DE102005015153B4 - Method for repairing or renewing cooling holes of a coated component and coated component with cooling holes of a gas turbine - Google Patents

Method for repairing or renewing cooling holes of a coated component and coated component with cooling holes of a gas turbine Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Reparieren oder Erneuern von Kühllöchern (5) einer beschichteten Komponente (1) einer Gasturbine, mit folgenden Schritten: – Entfernen wenigstens einer alten Beschichtung (3, 4) von einer Außenseite (2) der Komponente (1) zumindest in einem das Kühlloch (5) einfassenden Lochbereich (12), wobei das Kühlloch (5) zumindest nach dem Entfernen der wenigstens einen alten Beschichtung (3, 4) zumindest in einem an die Außenseite (2) der Komponente (1) anschließenden Längsabschnitt (11) einen Alt-Querschnitt (13) aufweist, der größer ist als ein Soll-Querschnitt (6), den das Kühlloch (5) in einem ursprünglichen Neuzustand der fertigen Komponente (1) in diesem Längsabschnitt (11) aufweist, – Anbringen wenigstens einer neuen Beschichtung (3', 4') auf die Komponente (1) zumindest im Lochbereich (12) und zumindest im Längsabschnitt (11) des Kühllochs (5), derart, dass das Kühlloch (5) zumindest im Längsabschnitt (11) und/oder im Lochbereich (12) einen Zwischen-Querschnitt (16) aufweist, der kleiner ist als der Soll-Querschnitt (6), – teilweises Entfernen der wenigstens einen neuen Beschichtung (3', 4') innerhalb des Kühllochs (5) mit einem Laser-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlloch (5) zumindest im Längsabschnitt (11) und/oder im Lochbereich (12) einen Neu-Querschnitt (18) aufweist, der etwa gleich groß ist wie der Soll-Querschnitt (6), dass das Laser-Verfahren als Laser-Abtrag-Verfahren ausgestaltet ist und mit Pulsfrequenzen im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz arbeitet.Method for repairing or renewing cooling holes (5) of a coated component (1) of a gas turbine, comprising the following steps: - removing at least one old coating (3, 4) from an outside (2) of the component (1) at least in one cooling hole (5) enclosing hole region (12), wherein the cooling hole (5) at least after the removal of the at least one old coating (3, 4) at least in one of the outer side (2) of the component (1) adjoining longitudinal portion (11) an alt -Cross-section (13) which is greater than a desired cross-section (6), the cooling hole (5) in an original new state of the finished component (1) in this longitudinal section (11), - attaching at least one new coating ( 3 ', 4') on the component (1) at least in the hole region (12) and at least in the longitudinal section (11) of the cooling hole (5), such that the cooling hole (5) at least in the longitudinal section (11) and / or in the hole area (12) an intermediate Que partial removal of the at least one new coating (3 ', 4') within the cooling hole (5) with a laser method, characterized in that the Cooling hole (5) at least in the longitudinal section (11) and / or in the hole region (12) has a Neu-cross section (18) which is about the same size as the desired cross-section (6) that the laser method as laser ablation Method is designed and operates with pulse frequencies in the range of 1 kHz to 100 kHz.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reparieren oder Erneuern von Kühllöchern einer beschichteten Komponente einer Gasturbine.The present invention relates to a method for repairing or renewing cooling holes of a coated component of a gas turbine.

Komponenten von Gasturbinen, wie zum Beispiel Laufschaufeln, Leitschaufeln, Hitzeschild-Elemente oder andere gekühlte Teile, enthalten häufig Hohlräume, die zur Verteilung von Kühlluft auf eine Vielzahl von Kühllöchern in einer Wand der jeweiligen Komponente dienen. Diese Kühllöcher führen die Kühlluft an eine den heißen Arbeitsgasen der Gasturbine ausgesetzte äußere Oberfläche. Derartige Komponenten sind üblicherweise mit einer Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht versehen, die auch als Basisbeschichtung bezeichnet werden kann. Zusätzlich können die Komponenten auch mit einer Hitzeschutzschicht versehen sein, die einer thermischen Isolation der Komponente dient. Im Betrieb der Gasturbine kommt es dabei häufig zu einem Abbau der Beschichtung beziehungsweise der Beschichtungen, bevor die beschichtete Komponente selbst angegriffen wird. In der Folge müssen zumindest einmal während der Lebenszeit der jeweiligen Komponente die Basisbeschichtung und gegebenenfalls die Hitzeschutzschicht entfernt und neu aufgetragen werden.Components of gas turbines, such as blades, vanes, heat shield elements, or other cooled parts, often contain voids which serve to distribute cooling air to a plurality of cooling holes in a wall of the respective component. These cooling holes lead the cooling air to an outer surface exposed to the hot working gases of the gas turbine. Such components are usually provided with an oxidation and / or corrosion protection layer, which may also be referred to as a base coat. In addition, the components may also be provided with a heat protection layer which serves to thermally insulate the component. During operation of the gas turbine, degradation of the coating or coatings often occurs before the coated component itself is attacked. As a result, at least once during the lifetime of the respective component, the base coat and, if necessary, the heat protection layer must be removed and reapplied.

Beim Auftragen einer neuen Beschichtung sind jedoch die vorhandenen Kühllöcher problematisch. Während bei der Herstellung einer neuen Komponente die Kühllöcher erst nach dem Aufbringen der Beschichtung in die Komponente eingebracht werden, sind die Kühllöcher beim Wiederauftragen einer neuen Beschichtung bereits vorhanden. Beim Auftragen der neuen Beschichtung kann das Beschichtungsmaterial in die Kühllöcher eindringen und deren Querschnitte verändern. Die Komponenten moderner Gasturbinen können dabei hunderte derartiger Kühllöcher enthalten, deren Querschnitte bzw. deren Querschnittverläufe innerhalb sehr enger Toleranzgrenzen liegen. Die obere Toleranzgrenze für die Kühllochquerschnitte soll die Einblasung nicht benötigter Kühlluft vermeiden, was den Wirkungsgrad der Gasturbine sowie deren Leistungsabgabe drastisch reduzieren würde. Die untere Toleranzgrenze für die Kühllochquerschnitte soll eine Überhitzung der jeweiligen Komponente vermeiden, was zu einer deutlichen Verkürzung der Lebenszeit der jeweiligen Komponente führen würde.When applying a new coating, however, the existing cooling holes are problematic. While in the manufacture of a new component, the cooling holes are introduced after the application of the coating in the component, the cooling holes are already present when re-applying a new coating. When applying the new coating, the coating material can penetrate into the cooling holes and change their cross sections. The components of modern gas turbines can contain hundreds of such cooling holes whose cross sections or their cross-sectional profiles are within very narrow tolerance limits. The upper tolerance limit for the cooling hole cross sections should avoid the injection of unnecessary cooling air, which would drastically reduce the efficiency of the gas turbine and its power output. The lower tolerance limit for the cooling hole cross-sections should prevent overheating of the respective component, which would lead to a significant reduction in the lifetime of the respective component.

Zum Reparieren oder Erneuern der Kühllöcher ist es grundsätzlich möglich, nach dem Entfernen der alten Beschichtung die Kühllöcher zuzuschweißen oder zuzulöten. Danach kann die neue Beschichtung aufgetragen werden. Anschließend können die Kühllöcher neu gebohrt werden. Problematisch ist dabei, dass die hierzu verwendeten Schweißverfahren oder Lötverfahren Schwachstellen in den Werkstoff der Komponente einbringen. Des Weiteren ist ein übliches Bohrverfahren mit Lagetoleranzen verbunden, so dass beim neuen Bohren der Kühllöcher Lageabweichungen zu den alten Kühllöchern auftreten können. Dies hat zur Folge, dass Schweißmaterial oder Lötmaterial im Werkstoff der Komponente verbleibt, so dass die Komponente mit den besagten Schwachstellen in Betrieb genommen wird, was die mechanische Festigkeit der Komponente beeinträchtigt.To repair or renew the cooling holes, it is basically possible to weld or solder the cooling holes after removing the old coating. Then the new coating can be applied. Then the cooling holes can be re-drilled. The problem with this is that the welding methods or soldering methods used for this purpose introduce weak points into the material of the component. Furthermore, a common drilling method is associated with positional tolerances, so that when re-drilling the cooling holes positional deviations can occur to the old cooling holes. As a result, welding material or brazing material remains in the material of the component, so that the component is put into operation with the said weak points, which impairs the mechanical strength of the component.

Stand der TechnikState of the art

Aus der US 5,702,288 A ist es bekannt, nach dem Entfernen der alten Beschichtung ohne vorheriges Zulöten oder Zuschweißen der Kühllöcher die neue Beschichtung aufzutragen. Hierdurch dringt die neue Beschichtung in die Kühllocher mehr oder weniger ein und verengt deren Querschnitt. Anschließend wird ein abrasiv wirkender Schleifschlamm unter hohem Druck in den Hohlraum der Komponente eingebracht und durch die Kühllocher ausgetrieben. Auf diese Weise kann die Beschichtung innerhalb der Kühllöcher abgeschliffen werden. Allerdings sind bei dieser Vorgehensweise auch interne Bereiche der Komponente, wie zum Beispiel Kühlrippen oder Einsätze, ebenso wie nicht beschichtete Bereiche der Kühllöcher der abrasiven Wirkung des Schleifschlamms ausgesetzt. Des Weiteren ist ein derartiges Verfahren für Leitschaufeln, die einen Kühlluftverteilereinsatz enthalten, ungeeignet, da ein derartiger Verteilereinsatz zuerst entfernt werden müsste, was jedoch zeit- und kostenintensiv wäre. Des Weiteren ist es grundsätzlich möglich, den Schleifschlamm von außen durch die Kühllöcher in den Hohlraum der Komponente einzupressen. Grundsätzlich treten hierbei jedoch dieselben Schwierigkeiten auf, wobei zusätzlich außerdem die Beschichtung der Komponente der abrasiven Wirkung des Schleifschlamms ausgesetzt ist.From the US 5,702,288 A It is known to apply the new coating after removing the old coating without first soldering or welding the cooling holes. As a result, the new coating penetrates into the cooling holes more or less and narrows their cross-section. Subsequently, an abrasive abrasive slurry is introduced under high pressure into the cavity of the component and expelled through the cooling holes. In this way, the coating can be ground within the cooling holes. However, in this approach, internal portions of the component, such as cooling fins or inserts, as well as uncoated portions of the cooling holes are also exposed to the abrasive slurry's abrasive action. Furthermore, such a method is unsuitable for vanes incorporating a cooling air manifold insert, since such a diverter insert would have to be removed first, but this would be time and cost intensive. Furthermore, it is basically possible to press the grinding slurry from the outside through the cooling holes in the cavity of the component. Basically, however, the same difficulties occur here, and in addition, in addition, the coating of the component is exposed to the abrasive effect of the abrasive slurry.

Aus der US 4,743,462 A ist es bekannt, vor dem Anbringen der neuen Beschichtung flüchtige Stopfen in die Kühllöcher einzubringen, die während des Beschichtungsverfahrens zumindest teilweise verdampfen. Die Verdampfung der Stopfen verhindert dabei ein Zusetzen der Kühllocher durch das Beschichtungsmaterial. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die Stopfen einzeln in die Kühllocher eingebracht werden müssen. Bei großen Komponenten stationärer Gasturbinen, die mehrere hundert Kühllöcher aufweisen können, ist das Einbringen der Stopfen individuell in jedes Kühlloch extrem zeitintensiv. Darüber hinaus können unterschiedliche Komponenten verschiedene Typen von Kühllöchern aufweisen, die jeweils speziell adaptierte Stopfen benötigen.From the US 4,743,462 A It is known to introduce volatile stoppers into the cooling holes before the application of the new coating, which at least partially evaporate during the coating process. The evaporation of the plug prevents clogging of the cooling holes by the coating material. The disadvantage here, however, that the plug must be introduced individually into the cooling holes. For large components of stationary gas turbines, which may have several hundred cooling holes, inserting the plugs individually into each cooling hole is extremely time consuming. In addition, different components may have different types of cooling holes, each requiring specially adapted plugs.

Aus der US 5,985,122 A , der US 6,258,226 B1 und aus der US 5,565,035 A ist es bekannt, mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs gleichzeitig mehrere Kühllöcher vor dem Anbringen der neuen Beschichtung zu verstopfen. Diese Werkzeuge eignen sich jedoch nicht für thermische Sprühbeschichtungsverfahren. From the US 5,985,122 A , of the US 6,258,226 B1 and from the US 5,565,035 A It is known to clog using a corresponding tool simultaneously several cooling holes before attaching the new coating. However, these tools are not suitable for thermal spray coating processes.

Aus der US 5,800,695 A ist es bekannt, ein Abdeckmittel durch den Hohlraum in die Kühllocher von innen einzupressen, bis das Abdeckmittel die Außenfläche der jeweiligen Komponente erreicht. Anschließend kann eine elektrolytische Platinbeschichtung durchgeführt werden. Da das Abdeckmittel aus Kunststoff besteht und dementsprechend elektrisch nicht leitend ist, kann sich das Platin im Bereich der Kühllöcher nicht am Abdeckmittel anlagern.From the US 5,800,695 A It is known to press a cover through the cavity in the cooling holes from the inside until the covering reaches the outer surface of the respective component. Subsequently, an electrolytic platinum coating can be carried out. Since the covering means is made of plastic and accordingly is not electrically conductive, the platinum can not accumulate on the covering means in the region of the cooling holes.

Aus der US 4,743,462 A ist ein weiteres Verfahren bekannt, das mit einem Abdeckmittel arbeitet, wobei dieses bereits bei Temperaturen verdampft, die unterhalb der beim Auftragen der Beschichtung auftretenden Temperaturen liegen. Beispielsweise ist es für bestimmte Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschichten erforderlich, dass diese mit dem Werkstoff der Komponente eine Diffusionsverbindung eingehen. Um eine solche Diffusionsverbindung zu erreichen, ist eine Hochtemperaturbehandlung erforderlich, die beispielsweise in einem Temperaturbereich von 1.000°C bis 1.150°C abläuft. Bei diesen hohen Temperaturen verflüchtigt sich in jedem Fall das Abdeckmittel. Um anschließend eine Hitzeschutzschicht anbringen zu können, müsste erneut das Abdeckmittel eingebracht werden.From the US 4,743,462 A Another method is known that works with a covering agent, which already evaporates at temperatures that are below the temperatures occurring during application of the coating. For example, it is necessary for certain oxidation and / or corrosion protection layers that they form a diffusion bond with the material of the component. In order to achieve such diffusion bonding, a high-temperature treatment is required, which proceeds, for example, in a temperature range of 1,000 ° C to 1,150 ° C. At these high temperatures, the covering agent volatilizes in any case. In order to subsequently attach a heat protection layer, the covering would have to be re-introduced.

Aus der US 6,004,620 A ist es bekannt, die in die Kühllöcher eingedrungenen Bereiche der Beschichtung mit Hilfe eines Hochdruckwasserstrahls zu entfernen. Allerdings ist die Vorrichtung, mit deren Hilfe der Hochdruckwasserstrahl in die einzelnen Kühllöcher eingebracht werden kann, zu unhandlich, um damit beispielsweise die Kühllöcher einer Turbinenschaufel von innen zu reinigen. Weitere Verfahren, die mit einem Hochdruckwasserstrahl arbeiten, sind aus der US 2001/001680 A1 und aus der US 2001/006707 A1 bekannt.From the US 6,004,620 A It is known to remove the penetrated into the cooling holes areas of the coating using a high pressure water jet. However, the device by means of which the high-pressure water jet can be introduced into the individual cooling holes, too unwieldy, so as to clean, for example, the cooling holes of a turbine blade from the inside. Other methods that work with a high pressure water jet are from the US 2001/001680 A1 and from the US 2001/006707 A1 known.

Des Weiteren ist es aus der US 6,210,488 B1 bekannt, eine Hitzeschutzschicht, die sich im Inneren der Kühllöcher abgelagert hat, mit Hilfe einer ätzenden Lösung abzulösen, wobei optional eine Ultraschallbehandlung vorgesehen sein kann. Eine derartige Vorgehensweise ist jedoch nur für die vollständige Entfernung der Hitzeschutzschicht von der gesamten Komponente geeignet. Ein Abdecken der Hitzeschutzschicht der gesamten Komponente abgesehen von den einzelnen Kühllöchern ist nicht praktikabel.Furthermore, it is from the US 6,210,488 B1 It is known to remove a heat protection layer which has deposited in the interior of the cooling holes with the aid of a corrosive solution, it being possible optionally to provide an ultrasound treatment. However, such an approach is only suitable for the complete removal of the heat protection layer from the entire component. Covering the heat protection layer of the entire component apart from the individual cooling holes is impractical.

Aus der US 5,216,808 A ist es bekannt, die unerwünschte Hitzeschutzbeschichtung innerhalb der Kühllöcher mit Hilfe eines gepulsten Ultraviolett-Lasers zu entfernen. Die Wellenlänge des UV-Lasers eignet sich zwar zum Entfernen üblicher Hitzeschutzschichten, zum Beispiel aus Zirkoniumoxid, jedoch können damit übliche Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschichten regelmäßig nicht oder nur unzuverlässig entfernt werden.From the US 5,216,808 A It is known to remove the unwanted heat protection coating within the cooling holes by means of a pulsed ultraviolet laser. Although the wavelength of the UV laser is suitable for removing conventional heat protection layers, for example of zirconium oxide, conventional oxidation and / or corrosion protection layers can not be removed regularly or can only be removed unreliably.

Ein weiteres Verfahren, das mit einem Abdeckmittel arbeitet, ist aus der US 6,265,022 B1 bekannt. Das dort verwendete Abdeckmittel beruht auf einer Polymerbasis und kann für all diejenigen Beschichtungsprozesse verwendet werden, bei denen die Temperaturen nicht über eine die Zerstörung des Abdeckmittels bewirkende Temperatur hinausgehen. Im Unterschied zu den vorgenannten Abdeckverfahren wird bei diesem Verfahren das Abdeckmittel so eingebracht, dass es an einer Austrittsöffnung des jeweiligen Kühllochs über die Außenfläche der Komponente vorsteht.Another method, which works with a cover, is from the US 6,265,022 B1 known. The covering agent used there is based on a polymer and can be used for all those coating processes in which the temperatures do not exceed a destruction of the covering causing temperature. In contrast to the abovementioned covering method, in this method the covering means is introduced in such a way that it projects beyond the outer surface of the component at an outlet opening of the respective cooling hole.

Des Weiteren ist es aus der US 6,042,879 A bekannt, die Kühllöcher vor dem Aufbringen der neuen Beschichtung zunächst aufzuweiten, derart, dass die nachfolgende Beschichtung durch das Eindringen des Beschichtungsmaterials in die Kühllöcher den Querschnitt der Kühllöcher mehr oder weniger auf einen gewünschten Soll-Querschnitt reduziert. Dass eine derartige Vorgehensweise mit extremen Toleranzen behaftet ist, liegt auf der Hand.Furthermore, it is from the US 6,042,879 A known to first expand the cooling holes before applying the new coating, such that the subsequent coating by the penetration of the coating material into the cooling holes reduces the cross section of the cooling holes more or less to a desired target cross-section. That such a procedure is subject to extreme tolerances, is obvious.

Aus der US 2004/0134897 A1 ist ein Verfahren bekannt, mit dessen Hilfe es möglich ist, temperaturbelastete Bauteile nach einer gewissen Betriebsdauer erneut mit einer Wärmeschutzschicht (thermal barrier coating) zu versehen. Durch das Aufbringen dieser Schicht werden Kühlluftkanäle verschlossen, die anschließend durch ein Laserbohrverfahren mit einem konischen Laserstrahl wieder geöffnet werden. Nachteilig an diesen Verfahren ist, dass die Strömungseigenschaften der neu geschaffenen Kühlluftbohrung in der Schicht von der Schichtdicke abhängen und daher nicht unter allen Umständen gewährleistet werden kann, dass an den thermisch hochbelasteten Stellen des mit Kühlluftöffnungen versehenen Bauteils nach der Aufarbeitung die erforderliche Kühlluftmenge zur Ausbildung eines Luftfilms ausgeblasen wird.From the US 2004/0134897 A1 a method is known, with the aid of which it is possible to provide temperature-stressed components after a certain period of operation again with a thermal barrier coating (thermal barrier coating). By applying this layer cooling air channels are closed, which are then reopened by a laser drilling with a conical laser beam. A disadvantage of this method is that the flow characteristics of the newly created cooling air hole in the layer depend on the layer thickness and therefore can not be guaranteed under all circumstances, that at the thermally highly stressed points of the component provided with cooling air openings after work-up the required amount of cooling air to form a Air film is blown out.

Aus der DE 698 07 892 T2 ist ein Verfahren zum Aufarbeiten eines thermisch hochbelasteten Bauteils bekannt, das sehr aufwendig ist und ebenfalls nicht gewährleistet, dass die Strömungseigenschaften der Kühlluftbohrungen eines aufgearbeiteten Bauteils exakt denen eines Neuteils entsprechen.From the DE 698 07 892 T2 a method for working up a thermally highly stressed component is known, which is very expensive and also does not ensure that the flow characteristics of the cooling air holes of a reconditioned component correspond exactly to those of a new part.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Lebenszeit des reparierten oder erneuerten Kühllochs auszeichnet.This is where the present invention begins. The invention, as characterized in the claims, deals with the problem of providing for a method of the type mentioned in an improved embodiment, which is characterized in particular by an increased lifetime of the repaired or renewed cooling hole.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Reparatur bzw. Erneuerung der Kühllöcher so auszuführen, dass die Kühllöcher anschließend im wesentlichen dieselben Querschnitte bzw. im wesentlichen dieselben Querschnittsverläufe aufweisen, wie im ursprünglichen ungebrauchten Zustand der fertiggestellten Komponente. Gleichzeitig soll jedoch ein Längsabschnitt des jeweiligen Kühllochs, der sich bis zur Außenseite der Komponente hin erstreckt, ebenfalls mit der neuen Beschichtung versehen sein. Die Wiederherstellung der ursprünglichen Geometrie des Kühllochs sorgt dafür, dass das Kühlloch die ihm zugedachte Funktion optimal erfüllen kann. Gleichzeitig wird dadurch die Gefahr reduziert, dass heißes Arbeitsgas in das Kühlloch eindringen kann. Außerdem bewirkt die in den Längsabschnitt des Kühllochs hineinreichende neue Beschichtung einen intensiven Schutz des Werkstoffs der Komponente vor den aggressiven heißen Arbeitsgasen, falls diese doch in das jeweilige Kühlloch eindringen sollten. Auf diese Weise kann eine Korrosion des Kühllochs und somit eine Querschnittsaufweitung vermieden werden. Ein sich im Betrieb der Gasturbine aufgrund von Korrosion aufweitender Kühllochquerschnitt erleichtert das Eindringen des aggressiven Arbeitsgases in das Kühlloch und verstärkt dadurch die Korrosionswirkung, was zu einer verstärkten weiteren Querschnittsaufweitung führt.The invention is based on the general idea to carry out the repair or renewal of the cooling holes so that the cooling holes then have substantially the same cross-sections or substantially the same cross-sectional characteristics, as in the original unused state of the finished component. At the same time, however, a longitudinal section of the respective cooling hole, which extends to the outside of the component, should also be provided with the new coating. The restoration of the original geometry of the cooling hole ensures that the cooling hole can fulfill its intended function optimally. At the same time this reduces the risk that hot working gas can penetrate into the cooling hole. In addition, the reaching into the longitudinal section of the cooling hole new coating provides intensive protection of the material of the component from the aggressive hot working gases, if they should penetrate into the respective cooling hole. In this way, corrosion of the cooling hole and thus a cross-sectional expansion can be avoided. A cooling hole cross-section which widens due to corrosion during operation of the gas turbine facilitates the penetration of the aggressive working gas into the cooling hole and thereby increases the corrosive effect, which leads to an increased further cross-sectional widening.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Reparatur- bzw. Wiederherstellungsverfahrens besitzen die reparierten Kühllöcher zumindest dieselbe, wenn nicht sogar eine bessere Resistenz gegenüber den aggressiven heißen Arbeitsgasen der Gasturbine.With the aid of the repair process of the present invention, the repaired cooling holes have at least the same, if not better, resistance to the aggressive hot working gases of the gas turbine.

Zur Realisierung der Erfindung wird zum einen das Entfernen der wenigstens einen alten Beschichtung so durchgeführt, dass anschließend das Bohrloch zumindest in besagtem Längsabschnitt einen Alt-Querschnitt bzw. Alt-Querschnittsverlauf aufweist, dessen Öffnungsweite größer ist als ein Soll-Querschnitt bzw. Soll-Querschnittsverlauf, den das Bohrloch im Neuzustand bei ungebrauchter Komponente aufweist. Dies ist beim Entfernen der Beschichtung von selbst der Fall, da im Gebrauch der Komponente eine Aufweitung des Bohrlochs in besagtem Längsabschnitt regelmäßig auftritt, zum Beispiel aufgrund der korrosiven Wirkung der Arbeitsgase. Anschließend wird die Beschichtung mit der wenigstens einen neuen Beschichtung gezielt so durchgeführt, dass der Längsabschnitt des Kühllochs einen Zwischen-Querschnitt bzw. Zwischen-Querschnittsverlauf aufweist, dessen Öffnungsweite kleiner ist als beim Soll-Querschnitt bzw. Soll-Querschnittsverlauf. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beim anschließenden ”Aufbohren” der einzelnen Kühllöcher wieder der ursprüngliche Soll-Querschnitt bzw. Soll-Querschnittsverlauf hergestellt werden kann. Bei der Erfindung wird dieses ”Aufbohren” durch ein teilweises Entfernen der neuen Beschichtung innerhalb des Kühllochs realisiert, derart, dass das Kühlloch anschließend im Längsabschnitt und insbesondere in dem die neue Beschichtung durchdringenden Lochbereich einen Neu-Querschnitt bzw. Neu-Querschnittsverlauf aufweist, der im Wesentlichen dem Soll-Querschnitt bzw. dem Soll-Querschnittsverlauf entspricht.For realizing the invention, on the one hand, the removal of the at least one old coating is carried out such that subsequently the borehole has an old cross-section or old cross-sectional profile at least in said longitudinal section whose opening width is greater than a desired cross-section or desired cross-sectional profile that the borehole has when new with unused component. This is the case when the coating is removed, since, during use of the component, a widening of the borehole in said longitudinal section regularly occurs, for example due to the corrosive action of the working gases. Subsequently, the coating with the at least one new coating is selectively carried out such that the longitudinal section of the cooling hole has an intermediate cross-section or intermediate cross-sectional profile whose opening width is smaller than in the desired cross-section or desired cross-sectional profile. In this way, it is ensured that during the subsequent "drilling" of the individual cooling holes, the original desired cross-section or desired cross-sectional profile can be produced again. In the invention, this "drilling" is realized by a partial removal of the new coating within the cooling hole, such that the cooling hole then in the longitudinal section and in particular in the new coating penetrating hole region has a Neu-cross-section or new cross-sectional profile, which in Substantially corresponds to the desired cross-section or the desired cross-sectional profile.

Das teilweise Entfernen der neuen Beschichtung wird zweckmäßig mit einem geeigneten Laser-Verfahren durchgeführt. Hierzu eignen sich insbesondere Laser-Abtrag-Verfahren oder Laser-Fräs- und/oder -Bohr-Verfahren.The partial removal of the new coating is suitably carried out with a suitable laser method. Laser ablation methods or laser milling and / or drilling methods are particularly suitable for this purpose.

Für die neue Beschichtung, die sich bis in den Längsabschnitt des Kühllochs hineinerstreckt, wird zweckmäßig eine Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht verwendet.For the new coating, which extends into the longitudinal section of the cooling hole, it is expedient to use an oxidation and / or corrosion protection layer.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird dementsprechend auch durch eine Komponente einer Gasturbine gelöst, die wenigsten sein Kühlloch aufweist, das in einem an die Außenseite der Komponente angrenzenden Längsbereich ebenfalls beschichtet ist, wobei das Kühlloch im Übrigen entlang seiner gesamten Länge einen erwünschten Soll-Querschnitt bzw. einen Soll-Querschnittsverlauf aufweist.The problem underlying the invention is accordingly also solved by a component of a gas turbine having at least its cooling hole, which is likewise coated in a longitudinal region adjoining the outside of the component, the cooling hole otherwise providing a desired nominal cross section along its entire length or has a desired cross-sectional profile.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the present invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1A bis 1E jeweils einen Querschnitt durch eine Komponente im Bereich eines Kühllochs bei unterschiedlichen Zuständen (A bis E), 1A to 1E each a cross section through a component in the region of a cooling hole at different states (A to E),

2A bis 2E Ansichten wie in den 1A bis 1E, jedoch bei einer anderen Ausführungsform des Kühllochs, 2A to 2E Views like in the 1A to 1E but in another embodiment of the cooling hole,

3A bis 3E Ansichten wie in den 1A bis 1E, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform des Kühllochs. 3A to 3E Views like in the 1A to 1E but in another embodiment of the cooling hole.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Die 1A, 2A und 3A zeigen jeweils eine Komponente 1 einer im Übrigen nicht dargestellten Gasturbine, die an ihrer Außenseite 2 mit wenigstens einer Beschichtung versehen ist. Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Komponente 1 jeweils mit zwei Beschichtungen, nämlich mit einer ersten Beschichtung 3 und einer zweiten Beschichtung 4 versehen. Während die erste Beschichtung 3 auf die Komponente 1 aufgebracht ist, ist die zweite Beschichtung 4 auf die erste Beschichtung 3 aufgebracht. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Komponente 1 auch nur eine einzige Beschichtung oder sogar mehr als zwei Beschichtungen aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dann entsprechend anwendbar.The 1A . 2A and 3A each show a component 1 a gas turbine, not shown otherwise, on its outside 2 provided with at least one coating. In the preferred embodiment shown here, the component is 1 each with two coatings, namely with a first coating 3 and a second coating 4 Mistake. While the first coating 3 on the component 1 Applied is the second coating 4 on the first coating 3 applied. In another embodiment, the component 1 have only a single coating or even more than two coatings. The inventive method is then applicable accordingly.

Die jeweils gezeigten Ausschnitte der Komponente 1 sind mit einem Kühlloch 5 versehen. Es ist klar, dass die Komponente 1 grundsätzlich auch mehr als ein solches Kühlloch 5 aufweisen kann.The respective sections of the component shown 1 are with a cooling hole 5 Mistake. It is clear that the component 1 basically more than one such cooling hole 5 can have.

Bei der Komponente 1 handelt es sich beispielsweise um eine Laufschaufel oder um eine Leitschaufel oder um ein Hitzeschild-Element oder um ein sonstiges gekühltes Bauteil. Jedes Kühlloch 5 führt von einem nicht gezeigten Hohlraum im Inneren der Komponente 1 bis zur Außenseite 2. Außerdem ist das jeweilige Kühlloch 5 durch die Beschichtungen 3, 4 hindurch bis zu einer Außenhaut 10 der beschichteten Komponente 1 verlängert.At the component 1 For example, it may be a bucket or a vane or a heat shield element or other cooled component. Every cooling hole 5 leads from a cavity, not shown, inside the component 1 to the outside 2 , In addition, the respective cooling hole 5 through the coatings 3 . 4 through to an outer skin 10 the coated component 1 extended.

Bei der ersten Beschichtung 3 handelt es sich zweckmäßig um eine Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht. Eine derartige Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht kann beispielsweise durch eine Metall-Beschichtung gebildet sein, insbesondere aus MCrAlY. Dabei ist M zumindest ein Mitglied aus folgender Gruppe: Eisen (Fe), Kupfer (Cu) und Kobalt (Co) sowie Kombinationen daraus. Im Unterschied dazu handelt es sich bei der zweiten Beschichtung 4 vorzugsweise um eine Hitzeschutzschicht. Eine derartige Hitzeschutzschichtung kann beispielsweise durch eine Keramik-Beschichtung erzielt werden, die beispielsweise aus Zirkoniumoxid besteht. Die Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht, also die erste Beschichtung 3 kann beispielsweise eine Schichtdicke von 150 μm bis 300 μm aufweisen. Im Unterschied dazu kann die Hitzeschutzschicht, also die zweite Beschichtung 4 vorzugsweise eine Schichtdicke von etwa 200 μm bis 500 μm aufweisen.At the first coating 3 it is expedient to an oxidation and / or corrosion protection layer. Such an oxidation and / or corrosion protection layer may be formed for example by a metal coating, in particular MCrAlY. M is at least one member of the following group: iron (Fe), copper (Cu) and cobalt (Co) and combinations thereof. In contrast, the second coating is 4 preferably around a heat protection layer. Such a heat protection layer can be achieved for example by a ceramic coating, which consists for example of zirconium oxide. The oxidation and / or corrosion protection layer, ie the first coating 3 may for example have a layer thickness of 150 microns to 300 microns. In contrast, the heat protection layer, so the second coating 4 preferably have a layer thickness of about 200 microns to 500 microns.

In den 1A, 2A und 3A befindet sich die Komponente 1 in einem ursprünglichen Neuzustand, den sie nach ihrer Beschichtung mit den Schichten 3 und 4 und nach dem Einbringen der Kühllöcher 5 aufweist. In diesem Neuzustand besitzt jedes Kühlloch 5 einen erwünschten Soll-Querschnitt bzw. einen erwünschten Soll-Querschnittsverlauf in der Längsrichtung des Kühllochs 5. Der Soll-Querschnitt ist dabei in den 1A, 2A und 3A mit 6 bezeichnet, während der Soll-Querschnittsverlauf mit 7 bezeichnet ist.In the 1A . 2A and 3A is the component 1 in an original new condition, they after their coating with the layers 3 and 4 and after the introduction of the cooling holes 5 having. In this new condition has each cooling hole 5 a desired target cross-section or a desired target cross-sectional profile in the longitudinal direction of the cooling hole 5 , The nominal cross section is in the 1A . 2A and 3A With 6 designated during the desired cross-sectional profile with 7 is designated.

Die Ausführungsformen der 1, 2 und 3 unterscheiden sich durch die Ausgestaltung der Kühllöcher 5. Im Neuzustand besitzt das Kühlloch 5 bei den Ausführungsformen der 1A und 2A in seiner Längsrichtung einen konstanten Soll-Querschnitt 6. Der Soll-Querschnitt 6 kann beispielsweise kreisförmig sein. Im Unterschied dazu ist bei der Ausführungsform gemäß 3A das Kühlloch 5 mit einem Soll-Querschnittsverlauf 7 versehen, der sich zu einer Austrittsöffnung 8 des Kühllochs 5 hin aufweitet. Die Austrittsöffnung 8 befindet sich am abströmseitigen Ende des innerhalb der Komponente 1 verlaufenden Kühllochs 5 und befindet sich somit auf Höhe der Außenseite 2 der Komponente 1. Bei der beschichteten Komponente 1 ist jedoch das Kühlloch 5 durch die Beschichtungen 3, 4 hindurch verlängert, wodurch sich auch die Austrittsöffnung bis zur Außenhaut 10 der beschichteten Komponente 1, also zur Außenseite der zweiten Beschichtung 4 verschiebt. Diese außenliegende Austrittsöffnung wird im Folgenden mit 8' bezeichnet.The embodiments of the 1 . 2 and 3 differ by the design of the cooling holes 5 , In new condition has the cooling hole 5 in the embodiments of the 1A and 2A in its longitudinal direction a constant nominal cross-section 6 , The nominal cross section 6 may be circular, for example. In contrast, in the embodiment according to 3A the cooling hole 5 with a desired cross-sectional profile 7 provided, leading to an outlet opening 8th the cooling hole 5 widens. The outlet opening 8th located at the downstream end of within the component 1 extending cooling hole 5 and is thus at the level of the outside 2 the component 1 , For the coated component 1 is however the cooling hole 5 through the coatings 3 . 4 extended through, which also extends the outlet opening to the outer skin 10 the coated component 1 , ie to the outside of the second coating 4 shifts. This outer outlet opening is below with 8th' designated.

Beispielsweise kann dadurch ein aerodynamisch gestalteter Austrittsbereich 9 innerhalb der Komponente 1 bzw. innerhalb der Beschichtungen 3, 4 erzielt werden. Ein aerodynamisch gestalteter Austrittsbereich 9 verbessert zum Beispiel die Ausbildung eines Kühlfilms, der sich im Betrieb der Gasturbine an die Außenhaut 10 der beschichteten Komponente 1 anlegt und dadurch die Kühlwirkung bzw. die thermische Isolierung der beschichteten Komponente 1 verbessert. Andere aerodynamisch gestaltete Austrittsbereiche 9 sind beispielsweise aus der US 6,183,199 B1 , aus der US 4,197,443 A und aus der EP 0 228 338 B1 bekannt, deren Inhalt hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen wird.For example, this can be an aerodynamically shaped exit area 9 within the component 1 or within the coatings 3 . 4 be achieved. An aerodynamically designed exit area 9 For example, it improves the formation of a cooling film that adheres to the outer skin during operation of the gas turbine 10 the coated component 1 applies and thereby the cooling effect or the thermal insulation of the coated component 1 improved. Other aerodynamically designed exit areas 9 are for example from the US 6,183,199 B1 , from the US 4,197,443 A and from the EP 0 228 338 B1 the contents of which are hereby incorporated by express reference into the disclosure of the present invention.

Die Ausführungsformen der 2A und 3A unterscheiden sich außerdem von derjenigen der 1A dadurch, dass die Längsrichtung der Kühllöcher 5 bei den Ausführungsformen der 2A und 3A gegenüber einer Normalenrichtung der Außenseite 2 geneigt ist, während sie bei der Ausführungsform gemäß 1A parallel zur Normalenrichtung verläuft. Bei der Ausführungsform der 2A weist die Längsrichtung des Kühllochs 5 beispielsweise einen Anstellwinkel von etwa 45° auf, während der Anstellwinkel bei der Ausführungsform gemäß 3A nur etwa 30° beträgt, der jedoch durch den sich aufweitenden Austrittsbereich 9 bis etwa 60° zunimmt.The embodiments of the 2A and 3A also differ from those of 1A in that the longitudinal direction of the cooling holes 5 in the embodiments of the 2A and 3A to a normal direction of the outside 2 while inclined in the embodiment according to 1A runs parallel to the normal direction. In the embodiment of the 2A has the longitudinal direction of the cooling hole 5 For example, an angle of about 45 °, while the angle of attack in the embodiment according to 3A is only about 30 °, but by the widening exit area 9 increases to about 60 °.

Der für den Neuzustand der Komponente 1 vorgesehene Soll-Querschnitt 6 bzw. der Soll-Querschnittsverlauf 7 ist im Hinblick auf eine optimale Kühlwirkung bei gleichzeitig optimierter Leistung und optimiertem Wirkungsgrad der Gasturbine ausgelegt. Der Soll-Querschnitt 6 bzw. der Soll-Querschnittsverlauf 7 ist dabei innerhalb relativ enger Toleranzgrenzen gefertigt.The for the new condition of the component 1 intended target cross section 6 or the desired cross-sectional profile 7 is designed for optimal cooling while optimizing performance and optimized gas turbine efficiency. The nominal cross section 6 or the desired cross-sectional profile 7 is manufactured within relatively narrow tolerance limits.

Im Betrieb der Gasturbine kommt es zu einer Abnutzung der Beschichtungen 3, 4, und zwar insbesondere im Bereich der Kühllöcher 5. Die 1B, 2B und 3B zeigen jeweils einen Zustand zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Reparatur bzw. eine Erneuerung der Kühllöcher 5 ratsam ist. Dieser Zeitpunkt befindet sich beispielsweise etwa in der Mitte der für die Gasturbine bzw. für deren Komponente 1 vorgesehenen Lebenszeit. Den 1B, 2B und 3B ist deutlich entnehmbar, dass nicht nur die äußere zweite Schutzschicht 4, sondern auch die innenliegende erste Schutzschicht 3 sowie auch eine das Kühlloch 5 seitlich einfassende Lochwand 15 zumindest in einem Längsabschnitt 11 des Kühllochs 5 abgetragen ist. Dieser Längsabschnitt 11 schließt sich an die Außenseite 2 der Komponente 1 an und ist in den Figuren jeweils durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet.During operation of the gas turbine, the coatings wear out 3 . 4 , in particular in the field of cooling holes 5 , The 1B . 2 B and 3B each show a state at a time at which repair or renewal of the cooling holes 5 advisable. This time is, for example, approximately in the middle of the gas turbine or for its component 1 foreseen lifetime. The 1B . 2 B and 3B is clearly removable, that not only the outer second protective layer 4 , but also the inner first protective layer 3 as well as the cooling hole 5 laterally enclosing hole wall 15 at least in a longitudinal section 11 the cooling hole 5 is worn away. This longitudinal section 11 joins the outside 2 the component 1 and is indicated in the figures by a curly bracket.

Durch den Materialabtrag in den Beschichtungen 3, 4 sowie innerhalb der Komponente 1 im Längsabschnitt 11 erhält das Kühlloch 5 zumindest im Längsabschnitt 11 sowie innerhalb der Beschichtungen 3, 4 einen vergrößerten Querschnitt 6' bzw. einen aufgeweiteten Querschnittsverlauf 7'. Die ursprüngliche Kontur des Kühllochs 5 und der Beschichtungen 3, 4, also der Soll-Querschnitt 6 bzw. der Soll-Querschnittsverlauf 7 ist in den 1B, 2B und 3B jeweils durch eine unterbrochene Linie angedeutet.Due to the removal of material in the coatings 3 . 4 as well as within the component 1 in the longitudinal section 11 gets the cooling hole 5 at least in the longitudinal section 11 as well as within the coatings 3 . 4 an enlarged cross section 6 ' or an expanded cross-sectional profile 7 ' , The original contour of the cooling hole 5 and the coatings 3 . 4 , that is the nominal cross section 6 or the desired cross-sectional profile 7 is in the 1B . 2 B and 3B each indicated by a broken line.

Um die in den 1B, 2B und 3B gezeigten Kühllöcher 5 zu reparieren bzw. zu erneuern, wird das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt, was im Folgenden näher erläutert wird:
In einem ersten Verfahrensschritt werden die alten Beschichtungen 3, 4 von der Außenseite 2 der Komponente 1 entfernt, und zwar zumindest in einem Lochbereich 12, der das Kühlloch 5 einfasst. Dieser Lochbereich 12 erstreckt sich in den Figuren jeweils über den gesamten dargestellten Ausschnitt der Komponente 1. In den 1C, 2C und 3C ist die ursprüngliche Kontur des Kühllochs 5 sowie der Beschichtungen 3, 4 durch eine unterbrochene Linie angedeutet.
To those in the 1B . 2 B and 3B shown cooling holes 5 To repair or renew, the inventive method is carried out, which is explained in more detail below:
In a first process step, the old coatings 3 . 4 from the outside 2 the component 1 removed, at least in a hole area 12 , the cooling hole 5 surrounds. This hole area 12 extends in the figures each over the entire illustrated section of the component 1 , In the 1C . 2C and 3C is the original contour of the cooling hole 5 as well as the coatings 3 . 4 indicated by a broken line.

Das Entfernen der alten Beschichtungen 3, 4 kann auf herkömmliche Weise durchgeführt werden, beispielsweise mittels einer Säure oder mittels einer ätzenden Lösung. Nach dem Entfernen der alten Beschichtungen 3, 4 weist das Kühlloch 5 im Längsabschnitt 11 einen Alt-Querschnitt 13 bzw. einen Alt-Querschnittsverlauf 14 auf. Dieser Alt-Querschnitt 13 bzw. der Alt-Querschnittsverlauf 14 kann mit dem aufgeweiteten Querschnitt 6' bzw. Querschnittsverlauf 7' des in den 1B, 2B und 3B gezeigten Gebrauchszustands übereinstimmen. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, dass der Prozess zum Entfernen der alten Beschichtungen 3, 4 zu einer Aufweitung des Querschnitts bzw. des Querschnittsverlaufs führt, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn mit dem Entfernen der alten Beschichtungen 3, 4 gleichzeitig Korrosions- oder Oxidationsablagerungen an der das Kühlloch 5 seitlich begrenzenden Lochwand 15 ebenfalls entfernt werden. Im letztgenannten Fall ist dann der Alt-Querschnitt 13 bzw. der Alt-Querschnittsverlauf 14 durch den Vorgang des Entfernens der alten Beschichtungen 3, 4 mitbestimmt. In jedem Fall ist der Alt-Querschnitt 13 größer als der Soll-Querschnitt 6. Ebenfalls ist der Alt-Querschnittsverlauf 14 weiter als der Soll-Querschnittsverlauf 7.Removing the old coatings 3 . 4 can be carried out in a conventional manner, for example by means of an acid or by means of a corrosive solution. After removing the old coatings 3 . 4 has the cooling hole 5 in the longitudinal section 11 an old cross section 13 or an old cross-sectional profile 14 on. This old cross section 13 or the old cross-sectional profile 14 can with the widened cross-section 6 ' or cross section 7 ' in the 1B . 2 B and 3B shown state of use match. In principle, however, it is possible that the process of removing the old coatings 3 . 4 leads to an expansion of the cross-section or the cross-sectional profile, which is the case, for example, if with the removal of the old coatings 3 . 4 at the same time corrosion or oxidation deposits on the cooling hole 5 laterally delimiting perforated wall 15 also be removed. In the latter case, then the old cross section 13 or the old cross-sectional profile 14 by the process of removing the old coatings 3 . 4 influenced. In any case, the old cross-section is 13 greater than the nominal cross section 6 , Also is the old cross-sectional profile 14 further than the nominal cross-sectional profile 7 ,

In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens eine neue Beschichtung auf die Komponente 1 aufgebracht. Im vorliegenden Beispiel werden wieder zwei Beschichtungen aufgebracht, nämlich eine neue erste Beschichtung 3', die unmittelbar auf die Komponente 1 aufgebracht wird, sowie eine neue zweite Beschichtung 4', die auf die neue erste Beschichtung 3' aufgetragen wird. Die neue erste Beschichtung 3' entspricht dabei zweckmäßig der ursprünglichen (alten) ersten Beschichtung 3. In entsprechender Weise entspricht die neue zweite Beschichtung 4' zweckmäßig der ursprünglichen (alten) zweiten Beschichtung 4. Dabei ist klar, dass die neuen Beschichtungen 3' und 4' eine gegebenenfalls erfolgte technologische Weiterentwicklung in der Beschichtungstechnik berücksichtigen, die seit dem Zeitpunkt des ursprünglichen Neuzustands gemäß den 1A, 2A und 3A und dem Zeitpunkt der Reparatur stattgefunden hat.In a second step of the method according to the invention, at least one new coating is applied to the component 1 applied. In the present example, two coatings are again applied, namely a new first coating 3 ' directly on the component 1 is applied, as well as a new second coating 4 ' that on the new first coating 3 ' is applied. The new first coating 3 ' this corresponds expediently to the original (old) first coating 3 , Correspondingly, the new second coating corresponds 4 ' expedient of the original (old) second coating 4 , It is clear that the new coatings 3 ' and 4 ' consider any technological advancement in coating technology that may have occurred since the date of the original new condition in accordance with 1A . 2A and 3A and the time the repair took place.

Das Anbringen der neuen Beschichtungen 3', 4' kann beispielsweise mit einem Hochtemperatursprühverfahren, wie zum Beispiel Plasma-Spritzen, durchgeführt werden. Für das Anbringen der neuen Beschichtungen 3', 4' kann es auch zweckmäßig sein, zwischen dem Anbringen der neuen ersten Beschichtung 3' und dem Anbringen der neuen zweiten Beschichtung 4' eine Hochtemperaturbehandlung durchzuführen, zum Beispiel um eine Diffusionsverbindung zwischen den Werkstoffen der neuen ersten Beschichtung 3' und der Komponente 1 herzustellen.Attaching the new coatings 3 ' . 4 ' For example, it may be carried out by a high-temperature spraying method such as plasma spraying. For attaching the new coatings 3 ' . 4 ' It may also be expedient between the application of the new first coating 3 ' and attaching the new second coating 4 ' perform a high temperature treatment, for example, a diffusion bond between the materials of the new first coating 3 ' and the component 1 manufacture.

Entsprechend den 1D, 2D und 3D wird dabei die erste neue Beschichtung 3' so aufgetragen, dass sie sich bis in das Kühlloch 5 hinein erstreckt, und zwar Zumindest im Längsabschnitt 11. Des Weiteren wird dieser Beschichtungsvorgang dabei so ausgeführt, dass sich im Längsabschnitt 11 sowie innerhalb der neuen Beschichtungen 3', 4', also im Lochbereich 12 ein Zwischen-Querschnitt 16 bzw. ein Zwischen-Querschnittsverlauf 17 ergibt, der kleiner ist als der ursprüngliche Soll-Querschnitt 6 bzw. Soll-Querschnittsverlauf 7. Die neue zweite Beschichtung 4' kann sich dabei auch bis in das Kühlloch 5 hineinerstrecken und zusätzlich auf die neue erste Beschichtung 3' aufbauen, wodurch der Zwischen-Querschnitt 16 bzw. der Zwischen-Querschnittsverlauf 17 zusätzlich verengt wird.According to the 1D . 2D and 3D becomes the first new coating 3 ' so applied that they are right down to the cooling hole 5 extends, at least in the longitudinal section 11 , Furthermore, this coating process is carried out so that in the longitudinal section 11 as well as within the new coatings 3 ' . 4 ' So in the hole area 12 an intermediate cross section 16 or an intermediate cross-sectional profile 17 which is smaller than the original desired cross section 6 or desired cross-sectional profile 7 , The new second coating 4 ' It can also get into the cooling hole 5 into it and in addition to the new first coating 3 ' build up, creating the intermediate cross-section 16 or the intermediate cross-sectional profile 17 additionally narrows.

Wie in 2D dargestellt ist, kann beim Anbringen der neuen Beschichtungen 3', 4' der Zwischen-Querschnitt 16 an manchen Stellen auch auf den Wert Null zusammenschrumpfen, das heißt, die neue Beschichtung 3', 4' verschließt das Kühlloch 5 vollständig.As in 2D can be shown when applying the new coatings 3 ' . 4 ' the intermediate cross section 16 shrink in some places to the value zero, that is, the new coating 3 ' . 4 ' closes the cooling hole 5 Completely.

Nach dem Herstellen der neuen Beschichtungen 3', 4' folgt nun entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem dritten Schritt ein teilweises Entfernen der neuen Beschichtungen 3', 4', und zwar von der Lochwand 15. Dieses teilweise Entfernen der neuen Beschichtungen 3', 4' wird dabei so durchgeführt, dass das Kühlloch 5 anschließend entsprechend den 1E, 2E und 3E zumindest im Längsabschnitt 11 sowie im Lochbereich 12, also innerhalb der neuen Beschichtungen 3', 4' einen Neu-Querschnitt 18 bzw. einen Neu-Querschnittsverlauf 19 aufweist. Die Teilentfernung der neuen Beschichtungen 3', 4' wird dabei gezielt so durchgeführt, dass der Neu-Querschnitt 18 bzw. der Neu-Querschnittsverlauf 19 etwa gleich groß ist wie der Soll-Querschnitt 6 bzw. der Soll-Querschnittsverlauf 7. Da der Alt-Querschnitt 13 bzw. der Alt-Querschnittsverlauf 14 eine größere Öffnungsweite aufweist als der Soll-Querschnitt 6 bzw. der Soll-Querschnittsverlauf 7, ist die Komponente 1 im Längsabschnitt 11 des Kühllochs 5 mit dem Werkstoff der neuen ersten Beschichtung 3' versehen. Dementsprechend wird entlang des Längsabschnitts 11 die Lochwand 15 durch den in das Kühlloch 5 hineinragenden Bereich der neuen ersten Beschichtung 3' gebildet.After making the new coatings 3 ' . 4 ' Now follows in accordance with the method according to the invention in a third step, a partial removal of the new coatings 3 ' . 4 ' from the hole wall 15 , This partial removal of the new coatings 3 ' . 4 ' is done so that the cooling hole 5 then according to the 1E . 2E and 3E at least in the longitudinal section 11 as well as in the hole area 12 that is within the new coatings 3 ' . 4 ' a new cross section 18 or a new cross-sectional course 19 having. Partial removal of the new coatings 3 ' . 4 ' is specifically carried out so that the new cross-section 18 or the new cross-sectional course 19 about the same size as the nominal cross section 6 or the desired cross-sectional profile 7 , Because the old cross-section 13 or the old cross-sectional profile 14 has a larger opening width than the desired cross-section 6 or the desired cross-sectional profile 7 , is the component 1 in the longitudinal section 11 the cooling hole 5 with the material of the new first coating 3 ' Mistake. Accordingly, along the longitudinal section 11 the hole wall 15 through the into the cooling hole 5 projecting area of the new first coating 3 ' educated.

Da das Kühlloch 5 nach seiner Reparatur bzw. nach seiner Erneuerung im Wesentlichen dieselbe Dimension und Gestalt aufweist wie im Neuzustand, lässt sich damit im Betrieb der Gasturbine wieder die ursprünglich vorgesehene Kühlleistung erzielen. Gleichzeitig werden wieder ein hoher Wirkungsgrad sowie eine hohe Leistungsabgabe der Gasturbine wie im Neuzustand erreicht. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Lochwand 15 zumindest im Bereich des Längsabschnitts 11 mit dem Werkstoff der neuen ersten Beschichtung 3' beschichtet ist, wodurch die Lochwand 15 vor Korrosion geschützt ist, die bei einem Eintritt der aggressiven heißen Arbeitsgase in das Kühlloch 5 auftreten kann. Die Haltbarkeit des reparierten Kühllochs 5 ist somit mindestens gleich groß wie oder sogar größer als die Lebenszeit des ursprünglichen Kühllochs 5 im Neuzustand der Komponente 1.Because the cooling hole 5 after its repair or after its renewal has substantially the same dimension and shape as in the new state, can thus achieve the originally intended cooling performance during operation of the gas turbine again. At the same time a high efficiency and a high power output of the gas turbine are again achieved as in new condition. It is particularly advantageous that the hole wall 15 at least in the region of the longitudinal section 11 with the material of the new first coating 3 ' is coated, causing the hole wall 15 Protected against corrosion, when entering the aggressive hot working gases in the cooling hole 5 can occur. The durability of the repaired cooling hole 5 is thus at least equal to or even greater than the lifetime of the original cooling hole 5 in new condition of the component 1 ,

Die 1E, 2E, 3E zeigen somit eine Komponente 1 mit repariertem Kühlloch 5, die sich von der ursprünglichen Komponente 1 im Neuzustand dadurch unterscheidet, dass sich die neue erste Beschichtung 3' bis in den Längsbereich 11 hineinerstreckt.The 1E . 2E . 3E thus show a component 1 with repaired cooling hole 5 that differ from the original component 1 when new, it differs in that the new first coating 3 ' to the longitudinal area 11 hineinerstreckt.

Um die neuen Beschichtungen 3', 4' im Bereich des Kühllochs 5 teilweise entfernen zu können, wird vorzugsweise ein Laser-Verfahren verwendet. Hierbei kommt beispielsweise ein Laser-Fräs- und/oder -Bohr-Verfahren in Frage. Ein derartiges Fräs- und/oder Bohr-Verfahren mittels Laser zeichnet sich beispielsweise durch Laser-Puls-Energien aus, die in einem Bereich von 1 J bis 60 J liegen. Dabei können Pulszeiten im Bereich von 0,1 ms bis 20 ms auftreten, was Pulsfrequenzen im Bereich von 50 Hz bis 10 kHz entspricht.To the new coatings 3 ' . 4 ' in the area of the cooling hole 5 To be able to remove partially, a laser method is preferably used. In this case, for example, a laser milling and / or drilling process comes into question. Such a laser milling and / or drilling method is distinguished, for example, by laser pulse energies which lie in a range from 1 J to 60 J. Pulse times in the range of 0.1 ms to 20 ms can occur, which corresponds to pulse frequencies in the range of 50 Hz to 10 kHz.

Das zur Anwendung kommende Laser-Abtrag-Verfahren ist insbesondere durch Pulszeiten charakterisiert, die im Bereich von etwa 10 μs bis 1.000 μs liegen. Dies entspricht Pulsfrequenzen im Bereich von etwa 1 kHz bis 100 kHz. Beim Laser-Abtrag-Verfahren ist die Energiedichte im einzelnen Puls erheblich größer als beim Laser-Fräsen oder beim Laser-Bohren. Hierdurch kann insbesondere ein Wiedererstarren der aufgeschmolzenen Bereiche der abzulösenden neuen Beschichtung 3', 4' vermieden werden. Dementsprechend führt das Laser-Abtrag-Verfahren zu einem extrem sauberen Neu-Querschnittsverlauf 19.The laser ablation method used is characterized in particular by pulse times which lie in the range from approximately 10 μs to 1000 μs. This corresponds to pulse frequencies in the range of about 1 kHz to 100 kHz. In the laser ablation method, the energy density in the individual pulse is considerably greater than in laser milling or laser drilling. This can in particular a re-solidification of the melted areas of the new coating to be replaced 3 ' . 4 ' be avoided. Accordingly, the laser ablation process results in an extremely clean new cross-sectional shape 19 ,

Die Laser-Verfahren können entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform mittels einer Querschnittsmesseinrichtung geregelt werden, die insbesondere galvanisch arbeitet.The laser method can be controlled according to an advantageous embodiment by means of a cross-sectional measuring device which operates in particular galvanically.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich selbstverständlich auch bei einer Komponente 1 durchführen, die mehrere Kühllöcher 5 aufweist, wobei es dann insbesondere möglich ist, das Verfahren an mehreren Kühllöchern 5 gleichzeitig auszuführen oder bezüglich der einzelnen Verfahrensschritte zueinander versetzt auszuführen.Of course, the method according to the invention can also be applied to one component 1 Perform the several cooling holes 5 in which case it is then in particular possible to apply the method to a plurality of cooling holes 5 at the same time execute or offset from each other with respect to the individual process steps.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Komponentecomponent
22
Außenseite von 1 Outside of 1
33
alte) erste Beschichtungold) first coating
3'3 '
neue erste Beschichtungnew first coating
44
alte) zweite Beschichtungold) second coating
4'4 '
neue zweite Beschichtungnew second coating
55
Kühllochcooling hole
66
Soll-QuerschnittTarget cross section
6'6 '
Querschnittcross-section
77
Soll-QuerschnittsverlaufTarget cross-sectional profile
7'7 '
QuerschnittsverlaufCross-sectional profile
88th
Austrittsöffnung bei 1 Outlet opening at 1
8'8th'
Austrittsöffnung bei 10 Outlet opening at 10
99
Austrittsbereichexit area
1010
Außenhautshell
1111
Längsabschnitt von 5 Longitudinal section of 5
1212
Lochbereichhole section
1313
Alt-QuerschnittAlt-section
1414
Alt-QuerschnittsverlaufAlt-cross course
1515
LochwandPegboard
1616
Zwischen-QuerschnittIntermediate section
1717
Zwischen-QuerschnittsverlaufIntermediate cross-sectional profile
1818
Neu-QuerschnittNew section
1919
Neu-QuerschnittsverlaufNew cross-sectional profile

Claims (7)

Verfahren zum Reparieren oder Erneuern von Kühllöchern (5) einer beschichteten Komponente (1) einer Gasturbine, mit folgenden Schritten: – Entfernen wenigstens einer alten Beschichtung (3, 4) von einer Außenseite (2) der Komponente (1) zumindest in einem das Kühlloch (5) einfassenden Lochbereich (12), wobei das Kühlloch (5) zumindest nach dem Entfernen der wenigstens einen alten Beschichtung (3, 4) zumindest in einem an die Außenseite (2) der Komponente (1) anschließenden Längsabschnitt (11) einen Alt-Querschnitt (13) aufweist, der größer ist als ein Soll-Querschnitt (6), den das Kühlloch (5) in einem ursprünglichen Neuzustand der fertigen Komponente (1) in diesem Längsabschnitt (11) aufweist, – Anbringen wenigstens einer neuen Beschichtung (3', 4') auf die Komponente (1) zumindest im Lochbereich (12) und zumindest im Längsabschnitt (11) des Kühllochs (5), derart, dass das Kühlloch (5) zumindest im Längsabschnitt (11) und/oder im Lochbereich (12) einen Zwischen-Querschnitt (16) aufweist, der kleiner ist als der Soll-Querschnitt (6), – teilweises Entfernen der wenigstens einen neuen Beschichtung (3', 4') innerhalb des Kühllochs (5) mit einem Laser-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlloch (5) zumindest im Längsabschnitt (11) und/oder im Lochbereich (12) einen Neu-Querschnitt (18) aufweist, der etwa gleich groß ist wie der Soll-Querschnitt (6), dass das Laser-Verfahren als Laser-Abtrag-Verfahren ausgestaltet ist und mit Pulsfrequenzen im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz arbeitet.Method for repairing or renewing cooling holes ( 5 ) of a coated component ( 1 ) of a gas turbine, comprising the following steps: removing at least one old coating ( 3 . 4 ) from an outside ( 2 ) of the component ( 1 ) at least in one the cooling hole ( 5 ) enclosing hole area ( 12 ), whereby the cooling hole ( 5 ) at least after removing the at least one old coating ( 3 . 4 ) at least in one to the outside ( 2 ) of the component ( 1 ) subsequent longitudinal section ( 11 ) an old cross section ( 13 ) which is greater than a desired cross-section ( 6 ) the cooling hole ( 5 ) in an original new condition of the finished component ( 1 ) in this longitudinal section ( 11 ), - attaching at least one new coating ( 3 ' . 4 ' ) on the component ( 1 ) at least in the hole area ( 12 ) and at least in the longitudinal section ( 11 ) of the cooling hole ( 5 ), such that the cooling hole ( 5 ) at least in the longitudinal section ( 11 ) and / or in the hole area ( 12 ) an intermediate cross section ( 16 ) which is smaller than the nominal cross-section ( 6 ), - partial removal of the at least one new coating ( 3 ' . 4 ' ) within the cooling hole ( 5 ) using a laser method, characterized in that the cooling hole ( 5 ) at least in the longitudinal section ( 11 ) and / or in the hole area ( 12 ) a new cross section ( 18 ) which is approximately the same size as the desired cross section ( 6 ) that the laser method is designed as a laser ablation method and operates at pulse frequencies in the range of 1 kHz to 100 kHz. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laser-Verfahren mittels einer, insbesondere galvanisch arbeitenden, Querschnittsmesseinrichtung geregelt wird.A method according to claim 1, characterized in that the laser method is controlled by means of a, in particular galvanic, cross-sectional measuring device. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass beim Entfernen der wenigstens einen alten Beschichtung eine auf die Komponente aufgebrachte alte Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht (3) und eine auf die Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht (3) aufgebrachte alte Hitzeschutzschicht (4) entfernt werden, und/oder – dass beim Anbringen der wenigstens einen neuen Beschichtung eine neue Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht (3') im Lochbereich (12) und im Längsabschnitt (11) aufgebracht wird, und/oder – dass nach dem Anbringen der neuen Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht 3' eine neue Hitzeschutzschicht 4' zumindest im Lochbereich (12) auf die Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht 3' aufgebracht wird, und/oder – dass als neue Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht (3') eine Metall-Beschichtung verwendet wird, und/oder – dass als neue Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht (3') eine MCrAlY-Beschichtung verwendet wird, wobei M zumindest ein Mitglied aus folgender Gruppe ist: Eisen, Kupfer, Kobalt und Kombinationen davon und/oder – dass als neue Hitzeschutzschicht (4') eine Keramik-Beschichtung verwendet wird, und/oder – dass als neue Hitzeschutzschicht (4') eine Zirkoniumoxid-Beschichtung verwendet wird, und/oder – dass die neue Oxidations- und/oder Korrosionsschutzschicht (3') mit einer Schichtstärke von etwa 150 μm bis 300 μm aufgebracht wird, und/oder – dass die neue Hitzeschutzschicht (4') mit einer Schichtdicke von etwa 200 μm bis 500 μm aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that - when removing the at least one old coating applied to the component old oxidation and / or corrosion protection layer ( 3 ) and one on the oxidation and / or corrosion protection layer ( 3 ) applied old heat protection layer ( 4 ), and / or - that when applying the at least one new coating, a new oxidation and / or corrosion protection layer ( 3 ' ) in the hole area ( 12 ) and in the longitudinal section ( 11 ), and / or - that after the application of the new oxidation and / or corrosion protection layer 3 ' a new heat protection layer 4 ' at least in the hole area ( 12 ) on the oxidation and / or corrosion protection layer 3 ' is applied, and / or - that as a new oxidation and / or corrosion protection layer ( 3 ' ) a metal coating is used, and / or - that as a new oxidation and / or corrosion protection layer ( 3 ' ) an MCrAlY coating is used, wherein M is at least one member from the following group: iron, copper, cobalt and combinations thereof and / or - that as a new heat protection layer ( 4 ' ) a ceramic coating is used, and / or - that as a new heat protection layer ( 4 ' ) a zirconium oxide coating is used, and / or - that the new oxidation and / or corrosion protection layer ( 3 ' ) is applied with a layer thickness of about 150 microns to 300 microns, and / or - that the new heat protection layer ( 4 ' ) is applied with a layer thickness of about 200 microns to 500 microns. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verfahren zum Reparieren oder Erneuern von solchen Kühllöchern (5) verwendet wird, die in der Komponente (1) und/oder in der wenigstens einen Beschichtung (3, 4) entlang ihrer Länge einen konstanten Soll-Querschnitt (6) aufweisen, und/oder – dass das Verfahren zum Reparieren oder Erneuern von solchen Kühllöchern (5) verwendet wird, die eine gegenüber einer Normalen zur Außenseite (2) der Komponente (1) geneigte Längsrichtung aufweisen, und/oder – dass das Verfahren zum Reparieren oder Erneuern von solchen Kühllöchern (5) verwendet wird, die in der Komponente (1) und/oder in der wenigstens einen Beschichtung (3, 4) einen aerodynamisch gestalteten Austrittsbereich (9) mit variierendem Soll-Querschnitt (6) aufweisen, und/oder – dass das Verfahren zum Reparieren oder Erneuern von solchen Kühllöchern (5) verwendet wird, die in der Komponente (1) und/oder in der wenigstens einen Beschichtung (3, 4) einen sich zu einer Austrittsöffnung (8, 8') aufweitenden Soll-Querschnitt (6) aufweisen.Method according to one of claims 1 to 3, characterized - that the method for repairing or renewing such cooling holes ( 5 ) used in the component ( 1 ) and / or in the at least one coating ( 3 . 4 ) along its length a constant nominal cross section ( 6 ), and / or - that the method for repairing or renewing such cooling holes ( 5 ), which is one opposite a normal to the outside ( 2 ) of the component ( 1 ), and / or - that the method for repairing or renewing such cooling holes ( 5 ) used in the component ( 1 ) and / or in the at least one coating ( 3 . 4 ) an aerodynamically shaped exit area ( 9 ) with varying nominal cross section ( 6 ), and / or - that the method for repairing or renewing such cooling holes ( 5 ) used in the component ( 1 ) and / or in the at least one coating ( 3 . 4 ) to an outlet opening ( 8th . 8th' ) widening nominal cross section ( 6 ) exhibit. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass das Kühlloch (5) nach dem Entfernen der wenigstens einen alten Beschichtung (3, 4) im Längsabschnitt (11) in der Längsrichtung des Kühllochs (5) einen Alt-Querschnittsverlauf (14) aufweist, dessen einzelne Alt-Querschnitte (13) größer sind als die zugehörigen Soll-Querschnitte (6) eines Soll-Querschnittsverlaufs (7) in diesem Längsabschnitt (11), und/oder – dass das Kühlloch (5) nach dem Anbringen der wenigstens einen neuen Beschichtung (3', 4') im Längsabschnitt (11) und/oder im Lochbereich (12) in der Längsrichtung des Kühllochs (5) einen Zwischen-Querschnittsverlauf (17) aufweist, dessen einzelne Zwischen-Querschnitte (16) kleiner sind als die zugehörigen Soll-Querschnitte (6) eines Soll-Querschnittsverlaufs (7), und/oder – dass das Kühlloch (5) nach dem teilweisen Entfernen der wenigstens einen neuen Beschichtung (3', 4') im Längsabschnitt (11) und/oder im Lochbereich (12) in der Längsrichtung des Kühllochs (5) einen Neu-Querschnittsverlauf (19) aufweist, dessen einzelne Neu-Querschnitte (18) etwa gleich groß sind wie die zugehörigen Soll-Querschnitte (6) eines Soll-Querschnittsverlaufs (7).Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that - the cooling hole ( 5 ) after removing the at least one old coating ( 3 . 4 ) in the longitudinal section ( 11 ) in the longitudinal direction of the cooling hole ( 5 ) an old cross-sectional profile ( 14 ) whose individual altitudinal cross-sections ( 13 ) are larger than the associated desired cross sections ( 6 ) of a desired cross-sectional profile ( 7 ) in this longitudinal section ( 11 ), and / or - that the cooling hole ( 5 ) after attaching the at least one new coating ( 3 ' . 4 ' ) in the longitudinal section ( 11 ) and / or in the hole area ( 12 ) in the longitudinal direction of the cooling hole ( 5 ) an intermediate cross-sectional profile ( 17 ), whose individual intermediate cross-sections ( 16 ) are smaller than the associated desired cross sections ( 6 ) of a desired cross-sectional profile ( 7 ), and / or - that the cooling hole ( 5 ) after the partial removal of the at least one new coating ( 3 ' . 4 ' ) in the longitudinal section ( 11 ) and / or in the hole area ( 12 ) in the longitudinal direction of the cooling hole ( 5 ) a new cross-sectional course ( 19 ), whose individual new cross-sections ( 18 ) are approximately the same size as the associated desired cross sections ( 6 ) of a desired cross-sectional profile ( 7 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Komponente (1), die mehrere Kühllöcher (5) aufweist, an mehreren Kühllöchern (5) gleichzeitig oder bezüglich der einzelnen Verfahrensschritte zeitlich versetzt durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the method in a component ( 1 ), which have several cooling holes ( 5 ), at several cooling holes ( 5 ) is performed offset in time simultaneously or with respect to the individual process steps. Beschichtete Komponente (1) einer Gasturbine, mit wenigstens einem Kühlloch (5), das in einem an eine Außenseite (2) der Komponente (1) angrenzenden Längsbereich (11) und/oder in einem das Kühlloch (5) einfassenden Lochbereich (12) einen Soll-Querschnitt (6) oder in seiner Längsrichtung einen Soll-Querschnittsverlauf (7) aufweist, den das Kühlloch (5) in einem ursprünglichen Neuzustand der fertigen Komponente (1) aufweist, wobei sich eine Beschichtung (3') der Komponente (1) zumindest bis in den Längsbereich (11) hineinerstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Komponente (1) einer Gasturbine nach einem der vorhergehenden Verfahren hergestellt wurde.Coated component ( 1 ) of a gas turbine, with at least one cooling hole ( 5 ), which in one on an outside ( 2 ) of the component ( 1 ) adjacent longitudinal area ( 11 ) and / or in a cooling hole ( 5 ) enclosing hole area ( 12 ) a desired cross section ( 6 ) or in its longitudinal direction a desired cross-sectional profile ( 7 ), the cooling hole ( 5 ) in an original new condition of the finished component ( 1 ), wherein a coating ( 3 ' ) of the component ( 1 ) at least to the longitudinal region ( 11 ), characterized in that the coated component ( 1 ) of a gas turbine according to one of the preceding methods.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013224103A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Safe plug closure by diffusion coating and process
CN109653805B (en) * 2018-12-07 2021-08-17 中国航发沈阳发动机研究所 Method for matching air film hole of high-pressure turbine guide vane with thermal barrier coating
CN111577396B (en) * 2019-02-15 2024-06-07 浙江大学 Turbine and brayton cycle having the same

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197443A (en) * 1977-09-19 1980-04-08 General Electric Company Method and apparatus for forming diffused cooling holes in an airfoil
EP0228338A2 (en) * 1985-12-23 1987-07-08 United Technologies Corporation Improved film cooling passages with curved corners
US4743462A (en) * 1986-07-14 1988-05-10 United Technologies Corporation Method for preventing closure of cooling holes in hollow, air cooled turbine engine components during application of a plasma spray coating
US5216808A (en) * 1990-11-13 1993-06-08 General Electric Company Method for making or repairing a gas turbine engine component
US5565035A (en) * 1996-03-14 1996-10-15 United Technologies Corporation Fixture for masking a portion of an airfoil during application of a coating
US5702288A (en) * 1995-08-30 1997-12-30 United Technologies Corporation Method of removing excess overlay coating from within cooling holes of aluminide coated gas turbine engine components
US5800695A (en) * 1996-10-16 1998-09-01 Chromalloy Gas Turbine Corporation Plating turbine engine components
US5985122A (en) * 1997-09-26 1999-11-16 General Electric Company Method for preventing plating of material in surface openings of turbine airfoils
US6004620A (en) * 1997-11-12 1999-12-21 Rolls-Royce Plc Method of unblocking an obstructed cooling passage
US6042879A (en) * 1997-07-02 2000-03-28 United Technologies Corporation Method for preparing an apertured article to be recoated
US6183199B1 (en) * 1998-03-23 2001-02-06 Abb Research Ltd. Cooling-air bore
US6210488B1 (en) * 1998-12-30 2001-04-03 General Electric Company Method of removing a thermal barrier coating
US20010001680A1 (en) * 1999-11-24 2001-05-24 Gilbert Farmer Method for thermal barrier coating
US6265022B1 (en) * 1999-08-09 2001-07-24 Abb Alstom Power (Schweiz) Ag Process of plugging cooling holes of a gas turbine component
US20040134897A1 (en) * 2003-01-10 2004-07-15 General Electric Company Process of removing a ceramic coating deposit in a surface hole of a component

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197443A (en) * 1977-09-19 1980-04-08 General Electric Company Method and apparatus for forming diffused cooling holes in an airfoil
EP0228338A2 (en) * 1985-12-23 1987-07-08 United Technologies Corporation Improved film cooling passages with curved corners
US4743462A (en) * 1986-07-14 1988-05-10 United Technologies Corporation Method for preventing closure of cooling holes in hollow, air cooled turbine engine components during application of a plasma spray coating
US5216808A (en) * 1990-11-13 1993-06-08 General Electric Company Method for making or repairing a gas turbine engine component
US5702288A (en) * 1995-08-30 1997-12-30 United Technologies Corporation Method of removing excess overlay coating from within cooling holes of aluminide coated gas turbine engine components
US5565035A (en) * 1996-03-14 1996-10-15 United Technologies Corporation Fixture for masking a portion of an airfoil during application of a coating
US5800695A (en) * 1996-10-16 1998-09-01 Chromalloy Gas Turbine Corporation Plating turbine engine components
US6042879A (en) * 1997-07-02 2000-03-28 United Technologies Corporation Method for preparing an apertured article to be recoated
DE69807892T2 (en) * 1997-07-02 2003-01-16 United Technologies Corp METHOD FOR PRODUCING A BROKEN ARTICLE FOR RECOATING
US6258226B1 (en) * 1997-09-26 2001-07-10 General Electric Company Device for preventing plating of material in surface openings of turbine airfoils
US5985122A (en) * 1997-09-26 1999-11-16 General Electric Company Method for preventing plating of material in surface openings of turbine airfoils
US6004620A (en) * 1997-11-12 1999-12-21 Rolls-Royce Plc Method of unblocking an obstructed cooling passage
US6183199B1 (en) * 1998-03-23 2001-02-06 Abb Research Ltd. Cooling-air bore
US6210488B1 (en) * 1998-12-30 2001-04-03 General Electric Company Method of removing a thermal barrier coating
US6265022B1 (en) * 1999-08-09 2001-07-24 Abb Alstom Power (Schweiz) Ag Process of plugging cooling holes of a gas turbine component
US20010001680A1 (en) * 1999-11-24 2001-05-24 Gilbert Farmer Method for thermal barrier coating
US20010006707A1 (en) * 1999-11-24 2001-07-05 Gilbert Farmer Method and apparatus for thermal barrier coating and removal
US20040134897A1 (en) * 2003-01-10 2004-07-15 General Electric Company Process of removing a ceramic coating deposit in a surface hole of a component

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