EP1561542A1 - Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils - Google Patents

Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils Download PDF

Info

Publication number
EP1561542A1
EP1561542A1 EP04002334A EP04002334A EP1561542A1 EP 1561542 A1 EP1561542 A1 EP 1561542A1 EP 04002334 A EP04002334 A EP 04002334A EP 04002334 A EP04002334 A EP 04002334A EP 1561542 A1 EP1561542 A1 EP 1561542A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
carried out
dry ice
turbine
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP04002334A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralph Reiche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP04002334A priority Critical patent/EP1561542A1/de
Publication of EP1561542A1 publication Critical patent/EP1561542A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/08—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for polishing surfaces, e.g. smoothing a surface by making use of liquid-borne abrasives
    • B24C1/086—Descaling; Removing coating films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/003—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods using material which dissolves or changes phase after the treatment, e.g. ice, CO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung einer Schicht (32, 36). Mittels eines Trockeneisstrahles (14) wird die Oberfläche (38) behandelt, wodurch die Schicht (33, 32, 36) entfernt wird und Kontaminationen der Oberfläche (38) vermieden und Kostenvorteile erzielt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Bauteilen mit einer Schicht, die entfernt werden muss.
Hintergrund zur Erfindung
Bauteile, wie z.B. Kompressorschaufeln (Verdichterschaufeln), die bei Raumtemperatur oder nicht allzu hohen Temperaturen eingesetzt werden, werden mit Schutzschichten gegen Korrosion und Erosion versehen.
Diese weisen einen beispielsweise anorganischen Binder mit einem Metall auf. Das Metall dient als galvanisches Element (Opferanode) und ist daher elektrisch leitend mit dem Substrat des Bauteils verbunden.
Solche Beschichtungen sind in einem Kompressor bspw. bis zur sechsten Stufe auf den Schaufeln vorhanden, wobei diese z.B. Temperaturen bis 200°C erfahren.
Der Binder ist eine Mischung aus verschiedenen Säuren und kann durch eine Wärmebehandlung in eine glasartige Struktur umgewandelt werden.
Eine solche Schicht ist aus der EP 0 142 418 B1 bekannt.
Andere Beschichtungen von Kompressorkomponenten zeigt die WO 2003044374 A1.
Schutzschichtsysteme auf Gasturbinenschaufeln zeigen z.B. die US 4,321,310, die US 4,676,994 oder die US 5,238,752.
Gasturbinenschaufeln sind sehr hohen Temperaturen ausgesetzt. Daher sind sie für die notwendige Hochtemperaturfestigkeit aus hochtemperaturfesten Werkstoffen gefertigt. Insbesondere kommen hier Superlegierungen auf Nickel- oder Kobaltbasis in Frage. In der Regel wird auf den Grundkörper einer solchen Gasturbinenschaufel noch eine Schutzschicht oder ein Schutzschichtsystem gegen Oxidation, Korrosion und/oder zur Wärmedämmung aufgebracht.
Besonders geeignet ist hier eine metallische Legierung der Art MCrAlX, wobei M für zumindest ein Element aus der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co) und Nickel (Ni) steht, Cr Chrom ist, Al Aluminium ist und X für Yttrium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden steht.
Auf eine solche Korrosionsschutzschicht wird häufig eine keramische Wärmedämmschicht aufgebracht. Diese ist hochtemperaturbeständig und dient der Abschirmung des metallischen Grundkörpers vor dem direkten Kontakt mit dem Heißgas. Ein typisches Material für eine keramische Wärmedämmschicht ist Yttrium-stabilisiertes Zirkondioxid, welches z.B. durch atmosphärisches Plasmaspritzen (APS) aufgebracht wird.
In der US 3,676,963 ist ein Verfahren zur Entfernung unerwünschter Bereiche von thermoplastischen oder elastischen Materialien, insbesondere in inneren, schwer zugänglichen Bereichen mittels eines Eisstrahles beschrieben.
Eine entsprechende Anwendung mittels Trockeneis, also festem CO2, offenbart die US 3,702,519. Der Abtrag der unerwünschten Bereiche geschieht durch ein Unterkühlen und damit Verspröden der elastischen Kunststoffbereiche auf Holz oder synthetischen Materialien durch kalte CO2-Partikel, die dann durch Sandstrahlen abgetragen werden.
Die DE-A-205 87 66 zeigt ein Reinigungsverfahren für metallische, radioaktiv verseuchte Oberflächen mittels eines Eisstrahles. Für leicht lösliche Niederschläge auf der Oberfläche wird auch eine Verwendung von Trockeneis vorgeschlagen.
Die US 4,038,786 und die korrespondierende DE-A-254 30 19 offenbaren eine Vorrichtung, mit der ein Trockeneisstrahl mit günstiger Teilchengröße und -form ohne Verklumpungen der Teilchen erzeugbar ist.
Die DE-C-196 36 305 zeigt ein Verfahren zur Beseitigung von Beschichtungen und Belägen von einem empfindlichen Untergrund. Es geht um Beläge wie Ruß, Moos, Schadstoffablagerungen. Mittels eines Trockeneisstrahles ist ein schonendes Entfernen der Beläge oder Beschichtungen von den empfindlichen Untergründen möglich.
Vergleichbare Anwendungen des Trockeneisstrahlens, etwa zum Entfernen von Silikondichtungen oder Lacken zum Beispiel von Kunststoffformteilen oder anderen formkritischen Grundkörpern sind in dem folgenden Artikel: "Trockeneis-Strahlreinigen", Abuinger, Kunststoffe 86 (1996) 1, S.58; "CO2 blast cleaning", Ken Lay, Rubber Technology International '96, S. 268-270 beschrieben.
Mit Trockeneisstrahlen werden auch keramische Schichten entfernt. Eine keramische Wärmedämmschicht besteht demgegenüber aus einem harten, widerstandsfähigen Material. Darüber hinaus ist eine keramische Wärmedämmschicht gerade dafür ausgelegt, Temperaturwechsel und thermische Spannungen auszuhalten (EP 13 17 995 A1). Hierzu wird üblicherweise eine stängelförmige Struktur aufgebaut, die die Kompensation thermischer Querspannungen erlaubt. Die keramische Wärmedämmschicht sollte somit eigentlich gerade gegen thermo-mechanische Abtragungsversuche unempfindlich sein.
Die US 6,585,569 zeigt die Verwendung von Trockeneis zur Reinigung einer ganzen Turbine.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem eine Schicht aus organischem Binder von einem Substrat entfernt werden kann, ohne das Substrat zu schädigen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Verfahrensschritte aufgelistet.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Entfernen von einer Schicht von der Oberfläche eines Bauteils gemäß Patentanspruch 1 bereit.
Bei dem Verfahren wird ein Trockeneisstrahl aus Trockeneispartikeln über die Oberfläche geführt, so dass durch die Einwirkung der auftreffenden Trockeneispartikel Material von der einen anorganischen Binder enthaltenden Schicht abgetragen wird.
Die bisherigen Anwendungen des Trockeneisstrahlens liegen bei Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen, Öl, Kunststoff, Lacken oder Keramik.
Der anorganische Binder, insbesondere wenn er wärmebehandelt und glasartig ist, lässt sich keiner der oben genannten Gruppen zuordnen.
Durch eine Abtragung mittels Trockeneis wird eine Kontamination durch Fremdstoffe vermieden.
Zudem wird der metallische Grundkörper des Bauteils nicht beeinträchtigt.
Die Oberfläche des Bauteils lässt sich somit auch einfach und qualitativ hochwertig völlig von der Schicht befreien und beispielsweise auch glätten.
Durch Abstrahlen mit Trockeneis werden wesentliche Nachteile eines konventionellen Sandstrahlverfahrens vermieden, nämlich eine Kontamination der Schaufeloberfläche mit Sandpartikeln des Sandstrahls. Die Trockeneispartikel sublimieren nach dem Auftreffen sofort und rückstandsfrei, so dass keinerlei Einlagerung oder chemische Reaktion erfolgt. Weiterhin verbleiben keine zu entsorgenden Strahlreste.
Wenn Verdichterschaufelbeschichtungen einer Turbine entfernt oder erneut aufgetragen werden sollen (wiederaufarbeitung), sind folgende Problemstellungen zu lösen.
Zum einen ein vollständiges Entfernen der Beschichtungen und zum anderen bei gleichzeitigem Schutz anderer, benachbarter Rotorbaugruppen bei der Entfernungsbehandlung sowie Reinigung der entschichteten Schaufeln und der Rotorbaugruppen von störenden Strahlmittelrückständen, Aufbringen der neuen Beschichtung sowie rückstandfreies Entfernen von Abdeckungen. Dabei ist z.B. der Rotor noch mit seinen Schaufeln in der Turbine eingebaut oder aus der Turbine ausgebaut. Die Schaufeln sind noch an einer Radscheibe montiert oder liegen ausgebaut auch einzeln vor.
Die Entschichtung kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren am komplett montierten Rotor stattfinden. So entfällt die Demontage und Montage der Turbinenschaufeln beim Service einer Turbine.
Durch das Trockeneisstrahlen ist ein vollständiges Entfernen der Beschichtung möglich. Andere Baugruppen können auf einfache Art und Weise abgedeckt und dadurch geschützt werden. Störende Strahlmittelrückstände sind beim Trockeneisstrahlen nicht gegeben. Auch das rückstandsfreie Entfernen von Abdeckungen, z.B. von Klebebändern, auf zu schützenden Rotorbaugruppen ist mit dem Trockeneisstrahlen möglich.
  • A) Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auch bei einer Wiederherstellung eines Schichtsystems (Refurbishment) einer Turbinenschaufel angewendet werden. Dazu wird die gesamte alte Schicht entfernt.
  • B) Vorzugsweise wird durch das Glätten ein vorbestimmter maximaler Rauhigkeitswert der Oberfläche eingestellt. Der maximale Rauhigkeitswert einer mittleren Rauhigkeit ist bevorzugt kleiner als 30 µm, weiter bevorzugt kleiner als 15 µm.
  • C) Vorzugsweise wird die Entschichtung voll automatisiert durchgeführt. Durch eine mehrachsige Halterung der Turbinenschaufel oder eine mehrachsige Führung des Trockeneisstrahles ist es möglich, jeden zu entschichtenden Bereich der Oberfläche zu erreichen.
  • D) Bevorzugt verlässt der Trockeneisstrahl eine Düse unter einem Druck von 5 bar bis 50 bar.
    Die Ausführungen der Abschnitte A) bis D) können auch miteinander kombiniert werden.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
    Bevorzugtermassen wird mit dem Trockeneisstrahl auch eine Reinigung des Bauteils, insbesondere der Gasturbinenschaufel, durchgeführt. Eine solche Reinigung ist insbesondere vor einem Beschichten einer Turbinenschaufel durchzuführen. Jede Verunreinigung kann die Haftung der aufzubringenden Beschichtung beeinträchtigen.
    Bei herkömmlichen Reinigungsverfahren besteht die Gefahr, über das verwendete Reinigungsmittel, etwa Sand beim Sandstrahlen, Fremdmaterial in die zu reinigende Oberfläche einzuschließen.
    Durch die Verwendung eines Trockeneisstrahles wird diese Gefahr vermieden, da das Trockeneis rückstandsfrei sublimiert.
    Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
    Es zeigen teilweise schematisch und nicht maßstäblich:
    Figur 1
    eine Vorrichtung zum Entfernen einer Schicht von einem Bauteil,
    Figur 2
    ein Längsschnitt durch einen Oberflächenbereich eines Schutzschichtsystems,
    Figur 3
    ein Verfahren zum Entfernen von einer Schicht eines Bauteils,
    Figur 4
    eine Gasturbine.
    Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren die gleiche Bedeutung.
    In Figur 1 ist eine Vorrichtung 15 zum Entfernen von Schichtmaterial von der Oberfläche einer Gasturbinenschaufel 20 gezeigt.
    Zur Erzeugung eines Druckluftstromes sind hintereinander geschaltet ein Schraubenkompressor 1, ein Ausgleichsbehälter 2, ein Adsorptionstrockner 3, ein Kühler 4 und ein Meßsystem 5. Im Schraubenkompressor 1 wird Luft hoch verdichtet, insbesondere auf einen Druck von 3 bis 12 bar. Der Ausgleichsbehälter 2 dient der Stabilisierung eines konstanten Massenstroms. Im Adsorptionstrockner 3 wird die Luft getrocknet und im Kühler 4 abgekühlt. Ein Messsystem 5 dient der Erfassung der Druckluftparameter.
    Der Druckluftstrom wird sodann einer Pelletversorgungseinrichtung 12 zugeführt. In dieser sind Trockeneispellets 6 gelagert. Die Trockeneispellets 6 werden mittels eines Schneckenförderers 7 über eine Zellradschleuse 8 dem Druckluftstrom zugeführt und mit diesem einer mittels eines Roboters 9 beweglichen Lavaldüse 10 (Fig. 3) zugeführt. Dort treten sie als Trockeneisstrahl 14 (Fig. 3) mit z.B. Schallgeschwindigkeit aus und treffen auf ein Bauteil 20, insbesondere eine Gasturbinenschaufel 20 auf die Oberfläche 40 der abzutragenden Schicht 32, 36 oder auf die Oberfläche 38 des Substrats 30 des Bauteils 20 (z.B. Gasturbinenschaufeln).
    Die Gasturbinenschaufel 20 ist in einer mehrachsigen Halterung 22 gelagert, so dass der Trockeneisstrahl 14 auf jeden Punkt der Oberfläche der Gasturbinenschaufel 20 geleitet werden kann.
    In Figur 2a,b ist als Beispiel ein Längsschnitt durch den Oberflächenbereich eines Bauteils, insbesondere einer Turbinenschaufel 20 (Kompressor- oder Verdichterleit- oder - laufschaufel) gezeigt.
    Bei einem Refurbishment einer bereits länger eingesetzten Turbinenschaufel 20 wird eine einzelne Schicht 33 (Fig. 2b) oder eine Duplexschicht 32, 36 (Fig. 2a) erneuert.
    Die Schicht 33, 32, 36 besteht aus zumindest einem anorganischen Binder, wobei der Binder ein Gemisch aus zumindest zwei Säuren darstellt. Der Binder kann Chromsäure (H2CrO3 ) und/oder phosphorige Säure (H3PO3) und/oder Phosphorsäure (H3PO4) enthalten. Der Binder besteht beispielsweise zu 100% aus anorganischem Binder. Insbesondere enthält der Binder 20% phosphorige Säure, 50% Chromsäure sowie 30% Phosphorsäure. Die phosphorige Säure in dem Binder kann zumindest teilweise oder ganz durch Magnesiumoxid (MgO) ersetzt sein.
    Die Zusammensetzung und Herstellungsweise ist in der EP 0 142 418 B1 beschrieben und ist Teil dieser Offenbarung.
    Mit dieser Schicht 33, 32, 36 wurde eine Wärmebehandlung durchgeführt, so dass sich eine glasartige Schicht auf dem Substrat 30 des Bauteils 20 ausbildet.
    Glasartig bedeutet, dass die Schicht 33, 32, 36 ähnliche thermische und/oder mechanische Eigenschaften wie ein Glas aufweist und sich von den thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften eines Metalls und einer Keramik unterscheidet.
    Des weiteren kann diesem Binder, also einem Säuregemisch, z.B. bis zu 50% eines Metalls, beispielsweise Aluminium zugefügt sein.
    Dieses Metall ist beispielsweise als Metallpigment hinzugefügt und dient als Opfermaterial.
    Die Schicht 33, 32, 36 kann auch ein Metallphosphat, das sich durch Reaktion der Binderbestandteile bildet, insbesondere ein Chromphosphat enthalten.
    Chromphosphat bildet sich aus der Reaktion aus Chromsäure und Phosphorsäure.
    Insbesondere kann auch eine Duplexschicht 32, 36 oder Reste hiervon mittels des Trockeneisstrahles 14 vollständig entfernt werden. Das Schichtsystem besteht beispielsweise aus einer ersten Schicht 32 (Grundbeschichtung) und einer zweiten Schicht 36 (Deckbeschichtung).
    Die erste Schicht 32 besteht aus einem Säuregemisch, das wie weiter oben schon beschrieben, Chromsäure, phosphorige Säure und/oder Magnesiumoxid sowie Phosphorsäure enthält. Außerdem enthält die Schicht ein Metall als Opfermaterial gegen Korrosion.
    Auf diese erste Schicht 32 ist eine zweite Schicht 36 aufgebracht, die ebenfalls aus einem Säuregemisch wie oben beschrieben besteht, jedoch kein Metall als Opfermaterial gegen Korrosion enthält.
    Der anorganische Binder bildet in jedem Fall immer eine Matrix der Duplexschicht 32, 36.
    Das Verfahren kann angewendet werden bei Verdichterlauf- und -leitschaufeln sowie Turbinenleit- und -laufschaufeln bei Dampf- oder Gasturbinen, die solche Schichten 33, 32, 36 aufweisen. Auch Gehäuseteile einer Turbine 100 (Fig.4), die eine Schicht enthalten, können ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
    Verdichterschaufeln (Lauf- und Leitschaufeln) von Turbinen, insbesondere von Gasturbinen werden zur Verhinderung von Korrosion und Erosion mit Schichtsystemen beschichtet.
    Insbesondere durch die Kombination der verwendeten Drücke, der Düsenanordnung sowie der Mengenverhältnisse wird eine optimale Entfernung der Schicht 33, 32, 36 erreicht.
    Bei der Entfernung der Schichten 33, 32, 36 werden beispielsweise Bereiche mittels Klebstreifen abgedeckt, die gegenüber sich bildenden Feinstäuben zu schützen sind. Wenn die Schicht 32, 33, 36 entfernt worden ist, kann anschließend mittels des Trockeneisstrahlens auch der Klebstreifen rückstandsfrei entfernt werden.
    Die Figur 4 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt.
    Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 drehgelagerten Rotor 103 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird.
    Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, der beispielsweise Schaufeln mit einer einen anorganischen Binder enthaltenden Schicht 33, 32, 36 aufweist, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer 106, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109.
    Die Ringbrennkammer 106 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinandergeschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108.
    Jede Turbinenstufe 112 ist aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.
    Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Innengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe (Radscheibe) 133 am Rotor 103 angebracht sind. An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt).
    Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt.
    Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.
    Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unterliegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 106 auskleidenden Hitzeschildsteinen am meisten thermisch belastet.
    Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, werden diese mittels eines Kühlmittels gekühlt.
    Ebenso können die Substrate eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur).
    Als Material werden eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Superlegierungen verwendet.
    Beispielsweise werden Superlegierungen verwendet, wie sie aus der EP 1 204 776, EP 1 306 454, EP 1 319 729, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt sind; diese Schriften sind Teil der Offenbarung.
    Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X steht für Yttrium (Y) und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden) und Wärme durch eine Wärmedämmschicht aufweisen. Die Wärmedämmschicht besteht beispielsweise ZrO2 Y2O4-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.
    Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
    Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.

    Claims (24)

    1. Verfahren zum Entfernen einer zumindest einen anorganischen Binder enthaltenden Schicht (33, 32, 36) von der Oberfläche (38) eines Bauteils (20),
      insbesondere eines Turbinenbauteils,
      wobei ein Trockeneisstrahl (14) aus Trockeneispartikeln über die Oberfläche (38, 40) des Bauteils (20) geführt wird,
      so dass durch die Einwirkung der auftreffenden Trockeneispartikel Material der Schicht (33, 32, 36) abgetragen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder durch eine Wärmebehandlung glasartig ausgebildet ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder zumindest Chromsäure (H2CrO3),
      insbesondere zu 50wt%, enthält.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder zumindest phosphorige Säure (H3PO3), insbesondere bis zu 20wt% enthält.
    5. Verfahren nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      wobei die phosphorige Säure zumindest teilweise durch Magnesiumoxid (MgO) ersetzt ist.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder zumindest Phosphorsäure (H3PO4), insbesondere bis zu 30wt% enthält.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 6,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Schicht (33, 32, 36), die entfernt wird, zu 100% aus anorganischem Binder besteht.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder metallhaltig,
      insbesondere bis zu 50wt%, ist.
    9. Verfahren nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder aluminiumhaltig ist.
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Metall als Metallpigment enthalten ist.
    11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 6 oder 7,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder aus Chromsäure, phosphoriger Säure und Phosphorsäure besteht.
    12. Verfahren nach Anspruch 5, 8, 9 oder 10,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      die aus Chromsäure, phosphoriger Säure, Phosphorsäure und Metall besteht.
    13. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Schicht (33) eine Duplexschicht (32, 36) ist,
      wobei die Duplexschicht (32, 36) aufgebaut ist aus einer ersten Schicht (32) gemäß Anspruch 12 und einer zweiten Schicht (36) gemäß Anspruch 11 darauf.
    14. Verfahren nach Anspruch 1,
      bei dem der Trockeneisstrahl (14) eine Düse (10) unter einem Druck von 5 bar bis 50 bar verlässt.
    15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 13,
      bei dem die Schicht (33, 32, 36) vollständig durch den Trockeneisstrahl (14) entfernt wird.
    16. Verfahren nach Anspruch 8 oder 12,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder ein Metallphosphat enthält.
    17. Verfahren nach Anspruch 16,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Schicht (33, 32, 36) durchgeführt wird,
      dessen Binder als Metallphosphat ein Chromphosphat enthält.
    18. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Verdichterlaufschaufel oder - leitschaufel (105) als Bauteil (20) durchgeführt wird.
    19. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren mit einer Turbinenlaufschaufel (120) oder - leitschaufel (130) als Bauteil (20) durchgeführt wird.
    20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Verdichter- oder Turbinenschaufeln Schaufeln einer Dampf- oder Gasturbine (100) sind.
    21. Verfahren nach Anspruch 1, 18, 19 oder 20,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      nach der Entfernung der Schicht (33, 32, 36) eine neue Schicht aufgebracht wird.
    22. Verfahren nach Anspruch 18, 29 oder 20,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren an einem kompletten Rotor mit Schaufeln durchgeführt wird.
    23. Verfahren nach Anspruch 18, 29 oder 20,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren an beschaufelten Turbinenscheiben durchgeführt wird.
    24. Verfahren nach Anspruch 18, 29 oder 20,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Verfahren an Gehäuseteilen einer Turbine durchgeführt wird.
    EP04002334A 2004-02-03 2004-02-03 Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils Ceased EP1561542A1 (de)

    Priority Applications (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP04002334A EP1561542A1 (de) 2004-02-03 2004-02-03 Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils

    Applications Claiming Priority (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    EP04002334A EP1561542A1 (de) 2004-02-03 2004-02-03 Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    EP1561542A1 true EP1561542A1 (de) 2005-08-10

    Family

    ID=34673662

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP04002334A Ceased EP1561542A1 (de) 2004-02-03 2004-02-03 Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils

    Country Status (1)

    Country Link
    EP (1) EP1561542A1 (de)

    Cited By (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    GB2446056A (en) * 2007-01-23 2008-07-30 Alstom Technology Ltd Removing coatings using a dry ice blast
    DE102007022174B3 (de) * 2007-05-11 2008-09-18 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum Erzeugen und Entfernen einer temporären Schutzschicht für eine kathodische Beschichtung
    WO2009032221A1 (en) 2007-08-28 2009-03-12 Rem Technologies Inc Method for inspecting and refurbishing engineering components
    WO2009106042A1 (de) * 2008-02-26 2009-09-03 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum reinigen von gasturbinenbauteilen
    DE102009053630A1 (de) * 2009-11-17 2011-05-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Katalysatorreinigung
    WO2012022510A1 (de) 2010-08-19 2012-02-23 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum konditionieren der oberfläche gehärteter korrosionsgeschützter bauteile aus stahlblech

    Citations (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP0142418A1 (de) * 1983-10-19 1985-05-22 Sermatech International Inc. Spherische Aluminiumteilchen in Beschichtungen
    EP1317995A1 (de) * 2001-12-05 2003-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Glättung der Oberfläche einer Gasturbinenschaufel
    EP1321625A1 (de) * 2001-12-21 2003-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Abtragen einer Metallschicht
    US6585569B2 (en) * 2000-12-28 2003-07-01 General Electric Company Method of cleaning gas turbine compressors using crushed, solid material capable of sublimating

    Patent Citations (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP0142418A1 (de) * 1983-10-19 1985-05-22 Sermatech International Inc. Spherische Aluminiumteilchen in Beschichtungen
    US6585569B2 (en) * 2000-12-28 2003-07-01 General Electric Company Method of cleaning gas turbine compressors using crushed, solid material capable of sublimating
    EP1317995A1 (de) * 2001-12-05 2003-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Glättung der Oberfläche einer Gasturbinenschaufel
    EP1321625A1 (de) * 2001-12-21 2003-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Abtragen einer Metallschicht

    Cited By (11)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    GB2446056A (en) * 2007-01-23 2008-07-30 Alstom Technology Ltd Removing coatings using a dry ice blast
    GB2446056B (en) * 2007-01-23 2011-10-19 Alstom Technology Ltd Method for treating a thermally loaded component
    DE102007022174B3 (de) * 2007-05-11 2008-09-18 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum Erzeugen und Entfernen einer temporären Schutzschicht für eine kathodische Beschichtung
    US9822436B2 (en) 2007-05-11 2017-11-21 Voestalpine Stahl Gmbh Method for the production and removal of a temporary protective layer for a cathodic coating
    WO2009032221A1 (en) 2007-08-28 2009-03-12 Rem Technologies Inc Method for inspecting and refurbishing engineering components
    EP2195139B1 (de) * 2007-08-28 2014-11-12 REM Technologies, Inc. Verfahren zum untersuchen und aufarbeiten technischer bauteile
    US9180568B2 (en) 2007-08-28 2015-11-10 Rem Technologies, Inc. Method for inspecting and refurbishing engineering components
    WO2009106042A1 (de) * 2008-02-26 2009-09-03 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum reinigen von gasturbinenbauteilen
    DE102009053630A1 (de) * 2009-11-17 2011-05-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Katalysatorreinigung
    WO2012022510A1 (de) 2010-08-19 2012-02-23 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum konditionieren der oberfläche gehärteter korrosionsgeschützter bauteile aus stahlblech
    DE102010037077A1 (de) 2010-08-19 2012-02-23 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum Konditionieren der Oberfläche gehärteter korrosionsgeschützter Bauteile aus Stahlblech

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP1969156B1 (de) Verfahren zum beschichten einer schaufel und schaufel einer gasturbine
    EP1450987B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur glättung der oberfläche einer gasturbinenschaufel
    DE19807636C1 (de) Verfahren zum Herstellen einer korrosions- und oxidationsbeständigen Schlickerschicht
    DE102005033176A1 (de) Abschleifbare Beschichtungen für eine 7FA+E-Stufe 1 und Verfahren zum Herstellen der Beschichtungen
    EP2468925A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wärmedämmschichtaufbaus
    WO2005072884A1 (de) Verfahren zur entfernung einer schicht
    EP0840809B1 (de) Erzeugnis mit einem metallischen grundkörper mit kühlkanälen und dessen herstellung
    WO2011113833A1 (de) Verfahren zum wiederaufarbeiten einer turbinenschaufel mit wenigstens einer plattform
    EP3458431B1 (de) Verfahren zur herstellung eines keramischen hitzeschildes mit reaktionscoating
    EP1382707A1 (de) Schichtsystem
    EP1561542A1 (de) Verfahren zur Entfernung einer Schicht eines Bauteils
    DE112009002430T5 (de) Verfahren zur Abscheidung einer Beschichtung auf eine Blisk
    DE102008012683A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Reibflächen oder Reibschichten einer Carbon-Keramik-Bremsscheibe sowie eine mit derartigen Reibflächen oder Reibschichten ausgestatteten Carbon-Keramik-Bremsscheibe
    EP3572551A1 (de) Verfahren zur beschichtung eines substrates mit einer hohlraumstruktur
    DE102016002630A1 (de) Haftvermittlerschicht zur Anbindung einer Hochtemperaturschutzschicht auf einem Substrat, sowie Verfahren zur Herstellung derselben
    EP1522603B1 (de) Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils und Bauteil
    EP1492900A1 (de) Bauteil mit einer maskierungsschicht
    EP0960308B1 (de) Gasturbinenanlage mit einem mit keramiksteinen ausgekleideten brennkammergehäuse
    WO2005056878A2 (de) Einlaufbelag für gasturbinen sowie verfahren zur herstellung desselben
    DE102020000848B4 (de) Verfahren zur Beschichtung von Schaufeln von Kompressoren, Turbinen und Propellern
    EP1598444B1 (de) Verfahren zum Einstellen der elektrischen Leitfähigkeit einer durch Druck in ihrer elektrischen Leitfähigkeit veränderbaren Beschichtung eines Maschinenbauteils durch Trockeneisstrahlen
    EP1508628A1 (de) Bauteil mit einer Maskierungsschicht und Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils
    WO1982001898A1 (en) Method for coating a metal with a protection layer resistant to hot gas corrosion
    DE102005038374A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht für ein Bauteil
    DE102006040360A1 (de) Wärmedämmstoff mit hoher zyklischer Temperaturbelastbarkeit

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20050721

    AKX Designation fees paid

    Designated state(s): CH DE GB IT LI

    APBN Date of receipt of notice of appeal recorded

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA2E

    APBR Date of receipt of statement of grounds of appeal recorded

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA3E

    APAF Appeal reference modified

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCREFNE

    APBT Appeal procedure closed

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA9E

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

    18R Application refused

    Effective date: 20070730