DE10259364A1 - Verfahren zum Entfernen von zumindest einem Oberflächenbereich eines Beuteils - Google Patents

Verfahren zum Entfernen von zumindest einem Oberflächenbereich eines Beuteils Download PDF

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Marc De Vogelaere
Daniel Körtvelyssy
Ursus Dr. Krüger
Ralph Reiche
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Siemens AG
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F1/00—Electrolytic cleaning, degreasing, pickling or descaling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entfernen von Oberflächenbereichen (19) nutzt innerhalb des Oberflächenbereiches (19) Gasblasen (25) zur Rissbildung (22) und damit zur Entfernung von Oberflächenbereichen (19).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von zumindest einem Oberflächenbereich eines Bauteils.
  • Oberflächenbereiche eines Bauteils (massiv, oder Schichtsystem aus Substrat und Schicht), die beispielsweise korrodiert sind und entfernt werden sollen, können auf verschiedene Art und Weise entfernt werden.
  • Dies kann durch Sandstrahlen, chemisches Ätzen oder andere Verfahren erfolgen.
  • Diese Verfahren sind jedoch sehr aufwändig und beschädigen oft in unerwünschter Weise das Substrat oder die Teile.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren aufzuzeigen, das die obengenannten Probleme überwindet.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Entfernen von zumindest einem Oberflächenbereich gemäß Anspruch 1.
  • Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen aufgelistet. Die vorteilhaften Maßnahmen in den Unteransprüchen können miteinander kombiniert werden.
  • Es zeigen
  • 1 eine Gasblase in einer Fehlstelle eines Oberflächenbereichs,
  • 2 die Gasblasenbildung in geschlossenen Poren eines Oberflächenbereichs,
  • 3 eine Fehlstelle zwischen einer Schicht und einem Substrat, und
  • 4 den Effekt von Gasdiffusion in Oberflächenbereiche eines Bauteils.
  • Die 1 zeigt eine Gasblase 25 in einer Fehlstelle 28 eines Oberflächenbereichs 19 eines Bauteils 10.
  • Ein Bauteil 10, das mittels des erfindungsgemässen Verfahrens behandelt wird, besteht beispielsweise aus einer Nickel- oder Kobaltbasierten Superlegierung, insbesondere für Gasturbinenteile wie z.B. eine Turbinenschaufel 11, mit korrodierten Bereichen an der Oberfläche 20.
  • Ebenso kann das Bauteil 10 ein Substrat 31 (2) mit einer MCrAlY-Schicht 34 (2) sein, die beispielsweise oxidiert oder korrodiert ist.
  • Dieser Oberflächenbereich oder die Schicht 34 stellt dann zumindest einen zu entfernenden Oberflächenbereich 19 dar. Die bspw. mehrfach vorhandenen Oberflächenbereiche 19 weisen durch ihre Degradation Fehlstellen 28 wie z.B. Hinterschneidungen, Risse, Kerben, Gitterfehler u.ä. auf.
  • In den Fehlstellen 28 ist Gas, insbesondere in Form von Gasblasen 25 vorhanden, dessen Gasdruck durch verschiedene Methoden (bspw. Elektrolyse) erzeugt und gegebenenfalls zusätzlich durch Erwärmung erhöht werden kann.
  • Ein entsprechend hoher Gasdruck, der sich insbesondere dynamisch entwickelt, in dem Gas oder in den Gasblasen 25 erzeugt in dem Oberflächenbereich 19 mechanische Spannungen, die zu Bildungen von Rissen 22 in dem Oberflächenbereich 19 führt. Durch diese Rissbildung kann es zum Abplatzen von Teilen des Oberflächenbereichs 19 und zur Entfernung des Oberflächenbereichs 19 kommen.
  • Auch können die Risse 22 den Oberflächenbereich 19 mechanisch schwächen, so dass bspw. ein anschliessendes Sandstrahlen die Entfernung des Oberflächenbereichs 19 erleichtert oder ermöglicht.
  • Der Oberflächenbereich 19 mit dem Gas oder den Gasblasen 25 kann optional bspw. durch Laser- und/oder Induktivheizung insbesondere schnell erwärmt werden, um den Gasdruck des Gases oder in den Gasblasen 25 zu erhöhen, so dass eine Diffusion des Gases aus dem Material des Bauteils 10 nicht oder kaum stattfindet.
  • Durch die Erwärmung steigt der Gasdruck an, ohne dass hierzu eine weitere Gaszufuhr erfolgen muss.
  • Der Effekt ist, dass Risse 22 im Oberflächenbereich 19 erzeugt werden.
  • Das Bauteil 10 mit dem Oberflächenbereich 19 kann zusätzlich einem Vakuum ausgesetzt werden, so dass der Druckunterschied noch grösser wird und das Verfahren beschleunigt wird.
  • Die Gasblasen 25 und das Gas in dem Oberflächenbereich 19 werden bspw. in einem elektrolytischen Verfahren erzeugt.
  • Das Bauteil 10 ist dann bspw. zusammen mit einer Elektrode in einem Elektrolyt angeordnet, wobei beide elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Durch Anlegen einer Spannung wird ein elektrolytischer Prozess gestartet und es gelangt bei geeigneter Wahl bspw. von Elektrode, Spannung oder Elektrolyt Gas in die Fehlstellen 28. Je nach Elektrolyt oder je nach Verfahren kann Wasserstoff und/oder Sauerstoff und/oder Stickstoff in die Fehlstellen 28 eingebracht werden.
  • Weitere Methoden zur Gaserzeugung in den Fehlstellen 28 sind denkbar, wie z.B. durch die Anordnung des Bauteils 10 in einer Salzschmelze.
  • Weiterhin kann das Bauteil 10 vor der Erwärmung mit einer dichten, aber elastischen Schicht bedeckt werden, die verhindert, dass das Gas bei der Erwärmung entweicht.
  • 2 zeigt den Effekt der Diffusion des sich beispielsweise im Elektrolyt 7 bildenden Gases in das Bauteil 10.
  • Aufgrund der Elektrolyse bildet sich ein Gas, beispielsweise Wasserstoff, das das Bauteil 10 als Elektrode oder als zusätzliche Anordnung im Elektrolyt 7 umgibt.
  • Der Wasserstoff kann in das Bauteil 10 hineindiffundieren, insbesondere in geschlossene Poren 37. In der geschlossenen Pore 37 bildet sich ebenfalls eine Gasblase 25, deren Druck immer weiter ansteigt, bis dieser zur Bildung von Rissen 22 führt.
  • 3 zeigt Oberflächenbereiche 19 eines Bauteils 10, das eine Schicht 34 aufweist.
  • Das Bauteil 10 besteht beispielsweise aus einem Substrat 31 und der Schicht 34. Die Schicht 34 oder Teile der Schicht 34 stellen bspw. den Oberflächenbereich 19 dar, der entfernt werden soll.
  • Das Substrat 31 ist bspw. eine Superlegierung und weist zumindest eine Schicht 34 auf, wie z.B. eine MCrAlY und/oder eine keramische Schicht.
  • Insbesondere kann es durch die Degradation der Schicht 34 auch zu Fehlstellen 28, wie Risse oder Trennungen im Grenzbereich zwischen Substrat 31 und Schicht 34 kommen, in dem sich das Gas ansammeln kann und das Material um die Fehlstelle 28 schwächt, so dass die Fehlstelle weiterwachsen kann bis das Risswachstum zum Abplatzen der Schicht 34 im Grenzbereich zwischen Substrat 31 und Schicht 34 führt.
  • 4 zeigt den Effekt der Diffusion eines Gases in ein Bauteil 10.
  • Der Oberflächenbereich 19, der entfernt werden soll, kann Teil eines Substrats 31 oder einer Schicht 34 sein.
  • Das Gas, beispielsweise Wasserstoff, das sich beispielsweise in dem Elektrolyt 7 bildet und/oder vorhanden ist, diffundiert in die metallischen Bereiche des Bauteils 10 ein und kann örtlich rekombinieren.
  • Insbesondere Vorsprünge 37, die durch Einkerbungen und Hinterschneidungen gebildet werden, bilden eine große Oberfläche bspw. mit dem Elektrolyten 7 oder der Umgebung und damit eine große Berührungsfläche für das Gas, bspw. Wasserstoff. Somit kann das Gas von allen Seiten in den Vorsprung 37 hineindiffundieren und der Vorsprung 37 ist sehr viel schneller mit Gas angereichert als andere Bereiche. Die Diffusion von Gas in das Bauteil 10 führt zu einer Lockerung des metallischen Gefüges des Bauteils 10 bis hin zur Bildung von Rissen 22.
  • Die in 1, 2, 3 und 4 beschrieben Wechselwirkungsarten eines Gases mit dem Bauteil 10 können separat aber auch gleichzeitig stattfinden.
    •

Claims (16)

  1. Verfahren zum Entfernen von zumindest einem Oberflächenbereich (19) eines Bauteils (10), der zumindest eine Fehlstelle (28) aufweist, wobei die Fehlstellen (28), insbesondere Risse, Kerben, Hinterschneidungen oder Gitterfehler, in denen (28) Gas, insbesondere zumindest eine Gasblase (25), vorhanden ist, wobei der Gasdruck so erhöht wird, dass Risse (22) in dem zumindest einen Oberflächenbereich (19) erzeugt werden, wodurch der zumindest eine Oberflächenbereich (19) mechanisch zumindest so geschwächt wird, dass der so behandelte zumindest eine Oberflächenbereich (19) gegenüber dem zumindest einen Oberflächenbereich (19) ohne erzeugte Risse (22) besser entfernbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) mit dem Oberflächenbereich (19) erwärmt wird, bis durch die Wärmezufuhr der Gasdruck so erhöht ist, dass Risse (22) in dem Oberflächenbereich (19) erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Gas Wasserstoff in die Fehlstellen (28) gebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3; dadurch gekennzeichnet, dass als Gas Sauerstoff in die Fehlstellen (28) gebracht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Gas Stickstoff in die Fehlstellen (28) gebracht wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas durch ein elektrolytisches Verfahren gebildet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Erzeugung von Rissen (22) Teile der Oberflächenbereiche (19) entfernt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Oberflächenbereich (19) gesandstrahlt wird, um ihn zu entfernen.
  9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbereich (19) einem Vakuum ausgesetzt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr induktiv oder durch Laserstrahlen erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbereich (19) zumindest ein Teil einer Schicht (34) des Bauteils (10) ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbereich (19) zumindest teilweise korrodiert ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in die Oberflächenbereichen (19) hineindiffundiert und so das Gefüge im Bauteil (10) lockert.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in die Oberflächenbereiche (19) hineindiffundiert und dort rekombiniert.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in eine geschlossene Pore (37) hineindiffundiert und dort eine Gasblase (25) bildet.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) eine Schicht (34) und ein Substrat (31) aufweist, und dass sich eine Gasblase (25) an einer Fehlstelle (28) zwischen Substrat (31) und Schicht (34) bildet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015200513A1 (de) * 2015-01-15 2016-07-21 Siemens Aktiengesellschaft Lokale Schadenserfassung und lokale Wärmebehandlungund Vorrichtung dafür

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112893326A (zh) * 2021-01-21 2021-06-04 芜湖芯通半导体材料有限公司 一种半导体刻蚀机台内衬的清洗方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0318886A1 (de) * 1987-12-01 1989-06-07 BBC Brown Boveri AG Verfahren zum elektrolytischen Ablösen einer einen hohen Cr- und Ni- und/oder Co-Gehalt aufweisenden Oberflächenschutzschicht vom Grundkörper eines aus einer Superlegierung bestehenden Bauteils
WO1991013191A1 (en) * 1990-02-23 1991-09-05 Gordon Roy G Electrolytic removal of tin oxide or titanium nitride from a coater
DE4303137C2 (de) * 1993-02-04 1996-07-11 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zum Entfernen von Keramikschichten auf Metallbauteilen

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2765267A (en) * 1953-11-19 1956-10-02 Sprague Electric Co Insulation films
GB1399710A (en) * 1972-11-08 1975-07-02 Electricity Council Electrolytic cleaning of metal surfaces
DE3715454A1 (de) * 1987-05-08 1988-11-17 Slavjanskij Vni I Pk I Metall Aggregat zur elektrochemischen reinigung von beim schweissen verwendeten langmaterialien, vorwiegend draht
JPH0212154A (ja) * 1988-04-13 1990-01-17 Siemens Ag 金属伝導層上のフオトレジスト層の除去方法
US5201960A (en) * 1991-02-04 1993-04-13 Applied Photonics Research, Inc. Method for removing photoresist and other adherent materials from substrates
WO1993022097A1 (en) * 1992-05-06 1993-11-11 United Technologies Corporation Heat treatment and repair of cobalt-base superalloy articles
US5795460A (en) * 1996-04-10 1998-08-18 Dynamotive Corporation Method for removal of films from metal surfaces using electrolysis and cavitation action

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0318886A1 (de) * 1987-12-01 1989-06-07 BBC Brown Boveri AG Verfahren zum elektrolytischen Ablösen einer einen hohen Cr- und Ni- und/oder Co-Gehalt aufweisenden Oberflächenschutzschicht vom Grundkörper eines aus einer Superlegierung bestehenden Bauteils
WO1991013191A1 (en) * 1990-02-23 1991-09-05 Gordon Roy G Electrolytic removal of tin oxide or titanium nitride from a coater
DE4303137C2 (de) * 1993-02-04 1996-07-11 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zum Entfernen von Keramikschichten auf Metallbauteilen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015200513A1 (de) * 2015-01-15 2016-07-21 Siemens Aktiengesellschaft Lokale Schadenserfassung und lokale Wärmebehandlungund Vorrichtung dafür

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