DE60030004T2

DE60030004T2 - Chemische reinigungslösung für gasturbineschaufeln

Info

Publication number: DE60030004T2
Application number: DE60030004T
Authority: DE
Inventors: C. Mohsen Des Plaines AMIRAN
Original assignee: Biogenesis Enterprises Inc
Current assignee: Biogenesis Enterprises Inc
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: US6310022B1; ATE335870T1; WO2001040548A1; WO2001040548A9; EP1252370A1; CN1256464C; EP1252370B1; AU2574901A; DE60030004D1; JP2003515666A; RU2002115818A; CN1413270A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine chemische Reinigungslösung für Gasturbinenschaufeln. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Reinigungszusammensetzung, die ein hydroxyliertes Befeuchtungsmittel, einen Chelatbildner, einen Emulgator, einen Kronenether und ein optionales nicht-aromatisches Lösungsmittel aufweist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Industrielle Gasturbinenmotoren werden weltweit verwendet. Beispiele für eine Gasturbine sind eine Mars-Gasturbine oder eine Taurus 70-Gasturbine, die von Solar Turbines, Inc. hergestellt werden. Eine Mars-Turbine hat einen 15-stufigen Kompressor und jede Stufe weist eine fest stehende Reihe von Schaufeln (Statorschaufeln) sowie eine rotierende Reihe von Schaufeln auf. Die Schaufeln sind bei Stufe 1 am größten und bei Stufe 15 am kleinsten. Während des Betriebs wird Luft in den divergierenden Durchlauf des Kompressors gesogen und durch jede Stufe komprimiert.
Die Statorschaufeln leiten die komprimierte Luft in jeder Stufe durch die entsprechend dazugehörige Reihe rotierender Schaufeln. Die Tragfläche der fest stehenden und der rotierenden Schaufeln wurde für einen maximalen Wirkungsgrad konzipiert. Infolge eines kontinuierlichen Betriebs lagern sich jedoch auf der Vorderkante dieser Tragflächen Verunreinigungssubstanzen ab. Infolgedessen sinkt im Kompressorteil der Gesamtwirkungsgrad. Dies wiederum reduziert die für den Konsumentenverbrauch verfügbare Leistung. Der Mars-Turbinenmotor komprimiert ca. 40,8 kg (90 Pfund) Luft pro Sekunde bei voller Nennleistung. Es gibt nur eine geringe Menge an schwebenden Verunreinigungssubstanzen pro 28,3 Liter (Standardkubikfuß) Luft. Doch durch die gewaltigen Mengen an Luft, die durch die Turbine passieren, vervielfachen sich diese Verunreinigungssubstanzen. Darüber hinaus tritt die Luft bei Raumtemperatur in die Turbine ein und verlässt den Kompressor bei ca. 332°C (630°F). Der größte Wirkungsgradverlust findet in den ersten drei oder vier Stufen statt und es ist sehr schwierig, die Schaufeln zu reinigen, wenn die Verunreinigungssubstanzen erst einmal an ihnen angehaftet sind.
Dementsprechend müssen die Gasturbinen normalerweise monatlich gereinigt werden, um die Betriebseffizienz und die maximal lieferbare Leistung aufrecht zu erhalten. Es gibt zwei Möglichkeiten für die Reinigung einer Gasturbine. Eine davon ist die Anlassreinigung und die andere ist die Betriebsreinigung. Die Anlassreinigung ist die verbreitetere von beiden. Während der Reinigung verbraucht jede Turbine ca. 7,6 Liter (2 Gallonen) Reinigungsmittel zur Reinigung der Turbine sowie zusätzliche 3,8–7,6 Liter (1–2 Gallonen) zur Reinigung des Pakets. Dasselbe Reinigungsmittel kann auch für allgemeine Reinigungszwecke in der Betriebsanlage verwendet werden. Dementsprechend existiert ein großer Bedarf an hochwertigen Reinigungsmitteln für Gasturbinen.
Die Anlassreinigung von Gasturbinen ist ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungslösung während eines langsamen Anlassens in den Einlass des Turbinenkompressors einer Turbine eingeführt wird. Dieses langsame Anlassen wird kalt, ohne die Einleitung der Zündung oder der Zuführung von Brennstoff, durchgeführt. Es gibt viele Arten von Turbinenkompressorreinigern auf dem Markt. Diese umfassen Penetone^® 19 von Penetone Corporation, Conntect^® 5000 von Conntect, Inc., Turco^® 6783 Series von Turco Products, Inc., ZOK^® 27 von ZOK Incorporated und Fyrewash^® von Rochem Corporation.
Gegenwärtige Reinigungsprodukte haben jedoch verschiedene Nachteile. Diese Nachteile beinhalten übermäßiges Schäumen, ausgedehnte Dampfaufsaugzeiten, geringe Wasserlöslichkeit, Reinigungsmittelrückstände, die Unfähigkeit der Entfernung von Partikeln mit einer Partikelgröße von unter 35 Mikrometern sowie das Nichtvorhandensein eines 100%-ig bioabbaubaren Mittels. Gegenwärtige Produkte beheben einige dieser Nachteile, doch konnte bisher keines alle diese Eigenschaften beheben. Im Hinblick auf gegenwärtige Trends in der Umweltsicherheit ist ein solches Produkt von Wichtigkeit, das 100%-ig bioabbaubar ist. Gegenwärtige Produkte sind bioabbaubar, aber keines ist 100%-ig bioabbaubar. Außerdem sind gegenwärtige wasserbasierte Produkte nicht dazu fähig, haftende Partikel mit einer Größe unter 35 Mikrometern zu entfernen. Diese Partikelarten können nicht, außer unter Verwendung einer lösungsmittelhaltigen Chemikalie, entfernt werden. Somit gibt es keine Reinigungslösung, die wasserbasiert ist und Partikel mit einer Größe von unter 35 Mikrometern entfernen kann.
JP-A-54069585 zeigt einen Glasreiniger, der durch eine Mischung aus einem Fluor-oberflächenaktiven Mittel, typischerweise Perfluoroalkybetain, einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel wie Polyoxynonyl-Phenolether und Diethanolamid, einer Fettsäure wie Kokosfettsäure oder Laurinsäure und einem anorganischen Bildner wie Natrium-Pyrophosphat, Natrium-Tripolyphosphat oder einem organischen Bildner wie Natrium-Nitrotriacetat oder EDTA und einem Alkohol wie Propylenglykol oder Glyzerinpropylalkohol zubereitet wird. US-A-4808235 zeigt ein Verfahren für die Reinigung von Gasturbinenkompressoren während der Energieerzeugung durch das Einführen einer Reinigungszusammensetzung, die ein Glykolether oder eine Mischung aus Glykolethern, einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel, einem kationischen oberflächenaktiven Mittel und optional Wasser umfasst. US-A-5,249,760 zeigt eine Reinigungsmittelzusammensetzung, die eine lösende Komponente einschließlich einer Kombination eines monovalenten aliphatischen Alkoholethylenglykol-Addukts und eines Phenolethylenglykols-Addukts und einer Komponente aus oberflächenaktiven Mitteln einschließlich eines Polyethylenglykol-Mono-(Alkylphenol)-Ethers und eines mit gereinigtem Wasser verdünnten Ammonium- oder Aminsalzes einer Fettsäure einschließt. SU-A-1344814 zeigt eine Lösung zur Reinigung und Desoxidierung von Metalloberflächen, die ein organisches Lösungsmittel wie Benzol, Aceton und Trichlorethylen und eine Mischung aus Kryptan und Kronenether enthält. JP-A-03208343 zeigt die Entfernung von Natrium- und/oder Kaliumionen von einer Halbleiter-Oberfläche mit Hilfe einer Zusammensetzung, die eine zyklische Verbindung wie einen Kronenether und ein organisches Lösungsmittel, wie Methanol oder Acetonitril, einschließt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Gasturbinen-Reiniger, der alle oben genannten Nachteile behebt, einschließlich 100%-ig bioabbaubar, wasserbasiert sowie in der Lage ist, haftende Partikel mit einer Partikelgröße von unter 35 Mikrometern zu entfernen.
In einer Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Zusammensetzung, die ein hydroxyliertes Befeuchtungsmittel, einen Chelatbildner, einen Emulgator und einen Kronenester umfasst. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Zusammensetzung (1) ca. 10 bis ca. 60 Gew.-%, vorzugsweise ca. 30 bis 50 Gew.-%, mehr bevorzugt sind 38 bis 42 Gew.-% des hydroxylierten Befeuchtungsmittels, (2) ca. 20 bis ca. 40 Gew.-%, vorzugsweise ca. 25 bis ca. 35 Gew.-%, mehr bevorzugt sind ca. 29 bis ca. 31 Gew.-% des Chelatbildners, (3) ca. 1 bis ca. 45 Gew.-%, vorzugsweise ca. 15 bis ca. 35 Gew.-%, mehr bevorzugt sind ca. 20 bis ca. 30 Gew.-% des Emulgators und (4) ca. 0,01 bis ca. 2 Gew.-%, vorzugsweise ca. 0,05 bis ca. 1,25 Gew.-%, mehr bevorzugt sind ca. 0,5 bis ca. 1 Gew.-% des Kronenethers. Alle diese Gew.-%-Angaben beziehen sich auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
In einer anderen Ausführungsform weist die gegenwärtige Zusammensetzung ein hydroxyliertes Befeuchtungsmittel, einen Chelatbildner, einen Emulgator, einen Kronenether und ein nicht-aromatisches Lösungsmittel auf. In dieser Ausführungsform beinhaltet die vorliegende Erfindung (1) ca. 10 bis ca. 60 Gew.-%, vorzugsweise ca. 30 bis ca. 50 Gew.-%, mehr bevorzugt sind ca. 38 bis ca. 42 Gew.-% des hydroxylierten Befeuchtungsmittels, (2) ca. 1 bis ca. 30 Gew.-%, vorzugsweise ca. 15 bis ca. 25 Gew.-%, mehr bevorzugt sind 19 bis ca. 21 Gew.-% des Chelatbildners, (3) ca. 1 bis ca. 45 Gew.-%, vorzugsweise ca. 15 bis ca. 35 Gew.-%, mehr bevorzugt sind 20 bis ca. 30 Gew.-% des Emulgators, (4) ca. 0,01 bis ca. 2 Gew.-%, vorzugsweise ca. 0,05 bis ca. 1,25 Gew.-%, mehr bevorzugt sind ca. 0,5 bis ca. 1 Gew.-% des Kronenethers und (5) ca. 1 bis ca. 20 Gew.-%, vorzugsweise ca. 5 bis ca. 15 Gew.-%, mehr bevorzugt sind ca. 9 bis ca. 11 Gew.-% des nicht-aromatischen Lösungsmittels. Alle diese Gew.-%-Angaben beziehen sich auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
In einer Ausführungsform ist das hydroxylierte Befeuchtungsmittel der vorliegenden Erfindung ein hydroxylierter Kohlenwasserstoff, der 2 bis 6 Kohlenstoffatome und 2 bis 4 Hydroxylgruppen enthält. Namentlich liegt das Verhältnis zwischen den Kohlenstoffatomen zur Hydroxylgruppe zwischen 1,0 und 0,75. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das hydroxylierte Befeuchtungsmittel gebildet aus Polypropylen, Polyethylen, Glycerin, Ethylenglykol oder Propylenglykol oder aus einer Kombination dieser.
In einer anderen Ausführungsform ist der Chelatbildner EDTA und der Emulgator ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kronenether ein C₈-C₃₀-Kronenether, vorzugsweise ein C₁₀-C₂₀-Kronenether und mehr bevorzugt ein C₁₃-C₁₉-Kronenether.
In einer noch anderen Ausführungsform ist das nicht-aromatische Lösungsmittel ein linearerer oder nicht-linearer Alkohol, der 1 bis 6 Kohlenstoffe und von 1 bis 5 Ethoxylierungen hat, ein Mono-, Di- oder Tri-Esther einer Mono-, Di- oder Tri-Carbonsäure oder ein Mono-, Di- oder Tri-Alkylester. Beispiele dafür sind Methylester, Ethylester, Ethylacetat, Methyllaureat, Dimethylzitronensäure, Ethylpropionat, Laurylacetat, Methylglutamat, Diethoxy-2-ethylpropylalkohol, Diethoxypentylalkohol, Triethoxypentylalkohol und diethoxylierter Isobutylalkohol. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das nicht-aromatische Lösungsmittel ein ethoxylierter nicht-linearer Alkohol wie diethoxylierter Isobutylalkohol, C₈H₁₉C₂ oder ein organischer Ester wie Methyllaureat.
Die vorliegende Zusammensetzung kann optional auch ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und einen nicht-siliziumbasierten Schaumverhinderer beinhalten. Das wasserlösliche organische Lösungsmittel kann Isopropanol und der Schaumverhinderer kann ein ethoxylierter linearer Alkohol sein. Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Reinigung eines Substrates wie z.B. einer Gasturbine zur Verfügung. Dieses Verfahren umfasst das Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Reinigungszusammensetzung und das Kontaktieren dieser Reinigungslösung mit dem zu reinigenden Substrat. Die Dauer des Kontakts zwischen der Reinigungszusammensetzung und dem Substrat hängt vom Grad der gewünschten Reinigung ab. Mit anderen Worten ist die Kontaktzeit umso länger, je stärker das Substrat verunreinigt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER SKIZZEN
Die vorliegende Erfindung wird umfassender verständlich durch die untenstehende ausführliche Beschreibung und die begleitenden Skizzen, die ausschließlich zu Veranschaulichungszwecken geliefert werden und somit nicht auf die vorliegende Erfindung beschränkt sind und wobei:
1 eine von Solar^® Turbines hergestellte Mars-Gasturbine ist;
2 eine von Solar^® Turbines hergestellte Taurus 70-Gasturbine ist und
3A eine Abbildung von einer Turbine vor der Reinigung mit dem vorliegenden Reinigungsmittel und 3B eine Abbildung derselben Turbine nach der Reinigung mit dem vorliegenden Reinigungsmittel ist;
4A eine Abbildung von einer Turbine vor dem Reinigen mit dem vorliegenden Reinigungsmittel und 4B ist eine Abbildung derselben Turbine nach der Reinigung mit dem vorliegenden Reinigungsmittel ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel für eine Gasturbine. Namentlich wird die vorliegende Erfindung als eine Zusammensetzung beschrieben. Die vorliegende Zusammensetzung ist 100%-ig bioabbaubar, wasserbasiert und in der Lage, Partikel mit einer Partikelgröße von weniger als 35 Mikrometer zu entfernen. Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist ein hydroxyliertes Befeuchtungsmittel, einen Chelatbildner, einen Emulgator und einen Kronenether auf. Die vorliegende Zusammensetzung kann auch Zusatzstoffe beinhalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren für die Reinigung eines Substrats, das das Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Reinigungslösung und das Kontaktieren der Reinigungslösung mit dem zu reinigenden Substrat umfasst.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der Schilderung jeder ihrer Komponenten im Einzelnen weiter beschrieben.
A. Die Reinigungslösung
1. Hydroxyliertes Befeuchtungsmittel
Das hydroxylierte Befeuchtungsmittel der vorliegenden Erfindung wirkt als Durchdringungsmittel zur Lösung der organischen Phase der an der Oberfläche der Turbinenschaufeln haftenden Partikel.
Erfindungsgemäß ist das hydroxylierte Befeuchtungsmittel ein hydroxylierter Kohlenwasserstoff oder eine Kombination aus hydroxylierten Kohlenwasserstoffen. Der einzelne hydroxylierte Kohlenwasserstoff beinhaltet vorzugsweise 2–6 Kohlenstoffatome und 2–4 Hydroxylgruppen. Das Verhältnis der Hydroxylgruppen zu Kohlenstoffatomen in einem einzelnen hydroxylierten Kohlenwasserstoff liegt vorzugsweise zwischen 1,0 und 0,75.
Einzelne, aber nicht beschränkende Beispiele für hydroxylierten Kohlenwasserstoff umfassen Polypropylen, Polyethylen, Glyzerin, Ethylenglykol und Propylenglykol.
Das erfindungsgemäße hydroxylierte Befeuchtungsmittel ist enthalten zu einem Anteil von ca. 10 bis ca. 60 Gew.-%, vorzugsweise ca. 30 bis ca. 50 Gew.-% und mehr bevorzugt von ca. 38 bis ca. 42 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Am meisten bevorzugt wird, dass das hydroxylierte Befeuchtungsmittel zu einem Anteil von 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthalten ist. Die Angaben in Gew.-Prozent (%) für das hydroxylierte Befeuchtungsmittel beziehen sich auf eine 100%-ige Stammlösung des hydroxylierten Befeuchtungsmittels.
2. Chelatbildner
Der Chelatbildner der vorliegenden Erfindung wirkt zur Lösung der anorganischen Oxide. Der Chelatbildner ist erfindungsgemäß eine Chelat-Verbindung wie Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder EDTA-Derivate, einschließlich Mono-, Di-, Tri-, oder Tetra-Natrium EDTA, Mono-, Di-, Tri-, oder Tetra-Ammonium und ähnliches. Andere Chelatbildner umfassen Nitrilotriessigsäure (NTA) oder NTA-Derivate oder Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA) oder DTPA-Derivate.
Der erfindungsgemäße Chelatbildner ist enthalten zu einem Anteil von ca. 20 bis ca. 40 Gew.-%, vorzugsweise ca. 25 bis ca. 35 Gew.-% und mehr bevorzugt sind ca. 29 bis ca. 31 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Am meisten bevorzugt wird, dass der Chelatbildner zu einem Anteil von ca. 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthalten ist.
Wenn der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ein nicht-aromatisches Lösungsmittel zugegeben wird, können die Anteile des Chelatbildners modifiziert werden. Zum Beispiel wird die Menge des verwendeten Chelatbildners verändert auf ca. 1 bis ca. 30 Gew.-%, vorzugsweise von ca. 15 bis ca. 25 Gew.-% und mehr bevorzugt auf ca. 19 bis ca. 21 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Die Angaben in Gew.-Prozent (%) für den Chelatbildner beziehen sich auf eine 60%-ige Stammlösung des Chelatbildners.
3. Emulgator
Der erfindungsgemäße Emulgator wirkt zur Suspendierung größerer organischer Moleküle wie Fett. Erfindungsgemäß kann der Emulgator jedes oberflächenaktive Mittel sein, ist aber vorzugsweise ein anionisches oberflächenaktives Mittel. Das am meisten bevorzugte oberflächenaktive Mittel ist ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel, während das am wenigsten bevorzugte oberflächenaktive Mittel ein kationisches oberflächenaktives Mittel ist. Jeder lineare Alkohol mit einem HLP (sic!, A.d.Ü.)-Wert von ca. 5 bis ca. 10 ist geeignet; von besonderer Eignung ist jedoch ein ethoxylierter linearer Alkohol.
Spezielle, aber nicht darauf beschränkte, Beispiele für oberflächenaktive Mittel umfassen TWEEN^® 20 und Poly-Tergent^® SL-62 von BASF.
Das erfindungsgemäße oberflächenaktive Mittel ist enthalten zu einem Anteil von ca. 1 bis ca. 45 Gew.-%, vorzugsweise ca. 15 bis ca. 35 Gew.-% und mehr bevorzugt sind ca. 20 bis ca. 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Das oberflächenaktive Mittel ist am meisten bevorzugt enthalten zu einem Anteil von ca. 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Die Angaben in Gew.-Prozent (%) für das oberflächenaktive Mittel beziehen sich auf eine 100%-ige Stammlösung des oberflächenaktiven Mittels.
4. Kronenether
Der erfindungsgemäße Kronenether bindet sich stark mit feinen Partikeln, die eine Partikelgröße von weniger als 35 Mikrometer haben. Dies wird erreicht, indem die feinen Partikel mit einer starken negativen Ladung aus mehreren Winkeln gebunden werden. Wenn es dem zu reinigenden Objekt jedoch an einer signifikanten Partikelmenge dieser Größe mangelt, kann der Kronenether optional aus der Reinigungslösung weggelassen werden. Erfindungsgemäß enthält der Kronenether ca. 8 bis ca. 30 Kohlenstoffatome, d.h. ein C₈-C₃₀-Kronenether; vorzugsweise ca. 10 bis ca. 20 Kohlenstoffatome, d.h. ein C₁₀-C₂₀-Kronenether; und mehr bevorzugt ca. 13 bis ca. 19 Kohlenstoffatome, d.h. ein C₁₃-C₁₉-Kronenether. Am meisten bevorzugt wird, dass der Kronenether ein C₁₆-Kronenether ist.
Sofern vorhanden ist der erfindungsgemäße Kronenether enthalten zu einem Anteil von ca. 0,01 bis ca. 2 Gew.-%, vorzugsweise von ca. 0,05 bis ca. 1,25 Gew.-% und mehr bevorzugt sind ca. 0,5 bis ca. 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Der Kronenether ist am meisten bevorzugt enthalten zu einem Anteil von ca. 0,75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Die Angaben in Gew.-Prozent (%) für den Kronenether beziehen sich auf eine 100%-ige Stammlösung des Kronenethers.
5. Nicht-aromatisches Lösungsmittel
Das erfindungsgemäße optionale nicht-aromatische Lösungsmittel bewirkt die Erweichung von Kohlenwasserstoffmaterial, das an den Turbinenschaufeln haftet. Das nicht-aromatische Lösungsmittel kann hydrophobe und reaktionsunfähige Eigenschaften haben.
Erfindungsgemäß ist das nicht-aromatische Lösungsmittel ein linearer oder nicht-linearer Alkohol, der 1 bis 6 Kohlenstoffe und I bis 5 Ethoxylationen hat; ein Mono-, Di-, oder Tri-Ester einer Mono-, Di-, oder Tri-Carbonsäure oder ein Mono, Di-, oder Tri-Alkylester. Beispiele dafür umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Methylester, Ethylester, Ethylacetat, Methyllaureat, Dimethylzitronensäure, Ethylpropionat, Laurylacetat, Methylglutamat, Diethoxy-2-Ethylpropylalkohol, Diethoxypentylalkohol, Triethoxypentylalkohol und diethoxylierten Isobutylalkohol. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das nicht-aromatische Lösungsmittel ein ethoxylierter nicht-linearer Alkohol wie diethoxylierter Isobutylalkohol, C₈H₁₉O₂ oder ein organischer Esther wie Methyllaureat CAS 111-82-0 von Henkel^®, (Emery 2270 Methyl Laurate).
Sofern vorhanden ist das erfindungsgemäße nicht-aromatische Lösungsmittel enthalten zu einem Anteil von ca. 1 bis ca. 20 Gew.-%, vorzugsweise von ca. 5 bis ca. 15 Gew.-% und mehr bevorzugt sind ca. 9 bis ca. 11 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Das nicht-aromatische Lösungsmittel ist meisten bevorzugt enthalten zu einem Anteil von ca. 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
6. Zusatzstoffe
Die Zugabe von Zusatzstoffen ist nicht namentlich beschränkt, wobei es jedoch in einigen Fällen erwünscht sein kann, der vorliegenden Reinigungszusammensetzung bestimmte Zusatzstoffe zuzugeben. Diese Zuschläge umfassen, sind aber nicht beschränkt auf wasserlösliche organische Lösungsmittel wie Isopropanol und nicht-siliziumbasierte Schaumverhinderer wie ethoxylierte lineare Alkohole.
Die Anteile der Zusatzstoffe, die der vorliegenden Reinigungszusammensetzung zugegeben werden können, können sehr stark von der beabsichtigten Verwendung der Reinigungszusammensetzung abhängig sein. Der Gesamtanteil der Zusatzstoffe beträgt jedoch ca. 5 Gew.-% des Gesamtgewichts der Reinigungszusammensetzung. Im Einzelnen bedeutet das, dass das wasserlösliche organische Lösungsmittel der Zusammensetzung vorzugsweise zu einem Anteil von ca. 3 Gew.-% des Gesamtgewichts der Reinigungslösung zugegeben und der Schaumverhinderer vorzugsweise zu einem Anteil von ca. 2 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung zugegeben wird. Diese beiden Angaben in Gew.-Prozent (%) beziehen sich auf 100%-ige Stammlösungen.
B. Der Reinigungsprozess
Wie oben erwähnt, gibt es verschiedene Verfahren zur Reinigung eines Gasturbinenmotors. Zwei von diesen sind die Anlass- und die Betriebsreinigung.
1. Anlassreinigung
Die Anlassreinigung beginnt mit der Vorbereitung des Turbinenmotors. Verschiedene Ablauföffnungen sind an der Turbine geöffnet, um der Reinigungslösung den Ablauf zu ermöglichen. Es gibt 10 Lufteinlasstüren, die entfernt werden, um die Einspritzung der Reinigungslösung zu ermöglichen. Die regelbaren Leitschaufeln des Turbinenkompressors werden entweder manuell oder elektrisch in die vollständig geöffnete Position bewegt.
Wenn die Turbine vollständig vorbereitet ist, wird sie durch Einsatz des Motoranlassers bei ca. 20 bis 24% Nenngeschwindigkeit angelassen. Das Einspritzen der Reinigungslösung durch den Techniker erfolgt entweder unter Verwendung einer Tauchpumpe in ein 18,9 Liter (5 Gallonen)-Gefäß mit einer gemischten Lösung oder durch einen unter Druck stehenden Behälter mit einer Lösung, der das Reinigungsmittel über einen Verteilungsstück mit Düsen, die in den Turbinenkompressor gerichtet sind, einpresst. Der Turbinenkompressor saugt die Reinigungslösung durch den gesamten Kompressor ein. Ein Teil der Lösung wird durch die gesamte Maschine gesogen, während der Großteil durch den Ablauf des Brennkammerteils abläuft. Abhängig von der Verschmutzung und der Verunreinigung des Kompressorteils können zwei Arbeitsgänge für die Reinigungswäsche vorgenommen werden. Der Techniker schaltet den Motoranlasser aus, damit die Reinigungslösung eingespritzt werden kann, sobald die Maschine zum Stillstand gekommen ist. Die Maschine darf für 10 bis 15 Minuten im Stillstand bleiben, damit die Reinigungslösung vor dem folgenden Zündungsreinigungs-Kreislauf eindringen kann.
Nach einem 10- bis 15-minütigen Stillstand wird die Maschine wieder am Anlasser in Gang gesetzt und gespült. Das ionisierte Wasser wird in den Innenraum des Kompressors gesprüht und die Reinigungslösung aus den Ablauföffnungen des Turbinenmotors herausgespült. Wenn der Techniker meint, dass die Lösung vollständig aus dem Turbinenmotor gespült wurde, wird das entionisierte Wasser abgedichtet und die Turbine setzt mit dem Anlassen fort, um den Innenraum trocken zu blasen. Dann wird der Turbinenanlasser angehalten, damit die Turbine zum Stillstand kommen kann. Die Turbinenmotorsysteme werden dann in ihren Normalzustand für die Vorbereitung zum Anlassen zurückgeführt.
2. Betriebsreinigung
Die Betriebsreinigung des Turbinenkompressors unterscheidet sich von der Anlassreinigung. Namentlich während der Betriebs-Kompressorreinigung ist die Turbine im Betrieb, wohingegen die Turbine während der Anlassreinigung lediglich angelassen ist. Während der Betriebsreinigung wird die Reinigungslösung durch sehr kleine Öffnungen eingespritzt, die einen feinen Dunst an der Mündung des Turbinenkompressors bewirken. Die Tröpfchengröße ist klein genug, sodass kein Schaden an den Schaufeln verursacht wird. Turbinenkompressoren können keine Flüssigkeiten verdichten, nur Luft. Die Theorie besteht darin, dass genug Tröpfchen vorhanden sind, um die Schaufeln vollständig einzuhüllen und die Verunreinigungssubstanzen aus der Turbine abzutragen. Die Verunreinigungssubstanzen und die Reinigungslösung passieren dann durch den Brennkammerteil, der bei bis zu 760°C (3200°F) im Betrieb ist. Die Dauer der Einspritzung hängt von der Öffnungsgröße, den Eigenschaften der Reinigungslösung und dem Grad der Verunreinigung ab.
Das folgende Beispiel wird zum weiteren Verständnis der Erfindung geliefert, wobei die Erfindung jedoch nicht so auszulegen ist, als wäre sie darauf beschränkt.
BEISPIELE
Beispiel 1

Dieses Beispiel bezieht sich auf eine erfindungsgemäße spezifische Zubereitung für eine Reinigungslösung. Diese Reinigungslösung ist geeignet für die Reinigung von Niedrigtemperaturturbinen. Die Bezeichnungen und die Mengen der Ingredienzen sind wie folgt:

Ingredienz	Menge (Gew.-%)
Propylenglykol, CAS 57-55-6 von ARCO Chemical Co	40%

Sequestrene^®-Tetraammonium EDTA von BASF Corporation	30%
Poly-Tergent^® SL-62 oberflächenaktives Mittel, CAS 68987-81-5 alkoxylierter linearer Alkohol von BASF Corporation	15%
Tween^® 20 (Polysorbat 20), Polyoxyethylen (20) Sorbitan-Monolaureat, CAS 9005-64-5, von ICI Americas, Inc.	10%
Isopropylalkohol, CAS 67-63-0, von Exxon, Shell, Union Carbide oder BP Chemicals	3%
Schaumverhinderungsemulsion 7305, nicht-siliziumbasiert von Ashland Chemical Co.	2%
gesamt:	100%

Die obige Zubereitung wird bereitet, indem alle Ingredienzen in einem Behälter gemischt werden. Die Größe des Behälters hängt von der Menge der gewünschten Reinigungslösung ab.
Beispiel 2

Dieses Beispiel bezieht sich auf eine erfindungsgemäße spezifische Zubereitung der Reinigungslösung. Diese Reinigungslösung ist geeignet für die Reinigung von Düsentriebwerken oder anderen Hochtemperaturturbinen. Die Bezeichnungen und die Mengen der Ingredienzen sind wie folgt:

Ingredienz	Menge (Gew.-%)
Propylenglykol, CAS 57-55-6, von ARCO Chemical Co	39,25%
Sequestrene^®-Tetraammonium EDTA von BASF Corporation	30%
Poly-Tergent^® SL-62 oberflächenaktives Mittel, CAS 68987-81-5 alkoxylierter linearer Alkohol, von BASF Corporation	15%
Tween^® 20 (Polysorbat 20), Polyoxyethylen (20) Sorbitan-Monolaureat, CAS 9005-64-5, von ICI Americas, Inc.	10%
Isopropylalkohol, CAS 67-63-0 von Exxon, Shell, Union Carbide oder BP Chemicals	3%
Schaumverhinderungsemulsion 7305, nicht-siliziumbasiert von Ashland Chemical Co.-	2%
15-Crown-5, CAS 33100-27-5, Kronenether von Alfa Aesar	0.75%
gesamt	100%

Die obige Zubereitung wird bereitet, indem alle Ingredienzen in einem Behälter gemischt werden. Die Größe des Behälters hängt von der Menge der gewünschten Reinigungslösung ab.
Beispiel 3

Dieses Beispiel bezieht sich auf eine erfindungsgemäße spezifische Zubereitung der Reinigungslösung. Diese Reinigungslösung ist für das Reinigen von Niedrigtemperaturturbinen geeignet. Die Bezeichnungen und die Mengen der Ingredienzen sind wie folgt:

Ingredienz	Menge (Gew.-%)
Propylenglykol, CAS 57-55-6, von ARCO Chemical Co	40%
Sequestrene^®-Tetraammonium EDTA von BASF Corporation	20%
Poly-Tergent^® SL-62 oberflächenaktives Mittel, CAS 68987-81-5 alkoxylierter linearer Alkohol, von BASF Corporation	15%
Tween^® 20 (Polysorbat 20), Polyoxyethylen (20) Sorbitan-Monolaureat, CAS 9005-64-5, von ICI Americas, Inc.	10%
Isopropylalkohol, CAS 67-63-0 von Exxon, Shell, Union Carbide oder BP Chemicals	3%
Methyl Laurate, CAS 111-82-0 von Henkel, Emery 2270 Methyl Laurate	10%
Schaumverhinderungsemulsion 7305, nicht-siliziumbasiert von Ashland Chemical Co.-	2%
gesamt	100%

Die obige Zubereitung wird bereitet, indem alle Ingredienzen in einem Behälter gemischt werden. Die Größe des Behälters hängt von der Menge der gewünschten Reinigungslösung ab.
Beispiel 4

Dieses Beispiel bezieht sich auf eine erfindungsgemäße spezifische Zubereitung der Reinigungslösung. Diese Reinigungslösung ist für das Reinigen von Triebwerken oder anderen Hochtemperaturturbinen geeignet. Die Bezeichnungen und die Mengen der Ingredienzen sind wie folgt:

Ingredienz	Menge (Gew.-%)
Propylenglykol, CAS 57-55-6, von ARCO Chemical Co	39,25%
Sequestrene^®-Tetraammonium EDTA von BASF Corporation	20%
Poly-Tergent^® SL-62 oberflächenaktives Mittel, CAS 68987-81-5 alkoxylierter linearer Alkohol, von BASF Corporation	15%
Tween^® 20 (Polysorbat 20), Polyoxyethylen (20) Sorbitan-Monolaureat, CAS 9005-64-5, von ICI Americas, Inc.	10%
Isopropylalkohol, CAS 67-63-0 von Exxon, Shell, Union Carbide oder BP Chemicals	3%
Methyl Laurate, CAS 111-82-0 von Henkel, Emery 2270 Methyl Laurate	10%

Schaumverhinderungsemulsion 7305, nicht-siliziumbasiert von Ashland Chemical Co.-	2%
15-Crown-5, CAS 33100-27-5, Kronenether von Alfa Aesar	0,75%
gesamt	100%

Die obige Zubereitung wird bereitet, indem alle Ingredienzen in einem Behälter gemischt werden. Die Größe des Behälters hängt der Menge der gewünschten Reinigungslösung ab.
Alle in dieser Anmeldung angeführten Patente, Veröffentlichungen, auf in dieser Anmeldung Bezug genommene anhängigen Patentanmeldungen und vorläufigen Anmeldungen, sind hiermit durch Bezugnahme Bestandteil geworden.
Es wird nahe liegend sein, dass die somit beschriebene Erfindung gleichzeitig in verschiedener Weise modifiziert werden kann. Solche Veränderungen werden nicht als das Abweichen von Charakter und Umfang der vorliegenden Erfindung betrachtet und alle diese Modifikationen sind, wie es für einen Fachmann nahe liegend sein müsste, im Bereich der hier gestellten folgenden Ansprüche beabsichtigt eingeschlossen.

Claims

Reinigungszusammensetzung, umfassend 10 bis 60 Gew.-% eines hydroxylierten Befeuchtungsmittels; 20 bis 40 Gew.-% eines Chelatbildners; 1 bis 45 Gew.-% eines organischen Emulgators; wobei der Emulgator im Wesentlichen frei von Fluor und aromatischen Verbindungen ist; und 0,01 bis 2 Gew.-% eines Kronenethers, wobei alle Gew.-%-Angaben bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend 30 bis 50 Gew.-% eines hydroxylierten Befeuchtungsmittels; 25 bis 35 Gew.-% eines Chelatbildners; 15 bis 35 Gew.-% eines Emulgators; und 0,05 bis 1,25 Gew.-% eines Kronenethers, wobei alle Gew.-%-Angaben bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 2, umfassend 38 bis 42 Gew.-% eines hydroxylierten Befeuchtungsmittels; 29 bis 31 Gew.-% eines Chelatbildners; 20 bis 30 Gew.-% eines Emulgators; und 0,5 bis 1 Gew.-% eines Kronenethers, wobei alle Gew.-%-Angaben bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das hydroxylierte Befeuchtungsmittel ein hydroxylierter Kohlenwasserstoff umfassend 2 bis 6 Kohlenstoffatome und 2 bis 4 Hydroxylgruppen ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Verhältnis der Kohlenstoffatome zu den Hydroxylgruppen zwischen 1,0 und 0,75 ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das hydroxylierte Befeuchtungsmittel zumindest eines ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, Glycerin, Ethylenglykol und Propylenglykol.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Chelatbildner ein EDTA-Derivat ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Emulgator ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Kronenether ein C₈-C₃₀ Kronenether ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 9, wobei der Kronenether ein C₁₀-C₂₀ Kronenether ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 10, wobei der Kronenether ein C₁₃-C₁₉ Kronenether ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und einen nicht-siliziumbasierten Schaumverhinderer.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 12, wobei das wasserlösliche organische Lösungsmittel Isopropanol ist und der Schaumverhinderer ein ethoxylierter linearer Alkohol ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung 100%ig bioabbaubar ist.
Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung Partikel entfernt mit einer Partikelgröße von weniger als 35 μm, wenn die Reinigungszusammensetzung auf eine Gasturbine appliziert wird.
Verfahren zum Reinigen eines Substrates, umfassend: Bereitstellen einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, und Applizieren der Zusammensetzung auf das Substrat für einen zum Reinigen des Substrats ausreichenden Zeitraum.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Substrat ein Gasturbinenmotor ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein nicht-aromatisches Lösungsmittel.
Reinigungszusammensetzung, umfassend 10 bis 60 Gew.-% eines hydroxylierten Befeuchtungsmittels; 1 bis 30 Gew.-% eines Chelatbildners; 1 bis 45 Gew.-% eines organischen Emulgators, der im Wesentlichen frei ist von Fluor und aromatischen Verbindungen; 0,01 bis 2 Gew.-% eines Kronenethers; und 1 bis 20 Gew.-% eines nicht-aromatischen Lösungsmittels, wobei alle Gew.-%-Angaben bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Zusammensetzung nach Anspruch 19, umfassend: 30 bis 50 Gew.-% eines hydroxilierten Befeuchtungsmittels; 15 bis 25 Gew.-% eines Chelatbildners; 15 bis 35 Gew.-% eines Emulgators; 0,05% bis 1,25% eines Kronenethers; und 5 bis 15 Gew.-% eines nicht-aromatischen Lösungsmittels, wobei alle Gew.-%-Angaben bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Zusammensetzung nach Anspruch 20, umfassend: 38 bis 42 Gew.-% eines hydroxylierten Befeuchtungsmittels; 19 bis 21 Gew.-% eines Chelatbildners; 20 bis 30 Gew.-% eines Emulgators; 0,5 bis 1 Gew.-% eines Kronenethers; und 9 bis 11 Gew.-% eines nicht-aromatischen Lösungsmittels, wobei alle Gew.-%-Angaben bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei das nicht-aromatische Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (1) einem linearen oder nicht-linearen Alkohol mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Ethoxylierungen, (2) einem Mono-, Di- oder Tri-Ester einer Mono-, Di- oder Tri-Carbonsäure, und (3) einem Mono-, Di- oder Tri-Alkylester.
Zusammensetzung nach Anspruch 22, wobei das nicht-aromatische Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylester, Ethylester, Ethylacetat, Methyllaureat, Dimethylzitronensäure, Ethylpropionat, Laurylacetat, Methylglutamat, Diethoxy-2-ethylpropylalkohol, Diethoxypentylalkohol, Triethoxypentylalkohol und diethoxyliertem Isobutylalkohol.
Zusammensetzung nach Anspruch 22, wobei das nicht-aromatische Lösungsmittel ein ethoxylierter nicht-linearer Alkohol oder ein organischer Ester ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 24, wobei der ethoxylierte nicht-lineare Alkohol diethoxylierter Isobutylalkohol ist, und der organische Ester Methyllaureat ist.