DE10233492A1

DE10233492A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beibehalten eines inneren Überzuges während einer Gegenstandsreparatur

Info

Publication number: DE10233492A1
Application number: DE10233492A
Authority: DE
Inventors: Nripendra Nath Das; Stephen Joseph Ferrigno; Jim Dean Reeves; Michael Glenn Gordon
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2003-11-06
Also published as: US6913442B2; US6485655B1; GB2378156A; GB0217759D0; US20030035728A1; JP2003129863A

Abstract

Ein innerer Überzug auf einer Innenkanalwand, der an einer Kanalöffnung durch eine äußere Oberfläche des Gegenstandes freiliegt, wird während einer Reparatur des Gegenstandes, bei der wenigstens ein Teil von einem äußeren Überzug entfernt wird, gegenüber einer Entfernung geschützt, indem um die Kanalöffnung herum eine Maskierungsvorrichtung angeordnet wird. Die Maskierungsvorrichtung weist ein Maskierungsteil und eine im wesentlichen flexible Dichtung auf, die gegenüber einem Überzugsentfernungsmedium für den äußeren Überzug im wesentlichen inert sind. Das Maskierungsteil ist für eine Anordnung um die Kanalöffnung herum über einem Spalt zwischen der äußeren Oberfläche und dem Maskierungsteil geformt. Die im wesentlichen flexible Dichtung ist über dem Spalt angeordnet, um den Spalt im wesentlichen abzudichten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Reparatur von einem Gegenstand, der einen inneren Schutzüberzug auf einem Innenkanal des Gegenstandes aufweist. Insbesondere bezieht sie sich auf die Beibehaltung des inneren Überzuges, während ein Schutzüberzug auf einer äußeren Oberfläche des Gegenstandes entfernt wird.
Komponenten von Energieerzeugungseinrichtungen, beispielsweise einem Turbinentriebwerk, die unter relativ hohen Temperatur- und schwierigen Umgebungsbedingungen arbeiten, weisen im allgemeinen einen Oberflächenschutz oder Überzüge als eine schützende Trennschicht zwischen einem Arbeitsfluid und einem Substratmaterial des Gegenstandes auf. Ein Beispiel ist eine Turbinenabschnittskomponente von einem Gasturbinentriebwerk, die stromabwärts von einem Brenner arbeitet, der Verbrennungsprodukte in einer oxidierenden Atmosphäre erzeugt. Komponenten, wie beispielsweise Turbinenlauf- und -leitschaufeln, sind im allgemeinen aus einer Hochtemperaturlegierung hergestellt und durch wenigstens einen Innenkanal luftgekühlt. Es ist jedoch übliche Praxis, für einen zusätzlichen Schutz auf einer derartigen Komponente wenigstens einen äußeren umgebungsbeständigen Überzug oder Überzugssystem und häufig einen umgebungsbeständigen Überzug auf dem inneren Kanal vorzusehen.
Beispiele von umgebungsbeständigen Hochtemperaturüberzügen umfassen kommerzielle Diffusionsaluminid-Überzugstypen, die allgemein bekannt und im breiten Umfang in der Gasturbinen- Triebwerkstechnik verwendet werden. Derartige Überzüge enthalten Al oder eine Al enthaltende Legierung, die auf eine zu schützende Oberfläche aufgebracht und erhitzt werden, um wenigstens einen Teil von dem Al in das Substrat von einem Gegenstand zu diffundieren. US-Patent 3,667,985 - Levine u. a. beschreibt eine Form von einem derartigen Aluminid-Überzug, der als Codep-Aluminidüberzug im Handel erhältlich ist. Ein anderer Typ eines Schutzüberzuges, der kommerziell im breiten Rahmen bei Gasturbinen-Triebwerksgegenständen verwendet wird, ist der M-Cr-Al Oberflächen-Überzugstyp, bei dem "M" wenigstens eines der Elemente Fe, Co und Ni ist und bei dem wenigstens ein anderes legierendes Element, üblicherweise Y, eingefügt worden ist. Ein noch anderer, breit verwendeter Aluminid-Überzugstyp, der in der Gasturbinen-Triebwerkstechnik verwendet worden ist, ist der Pt-Al Überzugstyp, bei dem Al in eine Pt Schicht eindiffundiert ist, die zunächst auf dem Substrat abgeschieden wird. Typen von derartigen umgebungsbeständigen Aluminidüberzügen werden häufig, zusätzlich zu der äußeren Anwendung, auf einer Oberfläche von einem inneren Kanal von einem Gegenstand abgeschieden, beispielsweise auf der Oberfläche von einem Kühlluft- Innenkanal von einer Turbinenleit- oder -laufschaufel.
In einigen Formen von äußeren umgebungsbeständigen Hochtemperatur-Überzügen wird ein Aluminidüberzug als ein Verbindungsüberzug zwischen einem Substrat und einem äußeren keramischen Grundüberzug verwendet, der gelegentlich als ein thermischer Trennüberzug (TBC von thermal barrier coating) bezeichnet wird. In der keramischen Schicht sind verschiedene Keramikmaterialien verwendet worden, beispielsweise Zirkonoxid, stabilisiert mit Yttriumoxid, und Magnesiumoxid, stabilisiert mit Yttriumoxid.
Periodisch ist es, als eine Folge des Betriebs unter schwierigen Betriebsbedingungen, die einen Aufprall von fluidgetragenen Teilchen oder Objekten auf die Komponentenoberfläche einschließen, notwendig, eine derartige Komponenten zu reparieren. Wie sie in der Gasturbinen-Triebwerkstechnik praktiziert werden, haben gewisse Reparaturen eine Entfernung von wenigstens einem Teil des äußeren Überzuges erforderlich gemacht, um eine Reparatur des Überzugs und/oder eine Reparatur von darunter liegenden Abschnitten der Komponente zu ermöglichen. Beispielsweise hat eine derartige Reparaturpraxis die Entfernung und/oder den Austausch von wenigstens einem Teil des äußeren Überzuges und den Ersatz von einem Teil des Substrates, beispielsweise durch Schweißen, Hartlöten usw., enthalten. Eine Form der Entfernung des äußeren Überzuges, beispielsweise für den Aluminidtyp und auch für den TBC Überzugstyp, hat die Beaufschlagung des äußeren Überzuges mit einem Medium von einem reduzierenden Gas, das ein Halogenidion oder Gas, üblicherweise Fluorid, enthält, beinhaltet. Beispiele von derartigen Entfernungsmethoden sind in den US-Patenten 5,614,054 - Reeves u. a. (patentiert am 25. März 1997); und 5,728,227 - Reverman (patentiert am 17. März 1998) beschrieben.
Obwohl eine Entfernung von wenigstens einem Teil von einem äußeren Überzug bei der Reparatur eines Gegenstandes notwendig sein kann, ist die Entfernung von einem inneren Überzug auf einer Oberfläche von einem Innenkanal bei dem Reparaturverfahren im allgemeinen nicht erforderlich. Eine Beaufschlagung des inneren Überzuges mit dem Medium, das den inneren Überzug zusammen mit dem äußeren Überzug entfernen wird, ist nicht nur unnötig, sondern eine derartige Entfernung, die einen anschließenden Ersatz des inneren Überzuges erforderlich macht, erhöht die Reparaturkosten des Gegenstandes.
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Einrichtung geschaffen zur Verwendung beim Reparieren eines Gegenstandes, der auf einer äußeren Oberfläche einen äußeren Überzug bzw. eine Beschichtung aufweist, von der wenigstens ein Teil durch Beaufschlagung mit einem Überzugentfernungsmittel entfernt wird. Der Gegenstand weist einen inneren Kanal mit einer Kanalöffnung durch die äußere Oberfläche hindurch auf, wobei der Kanal einen Innenkanalüberzug auf einer Kanaloberfläche aufweist. In einem Ausführungsbeispiel wird der innere Überzug von dem Überzugsentfernungsmedium getrennt bzw. isoliert, indem die Kanalöffnung, und dadurch der innere Überzug, mit einer Maskiervorrichtung umgeben und abgetrennt wird, bevor der äußere Überzug entfernt wird. Eine derartige Maskiervorrichtung enthält ein Maskierteil, das gegenüber dem Überzugsentfernungsmedium im wesentlichen inert ist und beispielsweise in einem Hohlraum in dem Maskierteil um die Kanalöffnung herum über einem Spalt zwischen der äußeren Oberfläche und dem Maskierteil angeordnet ist. Die Maskiervorrichtung enthält eine flexible Dichtung, die über dem Spalt zwischen dem Maskierteil und der äußeren Oberfläche angeordnet ist, wodurch die Kanalöffnung von dem Überzugsentfernungsmedium isoliert wird. Dann wird das Verfahren zum Entfernen von wenigstens einem Teil des äußeren Überzugs durchgeführt, indem der äußeren Überzug mit dem Überzugsentfernungsmedium beaufschlagt wird, wobei der innere Überzug durch die Maskiervorrichtung geschützt und auf der Oberfläche des Innenkanals beibehalten wird.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht von einem Ausführungsbeispiel von einem Turbinentriebwerks-Turbinenschaufelsegment, das mehrere stromlinienförmige Teile aufweist, die zwischen inneren und äußeren Stützteilen oder bandähnlichen Teilen getragen und durch einen inneren Kanal gekühlt sind, der Öffnungen durch die Stützteile hindurch aufweist.
Fig. 2 ist eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht von einem Turbinenschaufelsegment ähnlich dem Segment gemäß Fig. 1 und zeigt ein Ausführungsbeispiel der Maskiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die um Öffnungen in den Stützteilen angeordnet sind.
Fig. 3 ist eine vergrößerte schematische Teilschnittansicht von einem Abschnitt von einem Gegenstandsabschnitt, wie beispielsweise von dem Stützteil des in Fig. 2 gezeigten Typs, der über einen Spalt mit einem Abschnitt von einem Maskierteil angeordnet ist.
Fig. 4 und 5 sind vergrößerte, schematische Teilschnittansichten von Ausführungsbeispielen einer flexiblen Dichtung, die über dem Spalt gemäß Fig. 3 angeordnet ist.
Übliche Turbinentriebwerkskomponenten, auf deren Ausführungsbeispiele sich die vorliegende Erfindung bezieht, umfassen Gasturbinentriebwerks-Leit- und -Laufschaufeln, beispielsweise von dem Typ, der in den US-Patenten 5,458,461 - Lee und 5,813,832 - Rasch gezeigt sind, die durch einen inneren Kanal luftgekühlt sind, der häufig eine komplexe Konfiguration hat. Eine Praxis bei der Reparatur der stromlinienförmigen Abschnitte derartige Gasturbinentriebwerkskomponenten besteht darin, dass zunächst wenigstens ein Teil von einem externen oder äußeren umgebungsbeständigen Überzug entfernt wird. Eine derartige Überzugsentfernung erleichtert eine nachfolgende wirksame Reparatur des Überzuges bzw. der Beschichtung und/oder der Substratstruktur der Komponente, beispielsweise durch eine Überzugsreparatur und/oder einen Austausch, und eine Reparatur der Substratstruktur.
Ein Verfahrenstyp zur Überzugsentfernung enthält eine Beaufschlagung mit einem reduzierenden gasförmigen Medium, das ein Halogenidgas oder Ionen enthält, üblicherweise ein Fluoridgas in Mischung mit Wasserstoffgas. Ausführungsbeispiele dieses Mediumtyps und des Verfahrens sind in den eingangs genannten US-Patenten von Reeves u. a. und Reverman im Detail beschrieben. Im allgemeinen enthalten derartige stromlinienförmige Abschnitte, die bei relativ hohen Temperaturen und schwierigen Umgebungsbedingungen arbeiten, einen Schutzüberzug auf inneren Kanaloberflächen. Üblicherweise enthält ein derartiger innerer Überzug Al und ist von einem Typ, der durch Beaufschlagung bei Überzugsentfernungstemperaturen mit einem Überzugsentfernungsmedium, wie beispielsweise einer Fluorid enthaltenden reduzierenden Mischung, entfernt oder verarmt werden kann. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung isolieren, schützen und bewahren einen derartigen inneren Überzug während der Entfernung von einem äußeren Überzug.
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht von einem Gasturbinentriebwerks-Schaufelsegment, das allgemein bei 10 gezeigt ist und aus einer Hochtemperaturlegierung hergestellt ist, beispielsweise einer, die auf Fe, Co und/oder Ni basiert. Das Schaufelsegment 10 enthält eine äußere Halterung oder Band 12, eine innere Halterung oder Band 14 und mehrere, in diesem Beispiel zwei, typische luftgekühlte stromlinienförmige Schaufelabschnitte 16, die von den inneren und äußeren Halterungen 12 und 14 getragen und im Abstand gehalten sind, beispielsweise durch Schweißen oder Hartlöten. Die stromlinienförmigen Abschnitte 16 sind durch einen hohlen Innenraum mit inneren Kanälen luftgekühlt, wie sie beispielsweise durch Schaufelinnenwände gebildet sind, von denen ein Teil bei 18 gezeigt ist und die sich durch Öffnungen 20 in den Halterungen durch eine äußere Halterung 12 hindurch erstrecken. Im allgemeinen enthalten die inneren und äußeren Halterungen 12 und 14 verschiedene Vorsprünge oder Rippen, beispielsweise zur Verwendung bei der Montage des Schaufelsegmentes mit einer kooperierenden Komponente, beispielsweise mit anderen Schaufelsegmenten von einer Düseneinrichtung, Düsenhalterungsstruktur usw. Solche vorstehenden Merkmale sind über den radial äußeren und radial inneren Abschnitten der Halterungen angeordnet, entfernt von der Strömungsbahn des Triebwerks. In Fig. 1 sind einige derartiger Rippen auf dem äußeren Band oder der Halterung 12 bei 22 und 24 gezeigt. In ähnlicher Weise enthält das innere Band 14 Rippen 26 und 28.
Wie oben ausgeführt wurde, ist es übliche Praxis, die äußere Oberfläche von einem stromlinienförmigen Abschnitt 16 mit einem umgebungsbeständigen Überzug zu schützen, beispielsweise einem Diffusionsaluminid, einer Auflage oder einem TBC Beschichtungssystem. Weiterhin ist die Wand 18, die wenigstens einen Teil von einem inneren Kühlluftkanal 20 bildet, mit einem umgebungsbeständigen Überzug beschichtet, üblicherweise einem Aluminid. Die schematische, teilweise geschnittene Ansicht von Fig. 2 zeigt ein Schaufelsegment ähnlich demjenigen in Fig. 1, das einen stromlinienförmigen Abschnitt 16 aufweist, der aus Zweckmäßigkeitsgründen nicht im Schnitt gezeigt ist und durch und zwischen der im Abstand angeordneten äußeren Halterung 12 und der inneren Halterung 14 getragen ist, die im Querschnitt gezeigt sind. Der stromlinienförmige Abschnitt 16 enthält darauf einen umgebungsbeständigen Überzug 30. Die Innenkanalwände 18, die durch Öffnungen 20 gezeigt sind, die gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 2 mehrere im Abstand angeordnete Öffnungsabschnitte in dem äußeren Band 12 und durch die Öffnung 20 in einem inneren Band 14 gezeigt sind, weisen darauf einen umgebungsbeständigen Überzug 32 auf. In Fig. 2 sind im Schnitt Rippen 22 und 24, die von der äußeren Oberfläche 25 des äußeren Bandes oder der Halterung 12 vorstehen, und Rippen 26 und 28 gezeigt, die von der äußeren Oberfläche 29 eines inneren Bandes oder einer Halterung 14 vorstehen.
Während eines Typs der Reparatur des Schaufelsegmentes 10, um beispielsweise eine Beschädigung an dem Substrat des stromlinienförmigen Abschnittes 16 zu reparieren oder um wenigstens einen Teil des Überzugs 30, oder beides, auf dem stromlinienförmigen Abschnitt 16 zu reparieren, war es notwendig, wenigstens einen Teil des Überzuges 30 zu entfernen. Jedoch war eine Entfernung des inneren Überzuges 32 für eine derartige Reparatur nicht erforderlich. Die Beibehaltung des Überzuges 32 war für einen fortgesetzten Schutz, während des Servicebetriebs, der inneren Kanäle, die wenigstens teilweise durch Wände 18 gebildet sind, erwünscht. Eine Entfernung des Überzugs 32würde seinen Ersatz erforderlich machen, was zu den Kosten der Reparatur beiträgt. Wie oben beschrieben ist, erfolgte eine Form der Entfernung des Überzuges 30 von der Schaufel dadurch, dass er bei einer erhöhten Temperatur einem kommerziell verwendeten Überzugsentfernungsmedium aus einem reduzierenden Gas ausgesetzt wurde, das ein Halogen enthält, beispielsweise Fluoridion oder -gas.
Ausführungsbeispiele der Erfindung vermeiden eine Entfernung des inneren Überzuges 32, während der äußere Überzug 30 einem Überzugsentfernungsmedium ausgesetzt wird, indem der innere Überzug an den Öffnungen 20 isoliert bzw. abgetrennt wird. Der Überzug 32 auf den Wänden 18 wird von dem Überzugsentfernungsmaterial durch eine Maskierungsvorrichtung abgetrennt, die aus Komponenten hergestellt ist, die gegenüber dem Überzugsentfernungsmaterial im wesentlichen inert sind. Wie es hier verwendet wird, soll ein gegenüber einem Medium inertes Material innerhalb seiner Bedeutung ein solches enthalten, das gelegentlich in der Technik als ein "Getter" bezeichnet wird, beispielsweise eines, das bevorzugt mit einem Medium reagiert. Die Maskierungsvorrichtung weist wenigstens ein Maskierungsteil in Kombination mit einer flexiblen Dichtung über einem Spalt zwischen dem Maskierungsteil und dem Gegenstand auf, um eine Strömung des Überzugsentfernungsmaterials zum inneren Überzug 32 zu hemmen.
Ein Ausführungsbeispiel von einer Maskierungsvorrichtung für einen Gegenstand, beispielsweise einem Schaufelsegment mit mehreren Öffnungen 20 an im Abstand angeordneten Abschnitten des Gegenstandes, ist allgemein bei 33 in Fig. 2 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Maskierungsvorrichtung 33 mehrere Maskierungsabschnitte auf, einen an der äußeren Halterung 12 und einen an der inneren Halterung 14, beide am Umfang und die Kanalöffnungen 20 umgebend, die mehrere Öffnungsabschnitte bilden können. In diesem Ausführungsbeispiel wurde ein äußeres Maskenteil 34, beispielsweise aus Graphit, das gegenüber einem reduzierenden Gas, das Fluoridgas in Wasserstoff enthält, im wesentlichen inert ist, so geformt ist, dass es mit Aussparungen 36 bzw. 38 des Maskenteils mit äußeren Rippen 22 und 24 der äußeren Halterung 12 übereinstimmt. Wenn Rippen 22 und 24 in den Aussparungen 36 und 38 angeordnet wurden, wurden Spalte 40 und 42, die in diesem Ausführungsbeispiel eine labyrinthförmige Bahn bilden, auf entsprechende Weise zwischen den Rippen und Wänden der Aussparungen ausgebildet, um eine unterschiedliche thermische Expansion zwischen den Materialien mit unterschiedlichen thermischen Expansionscharakteristiken während des Überzugsentfernungsprozesses zu ermöglichen. Üblicherweise sind derartige Spalte in dem Bereich von etwa 0,5 bis 1 mm (0,02-0,04 Zoll) gewesen. In ähnlicher Weise war eine innere Halterung 14, ein inneres Maskenteil 44, das im Abstand von einem äußeren Maskenteil 34 angeordnet war, so geformt, dass es mit Aussparungen 46 und 48 auf entsprechende Weise mit inneren Rippen 26 und 28 der inneren Halterung 14 übereinstimmen. Zwischen diesen Rippen und Wänden der Aussparungen waren Spalte 50 uns 52 vorgesehen, die ebenfalls eine labyrinthähnliche Bahn bilden, wie es oben beschrieben ist.
Die Maskiervorrichtung 33 enthält, für jeden Abschnitt, eine flexible Dichtung, die bei 54 gezeigt ist und über einem Eingang von jedem der Spalten angeordnet ist und diesen abdichtet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weisen die flexiblen Dichtungen 54 eine Metallfolie 56 auf, die über jeden Spalt gebunden ist. Beispielsweise kann eine derartige Folie eine Hochtemperaturfolie sein, die auf wenigstens einem Element von beispielsweise Fe, Co und Ni basiert und in der Lage ist, der Temperatur zu widerstehen, bei der die Überzugsentfernung durchgeführt wird, und die gegenüber dem Überzugsentfernungsmedium im wesentlichen inert ist. In einem Ausführungsbeispiel weist eine derartige Folie ein Klebemittel auf einer Oberfläche auf, um dieses Verbinden bzw. Bonden zu erleichtern. Zusätzlich war in diesem Ausführungsbeispiel ein flexibles, kittähnliches Hochtemperaturmaterial 58 über der Folie 56 angeordnet, falls sich die Folie 56 während der Ausführung eines Überzugsentfernungsprozesses bei einer relativ hohen Temperatur deformiert, beispielsweise verwirft. Ausführungsbeispiele von einem derartigen Hochtemperaturkitt, der bei der Entwicklung der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, enthielten ein Pulver von einem Metall, Metalloxid, Keramik und/oder Graphit in einem organischen Binder, von dem eine Form als organischer Binder B-200 im Handel erhältlich ist. Der Hochtemperaturkitt ist in der Lage, dem Überzugsentfernungsprozess zu widerstehen, obwohl beobachtet worden ist, dass der Kitt während der Bearbeitung als eine Folge von flüchtigen Komponenten aushärtet. Ausführungsformen von einem derartigen Kitt sind mit weiteren Einzelheiten in dem US-Patent 6,224,673 von Das u. a. beschrieben, beispielsweise in dem Absatz, der die Spalten 7 und 8 überbrückt. Die Maskiervorrichtung wurde in Übereinstimmung gehalten, wie beschrieben, durch eine Haltevorrichtung, die durch Kraftpfeile 60 dargestellt ist, um die Maskiervorrichtung und das Schaufelsegment während der Überzugsentfernung aneinander zu befestigen. Beispielsweise kann eine derartige Haltevorrichtung geeignet geformte Halterungen oder Klemmen aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel waren mehrere Segmente, beispielsweise jedes von einem Ausführungsbeispiel ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Segment, die jeweils innere und äußere, im Abstand angeordnete Halterungen oder Bänder aufwiesen, zwischen denen wenigstens ein stromlinienförmiger Abschnitt gehalten wurde, zusammengesetzt für eine Entfernung des äußeren Überzuges, beispielsweise in einer Umfangs- oder im wesentlichen kreisförmigen Anordnung in einer Düsenform. In diesem Ausführungsbeispiel wurden innere und äußere Maskierungsteile der Maskierungsvorrichtung, wobei in einigen Formen die Maskierungspfeile auf zweckmäßige Weise segmentiert waren für eine einfache Montage, an jedem der inneren und äußeren Bänder in einer im wesentlichen kreisförmigen Anordnung zusammengesetzt und mit den Segmenten durch innere und äußere Fixierungshaltebänder in Übereinstimmung gehalten. Vorsprünge von den inneren und äußeren Bändern wurde in Aussparungen in den Maskierungsteilen angeordnet.
Die vergrößerten Teilschnittansichten der Fig. 3, 4 und 5 zeigen schematisch einen typischen Spalt 62 zwischen einem inneren Überzug 64 auf einem Gegenstandsabschnitt 66 und einem Maskierungsteil 68. Ein Ausführungsbeispiel der Maskierungsvorrichtung 33 gemäß der Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt und weist eine Metallfolie 56 auf, die den Spalt 62 zwischen dem Gegenstandsabschnitt 66 und dem Maskierungsteil 68 überbrückt und abdichtet, um den Überzug 64 zu isolieren bzw. abzusperren. Ein anderes Ausführungsbeispiel, das das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 enthält, ist in Fig. 5 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel weist kittähnliches Material 58 auf, das in Kombination über der Metallfolie 56 angeordnet ist, um die Metallfolie 56 einzuschließen und den Überzug 64 zu isolieren bzw. abzutrennen.
Während der Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurde ein Düsensegment von einem Gasturbinentriebwerk, das allgemein von dem in Fig. 1 gezeigten Typ war, hinsichtlich einer Beschädigung während des Servicebetriebes untersucht. In diesem Beispiel enthielt das Düsensegment 6 stromlinienförmige Abschnitte, die aus einer Hochtemperatur-Nickelbasis-Superlegierung hergestellt war, die kommerziell als Rene' N5 Legierung bezeichnet wird, hergestellt waren und zwischen inneren und äußeren Halterungsbändern verbunden waren, die aus einer Nickelbasis-Legierung hergestellt sind, die kommerziell als Rene' 77 Legierung erhältlich ist. In einigen anderen Ausführungsbeispielen der Gasturbinentriebwerks-Düsensegmente wurden Kobaltbasis-Legierungen, wie beispielsweise die kommerziell verwendete X-40 Legierung, in den Segmenten verwendet, beispielsweise als eines oder mehrere Halterungsbänder. In diesem Ausführungsbeispiel enthielten die stromlinienförmigen Abschnitte ein äußeres, umgebungsbeständiges, kommerziell erhältliches TBC Überzugssystem, das mit Yttriumoxid stabilisiertes Zirkonoxid aufweist und mit dem Substrat des stromlinienförmigen Abschnittes durch einen metallischen Bindeüberzug von dem oben beschriebenen MCrAlY Überzugstyps gebunden bzw. gebondet war. Die stromlinienförmigen Abschnitte enthielten einen inneren Kühlluftkanal, der durch jedes der inneren und äußeren Halterungsbänder offen war und mit einem inneren umgebungsbeständigen Überzug aus Aluminid überzogen war. Es wurde während der Inspektion beobachtet, dass sich ein Riss in einem stromlinienförmigen Abschnitt während des Servicebetriebs entwickelt hatte. Eine Reparatur des Risses war erforderlich, beispielsweise durch Schweißen und/oder Hartlöten. Um diese Reparatur zu ermöglichen, war es notwendig, dass wenigstens ein Teil von dem äußeren Überzug entfernt wurde. Eine Entfernung des inneren Überzuges war jedoch nicht erforderlich und, wenn er entfernt würde, müsste er ersetzt werden, wodurch die Reparaturkosten erhöht werden.
Um eine Entfernung des inneren Überzuges während der Entfernung des äußeren Überzuges zu vermeiden, wurde ein Ausführungsbeispiel der Maskiervorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen und aufgebracht, wie es in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben ist, um den inneren Überzug von einem äußeren Überzugsentfernungsmedium zu isolieren bzw. abzutrennen. Zwei Maskierungsteile, die aus Graphit hergestellt waren, wurden jeweils geformt und im Abstand angeordnet, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, um mit Rippen übereinzustimmen, die von den inneren und äußeren Halterungsbändern vorstehen, um die Innenkanalöffnungen durch die Halterungen über einen Spalt zwischen diesen Strukturen zu umgeben und zu isolieren. Die im Abstand angeordneten Graphit-Maskierungsteile wurden an dem Schaufelsegment mit einer Klemmhalterung befestigt. In einem anderen Ausführungsbeispiel, bei dem eine Düsenvorrichtung aus mehreren in Umfangsrichtung angeordneten oder ringförmigen Segmenten repariert wurde, wurden innere und äußere Halte- oder Klemmringe aufgebracht, um die Maskierungsteile an den Segmenten zu befestigen.
Um die Spalte abzudichten und den inneren Überzug zu isolieren, wurde eine flexible Dichtung, die eine Ni-Folie mit einem Klebemittel auf der einen Seite aufwies, gebondet, indem die Folie über den Spalt gepresst wurde. Dann wurde ein Kitt, der etwa 90 Gew.-% Ni-Pulver in der oben bezeichneten B-200 organischen Bindermatrix aufwies, über die Ni-Folie aufgebracht, um eine Maskierungsvorrichtung zu bilden.
Wenn die Maskierungsvorrichtung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel angeordnet ist, wie es oben beschrieben ist, wurde der äußere TBC Überzug von der äußeren Oberfläche der stromlinienförmigen Abschnitte entfernt. Eine Entfernung wurde dadurch ausgeführt, dass die maskierte Vorrichtung einem Überzugsentfernungsmedium aus einer reduzierenden Mischung von etwa 6-13 Gew.-% Wasserstofffluoridgas ausgesetzt wurde, wobei der Rest hauptsächlich aus Wasserstoffgas bestand. Die Aussetzung erfolgte bei einer Temperatur in dem Bereich von etwa 870-1100°C (1600-2000°F) für etwa 2-10 Stunden. Nach dieser Aussetzung wurde die Maskierungsvorrichtung aus dem Schaufelsegment herausgenommen. Es wurde beobachtet, dass der innere Überzug auf den inneren Kanälen verblieben war. Anschließend wurde die Beschädigung an dem stromlinienförmigen Abschnitt repariert.

Claims

1. Verfahren zum Reparieren eines Gegenstandes (10), der einen äußeren Überzug (30) auf einer äußeren Oberfläche (25) aufweist, wobei wenigstens ein Teil von dem äußeren Überzug (30) entfernt wird durch Aussetzen gegenüber einem Überzugsentfernungsmedium und der Gegenstand (10) wenigstens einen Innenkanal mit einer Kanalöffnung (20) durch die äußere Oberfläche (25) hindurch aufweist, wobei der Kanal einen inneren Überzug (32) auf einer Kanalwand (18) aufweist, enthaltend die Schritte:
Isolieren bzw. Abtrennen des inneren Überzuges (32) von dem Überzugsentfernungsmaterial um die Kanalöffnung (20) herum, indem eine Maskierungsvorrichtung (33) vorgesehen wird, die ein Maskierungsteil (34) und eine im wesentlichen flexible Dichtung (54) aufweist, die jeweils aus einem Material bestehen, das gegenüber den Überzugsentfernungsmedium im wesentlichen inert ist,
Anordnen des Maskierungsteils (34) um die Kanalöffnung (20) herum über einem Spalt (40) zwischen dem Maskierungsteil (34) und der äußeren Oberfläche (25),
Anordnen der im wesentlichen flexiblen Dichtung (54) über dem Spalt (40), um den Spalt (40) im wesentlichen abzudichten, und dann
Aussetzen des äußeren Überzuges (30) gegenüber dem Überzugsentfernungsmedium, während der innere Überzug (33) auf der Kanalwand (18) beibehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Innenkanal eine erste Kanalöffnung (20) durch eine erste äußere Oberfläche (25) und eine zweite Kanalöffnung (20) durch eine zweite äußere Oberfläche (29) aufweist, die im Abstand von der ersten äußeren Oberfläche (25) angeordnet ist, wobei
der innere Überzug (32) von dem Überzugsentfernungsmedium isoliert bzw. abgetrennt wird, indem eine Maskierungsvorrichtung (33) vorgesehen wird, die ein erstes Maskierungsteil (34) und eine erste im wesentlichen flexible Dichtung (54) für die erste Kanalöffnung (20) und ein zweites Maskierungsteil (44) und eine zweite im wesentlichen flexible Dichtung (54) für die zweite Kanalöffnung (20) aufweist,
Anordnen des ersten Maskierungsteils (34) um die erste Kanalöffnung (20) herum über einen ersten Spalt (40, 42) und des zweiten Maskierungsteils (44) um die zweite Kanalöffnung (20) herum über einen zweiten Spalt (50, 52),
Anordnen der ersten im wesentlichen flexiblen Dichtung (54) über dem ersten Spalt (40, 42) und der zweiten im wesentlichen flexiblen Dichtung (54) über dem zweiten Spalt (50, 52), und dann
Aussetzen des äußeren Überzuges gegenüber dem Überzugsentfernungsmedium.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei wenigstens eine der ersten und zweiten Kanalöffnungen (20) eine Anzahl von im Abstand angeordneten Öffnungsabschnitten aufweist und
die entsprechende Maskierungsvorrichtung (33) für eine Kanalöffnung (20) um die entsprechende Anzahl von Öffnungsabschnitten (20) herum angeordnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 zum Reparieren eines Gegenstandes (10) in der Form von wenigstens einem Turbinentriebwerks-Schaufelsegment, wobei ein Segment wenigstens einen stromlinienförmigen Abschnitt (16) aufweist, der auf einer äußeren Oberfläche des stromlinienförmigen Abschnittes (16) einen äußeren Überzug aufweist, von dem wenigstens ein Teil entfernt werden soll, der stromlinienförmige Abschnitt (16) zwischen im Abstand angeordneten ersten und zweiten Halterungen (12, 14) getragen wird, der stromlinienförmige Abschnitt wenigstens einen inneren Kanal mit einer ersten Öffnung (20) durch eine erste äußere Oberfläche (25) der ersten Halterung (12) und einer zweiten Öffnung (20) durch eine zweite äußere Oberfläche (29) der zweiten Halterung (14) aufweist, wobei der innere Kanal einen inneren Überzug (32) auf einer Kanalwand (18) aufweist, der von dem Überzugsentfernungsmedium isoliert bzw. abgetrennt wird, indem:
das erste Maskierungsteil (34) an der ersten äußeren Oberfläche (25) um die erste Öffnung (20) in der ersten Halterung (12) über einem ersten Spalt (40, 42) zwischen der ersten äußeren Oberfläche (25) und dem ersten Maskierungsteil (12) angeordnet wird,
eine erste im wesentlichen flexible Dichtung (54) über dem ersten Spalt (40, 42) angeordnet wird,
das zweite Maskierungsteil (44) an der zweiten äußeren Oberfläche (29) um die zweite Öffnung (20) in der zweiten Halterung (14) über einem zweiten Spalt (50, 52) zwischen der zweiten äußeren Oberfläche (29) und dem zweiten Maskierungsteil (44) angeordnet wird,
eine zweite im wesentlichen flexible Dichtung (54) über dem zweiten Spalt (50, 52) angeordnet wird und dann
der äußere Überzug gegenüber dem Überzugsentfernungsmedium ausgesetzt wird, während der innere Überzug (32) auf der inneren Kanalwand (18) beibehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Gegenstand (10) die Form von einer Anzahl von Turbinentriebwerks- Schaufelsegmenten hat, wobei:
die Anzahl von Segmenten im wesentlichen zu einem Ring von Segmenten zusammengesetzt wird,
das erste Maskierungsteil (12) an den ersten äußeren Oberflächen (25) der Segmente über dem ersten Spalt (40, 42) angeordnet wird,
eine erste im wesentlichen flexible Dichtung (54) über dem ersten Spalt (40, 42) angeordnet wird,
das zweite Maskierungsteil (54) an den zweiten äußeren Oberflächen (29) der Segmente über dem zweiten Spalt (50, 52) angeordnet wird,
die zweite im wesentlichen flexible Dichtung (54) über dem zweiten Spalt (50, 52) angeordnet wird und
die ersten und zweiten Maskierungsteile (34, 44) durch eine Haltevorrichtung (60) mit den Segmenten in Übereinstimmung gehalten werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei wenigstens eines der ersten und zweiten Maskierungsteile (34, 44) eine Anzahl von Maskierungsteilsegmenten aufweist, die zu einem Maskierungsteil (34, 44) zusammengesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei:
wenigstens eine äußere Oberfläche (25) von einem Segment einen Vorsprung (22) aufweist,
ein Maskierungsteil (34), das auf der äußeren Oberfläche (25) angeordnet wird, eine so geformte Aussparung (36) aufweist, das der Vorsprung (22) aufgenommen wird, und
das Maskierungsteil (34) und eine äußere Oberfläche (25) so angeordnet werden, dass der Vorsprung (22) in der Aussparung (36) angeordnet ist.

8. Maskierungsvorrichtung (33) zur Anordnung auf einer äußeren Oberfläche (25) von einem Gegenstand (10), der einen Innenkanal mit einer Öffnung (20) durch die äußere Oberfläche (25) aufweist, um den Innenkanal an der äußeren Oberfläche (25) zu isolieren bzw. abzutrennen, enthaltend:
ein Maskierungsteil (34), das auf der äußeren Oberfläche (25) um die Öffnung (20) des Innenkanals herum über einem Spalt (40) zwischen der äußeren Oberfläche (25) und dem Maskierungsteil (34) angeordnet ist, und
eine im wesentlichen flexible Dichtung (54), die über dem Spalt (40) angeordnet ist, um den Spalt im wesentlichen abzudichten.

9. Maskierungsvorrichtung (33) nach Anspruch 8 zum Anordnen auf einer ersten äußeren Oberfläche (25) und einer zweiten äußeren Oberfläche (29) des Gegenstandes, die im Abstand von der ersten äußeren Oberfläche (25) angeordnet ist, wobei der Innenkanal des Gegenstandes (10) eine erste Öffnung (20) durch die erste äußere Oberfläche (25) hindurch und eine zweite Öffnung (20) durch die zweite äußere Oberfläche (29) hindurch aufweist, wobei die Maskierungsvorrichtung (33) enthält:
ein erstes Maskierungsteil (34), das an der ersten äußeren Oberfläche (25) um die erste Öffnung (20) herum über einem ersten Spalt (40) zwischen der ersten äußeren Oberfläche (25) und dem ersten Maskierungsteil (34) angeordnet ist, eine erste im wesentlichen flexible Dichtung (54), die über dem ersten Spalt (40) angeordnet ist, um den ersten Spalt (40) im wesentlichen abzudichten,
ein zweites Maskierungsteil (44), das auf der zweiten äußeren Oberfläche (29) um die zweite Öffnung (20) herum über einen zweiten Spalt (50) zwischen der zweiten äußeren Oberfläche (29) und dem zweiten Maskierungsteil (44) angeordnet ist, eine zweite im wesentlichen flexible Dichtung (54), die über dem zweiten Spalt (50) angeordnet ist, um den zweiten Spalt (50) im wesentlichen abzudichten, und
eine Haltevorrichtung (60) zum Halten der ersten und zweiten Maskierungsteile (34, 44) der Maskierungsvorrichtung (33) in Übereinstimmung mit den ersten und zweiten äußeren Oberfläche (25, 29) des Gegenstandes (10).

10. Maskierungsvorrichtung (33) nach Anspruch 8, wobei
die äußeren Oberflächen (25, 29) des Gegenstandes einen Vorsprung (22, 26) aufweisen und
das Maskierungsteil (34, 44), das an der äußeren Oberfläche (25, 29) angeordnet ist, eine geformte Aussparung (36) zur Aufnahme des Vorsprungs (22, 26) aufweist.

11. Maskierungsvorrichtung (33) nach Anspruch 8, wobei das Maskierungsteil (34, 44) mehrere Maskierungsteilsegmente aufweist, die zu einem Maskierungsteil (34, 44) zusammengesetzt sind.

12. Maskierungsvorrichtung (33) nach Anspruch 9, wobei der Gegenstand (10) wenigstens ein Turbinentriebwerks- Düsensegment ist, die erste äußere Oberfläche (25) des Gegenstandes eine äußere Oberfläche von einem äußeren Halterungsband (12) der Turbinentriebwerksdüse ist und die zweite äußere Oberfläche (29) des Gegenstandes eine äußere Oberfläche von einem inneren Halterungsband (14) der Turbinentriebwerksdüse ist.

13. Maskierungsvorrichtung (33) nach Anspruch 12 zur Anordnung auf einem Gegenstand (10), der eine Anzahl von Turbinentriebwerks-Düsensegmenten aufweist, die zu einer im wesentlichen kreisförmigen Turbinentriebwerks-Düseneinrichtung zusammengesetzt sind, wobei die Maskierungsvorrichtung (33) enthält:
mehrere erste Maskierungsteile (34), die zu einer im wesentlichen kreisförmigen Anordnung um die äußeren Oberfläche (25) des äußeren Halterungsbandes (12) herum zusammengesetzt sind, und
eine Anzahl von zweiten Maskierungsteilen (44), die zu einer im wesentlichen kreisförmigen Anordnung um die äußeren Oberflächen (29) des inneren Halterungsbandes (14) zusammengesetzt sind.

14. Maskierungsvorrichtung (33) nach Anspruch 13, wobei:
die ersten und zweiten äußeren Oberflächen (25, 29) von jedem der mehreren Turbinentriebwerks-Düsensegmente wenigstens einen Vorsprung (22, 26) aufweisen und
die Maskierungsteile (34, 44), die auf entsprechende Weise mit dem Vorsprung (22, 26) zusammenarbeiten, eine Aussparung (36) aufweisen, die zur Aufnahme des Vorsprungs (22, 26) geformt ist.