtbereichen eines Bauteils aus Metall
EP01123593.4 2001-10-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1549874A CN1549874A (zh) 2004-11-24
CN1328413C true CN1328413C (zh) 2007-07-25

Family

ID=8178822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028170555A Expired - Fee Related CN1328413C (zh) 2001-10-01 2002-05-17 去除由金属或金属化合物构成的一构件的至少一层区的方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7138065B2 (zh)
EP (2) EP1298230A1 (zh)
JP (1) JP2005504179A (zh)
CN (1) CN1328413C (zh)
DE (1) DE50202441D1 (zh)
WO (1) WO2003029521A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1298230A1 (de) * 2001-10-01 2003-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Entfernung von Schichtbereichen eines Bauteils aus Metall
EP1367144A1 (de) * 2002-05-29 2003-12-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Entfernung von zumindest einem Teilbereich eines Bauteils aus Metall oder einer Metallverbindung
EP1676938A1 (de) * 2004-12-30 2006-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Bauteils einer Turbine und ein Bauteil einer Turbine
EP1870485A1 (de) * 2006-06-22 2007-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Zusammensetzung und Verfahren zur Metallisierung eines Bauteils
EP1870497A1 (de) * 2006-06-23 2007-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum elektrochemischen Entfernen einer metallischen Beschichtung von einem Bauteil
EP1890004A1 (de) 2006-08-08 2008-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Nutzschicht aus wiederverwendetem Schichtmaterial
DE102006044416A1 (de) * 2006-09-18 2008-03-27 Siemens Ag Verfahren zum elektrochemischen Be- oder Entschichten von Bauteilen
DE102008004559B4 (de) * 2007-01-23 2017-03-16 General Electric Technology Gmbh Verfahren zum Bearbeiten eines thermisch belasteten Bauteils
WO2009036776A1 (de) 2007-09-13 2009-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Korrosionsbeständiges druckbehälterstahlerzeugnis, ein verfahren zur herstellung desselben und eine gasturbinenkomponente
DE102013111854A1 (de) * 2013-10-28 2015-05-21 Aixtron Se Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen an den Wänden einer Prozesskammer
CN106757044B (zh) * 2016-12-21 2018-12-14 中国南方航空工业(集团)有限公司 一种空心叶片内腔低熔点合金清理方法
PL429832A1 (pl) * 2019-05-05 2020-11-16 Żrodowski Łukasz Sposób wytwarzania addytywnego trójwymiarowych obiektów
CN115595581B (zh) * 2022-11-10 2024-04-26 上海电气燃气轮机有限公司 一种服役后热部件粘接层的去除方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6042879A (en) * 1997-07-02 2000-03-28 United Technologies Corporation Method for preparing an apertured article to be recoated
US6217668B1 (en) * 1991-07-29 2001-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Refurbishing of corroded superalloy or heat resistant steel parts

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3544348A (en) 1968-10-25 1970-12-01 United Aircraft Corp Overhaul process for aluminide coated gas turbine engine components
US3622391A (en) 1969-04-04 1971-11-23 Alloy Surfaces Co Inc Process of stripping aluminide coating from cobalt and nickel base alloys
US4004047A (en) * 1974-03-01 1977-01-18 General Electric Company Diffusion coating method
US4526814A (en) * 1982-11-19 1985-07-02 Turbine Components Corporation Methods of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt, and iron base alloys
US4724172A (en) 1983-12-29 1988-02-09 Sermatech International, Inc. Thick coating compositions
US4566939A (en) 1985-01-25 1986-01-28 Avco Corporation Surface preparation of nickel base alloys for brazing
US4933239A (en) 1989-03-06 1990-06-12 United Technologies Corporation Aluminide coating for superalloys
DE69109077T2 (de) 1991-01-31 1995-12-14 Gen Electric Aluminisieren von Gegenständen, geschützt durch ein thermisch gesperrtes Überzugssystem.
US5254413A (en) 1991-01-31 1993-10-19 General Electric Company Method for repair and restoration of a ceramic thermal barrier-coated substrate by providing an intermetallic coating
GB9210683D0 (en) 1992-05-19 1992-07-08 Rolls Royce Plc Multiplex aluminide-silicide coating
EP0713957A1 (en) * 1994-11-25 1996-05-29 FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO Method of repairing the coating of turbine blades
US5728227A (en) * 1996-06-17 1998-03-17 General Electric Company Method for removing a diffusion coating from a nickel base alloy
US6022632A (en) * 1996-10-18 2000-02-08 United Technologies Low activity localized aluminide coating
US6036995A (en) 1997-01-31 2000-03-14 Sermatech International, Inc. Method for removal of surface layers of metallic coatings
US6110262A (en) * 1998-08-31 2000-08-29 Sermatech International, Inc. Slurry compositions for diffusion coatings
US6203847B1 (en) * 1998-12-22 2001-03-20 General Electric Company Coating of a discrete selective surface of an article
US6199276B1 (en) * 1999-08-11 2001-03-13 General Electric Company Method for removing a dense ceramic thermal barrier coating from a surface
US6560870B2 (en) * 2001-05-08 2003-05-13 General Electric Company Method for applying diffusion aluminide coating on a selective area of a turbine engine component
EP1298230A1 (de) * 2001-10-01 2003-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Entfernung von Schichtbereichen eines Bauteils aus Metall

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217668B1 (en) * 1991-07-29 2001-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Refurbishing of corroded superalloy or heat resistant steel parts
US6042879A (en) * 1997-07-02 2000-03-28 United Technologies Corporation Method for preparing an apertured article to be recoated

Also Published As

Publication number Publication date
EP1432847B1 (de) 2005-03-09
EP1298230A1 (de) 2003-04-02
US7429337B2 (en) 2008-09-30
CN1549874A (zh) 2004-11-24
US7138065B2 (en) 2006-11-21
JP2005504179A (ja) 2005-02-10
EP1432847B8 (de) 2005-06-29
US20040244817A1 (en) 2004-12-09
DE50202441D1 (de) 2005-04-14
US20070023392A1 (en) 2007-02-01
EP1432847A1 (de) 2004-06-30
WO2003029521A1 (de) 2003-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1328413C (zh) 去除由金属或金属化合物构成的一构件的至少一层区的方法
EP0837153B1 (en) Low activity localized aluminide coating
KR101523099B1 (ko) 슬러리 확산 알루미나이드 코팅 조성물 및 방법
EP0879900B1 (en) Composition for providing a coating on an airfoil and a process for forming the coating
CA1222719A (en) Methods of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt and iron base alloys
CA2227873C (en) Method for removal of surface layers of metallic coatings
US6465040B2 (en) Method for refurbishing a coating including a thermally grown oxide
JP4615677B2 (ja) 拡散アルミニド皮膜の厚さ及びアルミニウム含量を制御する方法
JPH0788564B2 (ja) 超合金基体上への白金−ケイ素−添加拡散アルミニド被膜の形成法
JP2007138934A (ja) コーティング基体形成方法およびストリッピング方法
US6299935B1 (en) Method for forming a coating by use of an activated foam technique
US5693368A (en) Low temperature chemical vapor deposition method for cleaning substrate and depositing protective coating
US7700154B2 (en) Selective aluminide coating process
JPH01100269A (ja) 寿命を改善した金属被覆
US5912050A (en) Method for chromizing small parts
JPH04337081A (ja) 熱障壁被膜系によって保護されている物品のアルミニウム化処理
US4139673A (en) Surface-coated blast furnace tuyere made of copper or copper alloy and method of surface-coating the same
CA1173305A (en) Surface treatment method of heat-resistant alloy
JP2008179883A (ja) 物品の修復又は再生法並びに修復又は再生物品
JP2001259823A (ja) 金属管内周面への被覆層形成方法
Malik et al. Coating of Engine Exposed and Repaired Turbine Parts--Implications and Problems
JPS62151580A (ja) 表面被覆処理鋼管の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: DIFUSHEN ALUOYISI CO.,LTD.

Effective date: 20050715

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20050715

Address after: Munich, Germany

Applicant after: Siemens AG

Co-applicant after: Di Fu Shen aluoyisi Co. Ltd.

Address before: Munich, Germany

Applicant before: Siemens AG

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070725

Termination date: 20120517