EP1692371A1 - Turbinenbauteil mit wä rmedä mmschicht und erosionsschutz schicht - Google Patents

Turbinenbauteil mit wä rmedä mmschicht und erosionsschutz schicht

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EP1692371A1
EP1692371A1 EP04801188A EP04801188A EP1692371A1 EP 1692371 A1 EP1692371 A1 EP 1692371A1 EP 04801188 A EP04801188 A EP 04801188A EP 04801188 A EP04801188 A EP 04801188A EP 1692371 A1 EP1692371 A1 EP 1692371A1
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EP
European Patent Office
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component according
component
barrier coating
thermal barrier
insulation layer
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Withdrawn
Application number
EP04801188A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Friedhelm Schmitz
Kai Wieghardt
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12611—Oxide-containing component

Definitions

  • the invention relates to a component with a heat insulation layer and an erosion protection layer according to claim 1.
  • Thermal insulation layers which are applied to components, are known from the field of gas turbines, as they are e.g. are described in EP 1 029 115.
  • Thermal insulation layers allow components to be used at higher temperatures than the base material allows, or extend the service life.
  • Known base materials (substrates) for gas turbines allow operating temperatures of a maximum of 1000 ° C to 1100 ° C, whereas a coating with a thermal insulation layer enables operating temperatures of up to 1350 ° C.
  • a ceramic is known from EP 1 029 104 A
  • EP 0 783 043 AI discloses an erosion protection layer consisting of aluminum oxide or silicon carbide on a ceramic thermal insulation layer.
  • US Pat. No. 5,740,515 discloses an erosion protection layer made of a silicide, in particular molybdenum silicide, which is applied to a ceramic thermal barrier coating.
  • the US 2003/0035892 AI discloses a ceramic thermal barrier coating system.
  • US Pat. No. 5,683,226 discloses a component of a steam turbine whose erosion resistance is improved.
  • a metallic erosion protection layer is therefore of particular advantage since it is elastically and plastically deformable due to its ductility.
  • the thermal barrier coating does not necessarily only serve the purpose of shifting the range of the application temperatures upwards, but the thermal expansion due to the temperature differences that are produced or are present on the component is advantageously equalized and / or reduced. In this way, thermomechanical stresses can be avoided or at least reduced.
  • FIGS. 1, 2 show possible arrangements of a thermal insulation layer of a component according to the invention
  • FIGS. 3, 4, 9, 11 further exemplary embodiments of a component designed according to the invention
  • FIGS. 5, 6 show a gradient of the porosity within the thermal insulation layer of a component designed according to the invention
  • FIG. 7 shows the influence of a temperature difference on a component
  • Figure 8 is a steam turbine
  • Figure 10 shows the influence of a thermal barrier coating on the life of a reconditioned component.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a component 1 designed according to the invention.
  • Component 1 is a component of a gas or steam turbine 300, 303 (FIG. 8), in particular a steam inflow region 333, a turbine blade 342, 354, 357 (FIG. 8) or a housing part 334, 335, 366 (Fig. 8, 9) and consists of a substrate 4 (supporting structure) and a heat insulation layer 7 applied thereon and an outer erosion protection layer 13 on the heat insulation layer 7.
  • the erosion protection layer 13 can also simultaneously as
  • the erosion protection layer 13 preferably consists of a metal or a metal alloy and protects the component against erosion and / or wear, as is the case in particular
  • Steam turbines 300, 303 which are subject to scaling, are the case and at which average flow velocities of approximately 50 m / s (i.e. 20 m / s - 100 m / s) and pressures of 350 to 400 bar occur.
  • the substrate 4 is, for example, a steel or another iron-based alloy (for example 1% CrMoV or 10-12% chromium steels or IN617) or a nickel- or cobalt-based superalloy.
  • a steel or another iron-based alloy for example 1% CrMoV or 10-12% chromium steels or IN617) or a nickel- or cobalt-based superalloy.
  • the thermal barrier coating 7 is in particular a ceramic layer which, for example, consists at least partially of zirconium oxide (partially stabilized or fully stabilized by yttrium oxide and / or magnesium oxide) and / or at least partially of titanium oxide and is, for example, thicker than 0.1 mm. So thermal insulation layers 7, which consist 100% of either zirconium oxide or titanium oxide, can be used.
  • the ceramic layer 7 can by means of known coating methods such as atmospheric plasma spraying
  • APS vacuum plasma spraying
  • LPPS low pressure plasma spraying
  • CVD chemical or physical coating methods
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the component 1 designed according to the invention.
  • At least one additional intermediate protective layer 10 is arranged between the substrate 4 and the thermal insulation layer 7.
  • the intermediate protective layer 10 serves to protect against corrosion and / or oxidation of the substrate 4 and / or for better connection of the thermal insulation layer 7 to the substrate 4. This is particularly the case if the thermal insulation layer 7 consists of ceramic and the substrate 4 consists of a metal.
  • the intermediate protective layer 10 for protecting a substrate 4 against corrosion and oxidation at a high temperature essentially has, for example, the following elements (details of the proportions in percent by weight): 11.5 to 20.0 wt% chromium, 0.3 to 1.5 wt % Silicon, 0.0 to 1.0 wt% aluminum, 0.0 to 0.7 wt% yttrium and / or at least one equivalent metal from the group comprising scandium and the rare earth elements,
  • the metallic intermediate protective layer 10 consists of 12.5 to 14.0 wt% chromium, 0.5 to 1.0 wt% silicon, 0.1 to 0.5 wt% aluminum, 0.0 to 0.7 wt% yttrium and / or at least one equivalent metal from the group comprising scandium and the elements of the rare earths, the rest iron and / or cobalt and / or nickel and manufacturing-related impurities.
  • the rest is only iron.
  • Iron base shows particularly good properties, so that the intermediate protective layer 10 is excellently suitable for application to ferritic substrates 4.
  • the thermal expansion coefficients of substrate 4 and intermediate protective layer 10 can be matched to one another very well (up to 10% difference) or even be the same, so that there is no thermally caused stress build-up between substrate 4 and intermediate protective layer 10 (thermal mismatch)
  • the intermediate protective layer 10 could flake off.
  • the substrate 4 is a ferritic base alloy, a steel or a nickel or cobalt-based super alloy, in particular a 1% CrMoV steel or a 10 to 12 percent chromium steel.
  • ferritic substrates 4 of the layer system 1 consist of a 1% to 2% Cr steel for shafts (309, Fig. 8): such as 30CrMoNiV5-ll or 23CrMoNiWV8-8, 1% to 2% Cr steel for housing (Fig. 8, e.g. 335): Gl7CrMoV5-10 or Gl7CrMo9-10,
  • the thermal insulation layer 7 at least partially has a certain open and / or closed porosity.
  • the wear / erosion protection layer 13 preferably has a higher density than the thermal insulation layer 7 and consists, for example, of alloys based on iron, chromium, nickel and / or cobalt or, for example, NiCr 80/20 or NiCrSiB with admixtures of boron (B) and silicon (Si) or NiAl (e.g. Ni: 95wt%, AI 5wt%).
  • a metallic erosion protection layer 13 can be used in steam turbines 300, 303, since the operating temperatures in steam turbines in the steam inflow region 333 are a maximum of 450 ° C., 550 ° C., 650 ° C. or 850 ° C. For such temperature ranges, there are sufficient metallic layers which have a sufficiently large necessary erosion protection over the period of use of the component 1 with good oxidation resistance at the same time.
  • a ceramic erosion protection layer 13 consists, for example, partially or 100% of chromium carbide.
  • Other materials for the erosion protection layer 13 are, for example, a mixture of tungsten carbide, chromium carbide and nickel (WC, CrC-Ni), for example with the weight percentages 73 wt% for tungsten carbide, 20 wt% for chromium carbide and 7 wt% for nickel, and also chromium carbide with the Addition of nickel (Cr 3 C 2 -Ni), for example, with a proportion of 83 wt% chromium carbide and 17 wt% nickel as well as a mixture of chromium carbide and
  • Nickel chromium (Cr 3 C 2 -NiCr), for example, with a proportion of 75 wt% chromium carbide and 25 wt% nickel chromium, and yttrium-stabilized zirconium oxide, for example, with a proportion by weight of 80 wt% zirconium oxide and 20 wt% yttrium oxide.
  • the thermal barrier coating 7 is, for example, porous.
  • FIG. 5 shows a porous thermal insulation layer 7 with a
  • Pores 16 are present in the thermal barrier coating 7.
  • the density p of the heat insulation layer 7 increases in the direction of an outer surface.
  • Layer 7 can thus be used in the area of larger porosity for thermal insulation and in the area of lower porosity if necessary also for erosion protection.
  • FIG. 6 the gradient in the density p of the heat insulation layer 7 runs opposite to that in FIG. 5.
  • the erosion protection layer 13 preferably has a higher density than the heat insulation layer 7 so that it 13 has a higher strength.
  • FIGS. 7a, 7b show the influence of the thermal barrier coating 7 on the thermal deformation behavior of the component 1.
  • Figure 7a shows a component without a thermal barrier coating. Two different temperatures prevail on two opposite sides of the substrate 4, a higher temperature T max and a lower temperature T m ⁇ nr, which results in a temperature difference dT (4).
  • the temperature difference dT (4) can be at least 200 ° C.
  • the higher temperature T max is at least, for example
  • the substrate 4 extends in the area of higher temperature T max due to thermal expansion significantly higher than in the region of the smaller temperature T m i n. This different expansion causes an undesired deformation of the component (housing).
  • FIG. 7b there is a heat insulation layer 7 on the substrate 4, the substrate 4 and the heat insulation layer 7 together being for example just as thick as the substrate 4 in FIG. 7a.
  • the thermal barrier coating 7 disproportionately reduces the maximum temperature on the surface of the substrate 4 to a temperature T ' max , although the external temperature T max is just as high as in FIG. 7a. This results not only from the distance of the surface of the substrate 4 from the higher temperature, but in particular from the lower thermal conductivity of the thermal insulation layer 7.
  • Extensions are at least equalized.
  • the substrate 4 in FIG. 7b can also be just as thick as that in FIG. 7a.
  • the erosion protection layer 13 is not shown here for the sake of simplification.
  • FIG. 8 shows an example of a steam turbine 300, 303 with a turbine shaft 309 extending along an axis of rotation 306.
  • the steam turbine has a high-pressure sub-turbine 300 and a medium-pressure sub-turbine 303, each with one
  • the high-pressure turbine section 300 is, for example, of a pot design.
  • the medium pressure turbine section 303 is designed with two passages. It is also possible for the medium-pressure turbine section 303 to be single-flow.
  • a bearing 318 is arranged between the high-pressure sub-turbine 300 and the medium-pressure sub-turbine 303, the turbine shaft 309 having a bearing region 321 in the bearing 318.
  • the turbine shaft 309 is supported on a further bearing 324 next to the high-pressure sub-turbine 300. In the area of this bearing 324, the high-pressure turbine section 300 has a shaft seal 345.
  • the turbine shaft 309 is sealed off from the outer housing 315 of the medium-pressure turbine part 303 by two further shaft seals 345.
  • the turbine shaft 309 in the high-pressure sub-turbine 300 has between a high-pressure steam inflow region 348 and a steam outlet region 351 the high-pressure barrel blading 354, 357.
  • the medium-pressure turbine section 303 has a central steam inflow region 333.
  • the turbine shaft 309 Associated with the steam inflow region 333, the turbine shaft 309 has a radially symmetrical shaft shield 363, a cover plate, on the one hand for dividing the steam flow into the two flows of the medium-pressure turbine section 303 and for preventing direct contact of the hot steam with the turbine shaft 309.
  • the turbine shaft 309 has a second blading area 366 in the medium-pressure turbine part 303 with the medium-pressure rotor blades 354, 342.
  • the hot steam flowing through the second blading area 366 flows from the medium-pressure sub-turbine 303 from an outflow connection 369 to a low-pressure sub-turbine, not shown, which is connected downstream in terms of flow.
  • the turbine shaft 309 is composed of two sub-turbine shafts 309a and 309b, which are firmly connected to one another in the region of the bearing 318.
  • the steam inflow region 333 has a heat insulation layer 7 and an erosion protection layer 13.
  • FIG. 9 shows an enlarged illustration of a region of the steam turbine 300, 303.
  • the steam turbine 300, 303 in the region of the inflow region 333 consists of an outer housing 334, at which temperatures between 250 ° and 350 ° C. are present.
  • Temperatures of 450 ° to 800 ° C. prevail at the inflow region 333 as part of an inner housing 335. This results in a temperature difference of at least 200 ° C.
  • the thermal barrier coating 7 is applied to the inner housing 335, to which the high temperatures are present (on the outer side 337, for example, not).
  • the thermal barrier coating 7 is only present locally on the inner housing 335 (and for example not in the blading area
  • Heat input into the inner housing 335 is reduced, so that the thermal expansion behavior is influenced.
  • the entire deformation behavior of the inner housing 335 and the steam inflow region 333 can be set in a controlled manner.
  • Thermal insulation layer 7 or the application of different materials at different locations on the surface of the
  • Inner housing 335 may be different.
  • the heat insulation layer 7 can be applied locally, for example in the inner housing 335 in the region of the inflow region 333.
  • Blading area 366 may be applied locally (FIG. 3).
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a component 1 according to the invention.
  • the thickness of the heat insulation layer 7 in the inflow region 333 is thicker than in the blading region 366 of the steam turbine 300, 303.
  • the locally different thickness of the heat insulation layer 7 increases the heat input and thus the thermal expansion and thus the expansion behavior of the inner housing 334, consisting of the inflow region 333 and the blading region 366, is set in a controlled manner. Since higher temperatures prevail in the inflow area 333 than in the blading area 366, the thicker thermal insulation layer 7 in the inflow area 333 reduces the heat input into the substrate 4 more than in the blading area 366, where lower temperatures prevail.
  • the thicker thermal insulation layer 7 in the inflow area 333 reduces the heat input into the substrate 4 more than in the blading area 366, where lower temperatures prevail.
  • Heat input in both the inflow region 333 and the subsequent blading region 366 are kept approximately the same, so that the thermal expansion is approximately the same.
  • thermal insulation layer 7 is applied here in the entire hot area, that is to say globally, and has the erosion protection layer 13.
  • FIG. 11 shows a further application example for the
  • Component 1 in particular a housing part, is here a valve housing 31 into which a hot steam flows through an inflow channel 46.
  • the inflow channel 46 causes a mechanical weakening of the
  • the valve housing 31 consists, for example, of a cup-shaped housing part 34 and a cover 37. Inside the housing part 31 there is a valve consisting of a valve cone 40 and a spindle 43. As a result of component creep, there is a non-uniform axial deformation of the housing 31 and cover 37. The valve housing 31 would expand axially more in the region of the channel 46, so that the cover with the spindle 43 is tilted, as indicated by the broken line. As a result, the valve cone 34 is no longer seated correctly, so that the tightness of the valve is reduced. By applying a thermal barrier coating 7 to an inside 49 of the housing 31, the Deformation behavior achieved so that both ends 52, 55 of the housing 31 and the cover 37 expand evenly.
  • thermal barrier coating 7 serves to control the deformation behavior and thus to ensure the tightness of the valve.
  • the heat insulation layer in turn has the erosion protection layer 13.
  • FIG. 10 shows the influence of the application of a thermal insulation layer 7 on a remanufactured component 1.
  • Refurbishment means that components 1 that were in use are reused and, if necessary, repaired beforehand, i.e. that they're from corrosion and
  • Oxidation products are freed and cracks are detected if necessary and repaired for example by filling with solder or by welding.
  • Each component 1 has a certain lifespan until it is 100% damaged.
  • component 1 for example a turbine blade 342
  • the deformation behavior of components 1 is evened out by the thermal barrier coating 7, so that, for example, fewer stresses occur which could damage the component 1.
  • This also increases the service life of component 1. The service life is thus extended by making the deformation behavior of the component more uniform and / or by reducing the heat input into the component 1.
  • the shape of the curve of a component 1 with a thermal barrier coating 7 is significantly flattened compared to the shape of the curve 25, so that such a coated component 1 can be used at least once more.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Bauteile (333, 366) einer Dampfturbine (300, 303) mit einer Wärmdämmschicht (7) und einer metallischen Erosionsschutzschicht (13) auf der Wärmedämmschicht (7).

Description

Bauteil mit Wärmedämmschicht und Erosionsschutzschicht
Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einer Wärmedämmschicht und einer Erosionsschutzschicht nach Anspruch 1.
Wärmedämmschichten, die auf Bauteilen aufgebracht werden, sind aus dem Bereich der Gasturbinen bekannt, wie sie z.B. in der EP 1 029 115 beschrieben sind.
Wärmedämmschichten erlauben es, Bauteile bei höheren Temperaturen einzusetzen, als es der Grundwerkstoff zulässt, oder die Einsatzdauer zu verlängern. Bekannte Grundwerkstoffe (Substrate) für Gasturbinen ermöglichen Einsatztemperaturen von maximal 1000 °C bis 1100°C, wohingegen eine Beschichtung mit einer Wärmedämmschicht Einsatztemperaturen von bis zu 1350°C ermöglicht.
Die Einsatztemperaturen von Bauteilen in einer Dampfturbine sind deutlich niedriger, so dass dort solche Anforderungen nicht gestellt werden.
Aus der EP 1 029 104 A ist bekannt, eine keramische
Erosionsschutzschicht auf eine keramische Wärmedämmschicht einer Gasturbinenschaufel aufzubringen.
Aus der DE 195 35 227 AI ist bekannt, eine Wärmedämmschicht in einer Dampfturbine vorzusehen, um Werkstoffe mit schlechteren mechanischen Eigenschaften, die aber kostengünstiger sind, für das Substrat, auf das die Wärmedämmschicht aufgebracht wird, verwenden zu können. • Die US-PS 5,350,599 offenbart eine erosionsresistente keramische Wärmedämmschicht. Die US 2003/0152814 AI offenbart ein Wärmedämmschichtsystem bestehend aus einem Substrat aus einer Superlegierung, einer Aluminiumoxidschicht auf dem Substrat und einer Keramik als äußere keramische Wärmedämmschicht.
Die EP 0 783 043 AI offenbart eine Erosionsschutzschicht besteht aus Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid auf einer keramischen Wärmedämmschic t .
Die US-PS 5,740,515 offenbart eine Erosionsschutzschicht aus einem Silizid, insbesondere Molybdänssilizid, das auf einer keramischen Wärmedämmschicht aufgebracht ist.
Die US 2003/0035892 AI offenbart ein keramisches Wärmedämmschichtsystem.
Die US-PS 5,683,226 offenbart eine Komponente einer Dampfturbine dessen Erosionswiderstand verbessert wird.
Aufgrund von Verunreinigungen in einem Medium und/oder hohen Strömungsgeschwindigkeiten des strömenden Mediums, das an Bauteilen mit einer Wärmedämmschicht vorbeiströmt, kommt es zu einer starken Erosion der Wärmedämmschicht. Daher ist es Aufgabe der Erfindung ein Bauteil aufzuzeigen, das dieses Problem überwindet.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Bauteil gemäß Anspruch 1.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bauteile aufgelistet. Die in den Unteransprüchen aufgelisteten Maßnahmen können in vorteilhafter Art und Weise miteinander verknüpft werden. Insbesondere bei Bauteilen von Turbinen, die zum Antrieb heißen Fluiden ausgesetzt sind, kommt es häufig durch Verzunderungen zu einem mechanischen Einschlag von abgelösten Zunder-Teilchen auf eine spröde keramische Schicht, was zum Ausbrechen von Material, also zur Erosion führen könnte. Obwohl die keramische Schicht dafür ausgelegt ist, Thermoschocks zu überstehen, ist sie anfällig gegenüber der lokal sehr begrenzt auftretenden mechanischen Beanspruchung, da ein Thermoschock globaler auf die gesamte Schicht einwirkt.
Daher ist eine metallische Erosionsschutzschicht von besonderem Vorteil, da sie aufgrund ihrer Duktilität elastisch und plastisch verformbar ist.
Die Wärmedämmschicht dient nicht notwendigerweise nur dem Zweck den Bereich der Einsatztemperaturen nach oben zu verschieben, sondern die thermische Dehnung aufgrund der Temperaturunterschiede, die an dem Bauteil erzeugt werden bzw. anliegen, wird in vorteilhafter Weise vergleichmäßigt und/oder reduziert. So können thermomechanisehen Spannungen vermieden bzw. zumindest reduziert werden.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt.
Es zeigen Figur 1, 2 Anordnungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Wärmedämmschicht eines Bauteils, Figur 3, 4, 9, 11 weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen ausgebildeten Bauteils, Figur 5, 6 einen Gradienten der Porosität innerhalb der Wärmedämmschicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bauteils, Figur 7 der Einfluss eines Temperaturunterschieds auf ein Bauteil, Figur 8 eine Dampfturbine und Figur 10 den Einfluss einer Wärmedämmschicht auf die Lebensdauer eines wieder aufgearbeiteten Bauteils.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bauteils 1. Das Bauteil 1 ist ein Bauteil einer Gas- oder einer Dampfturbine 300, 303 (Fig. 8), insbesondere ein Dampfeinströmbereich 333, eine Turbinenschaufel 342, 354, 357 (Fig. 8) oder ein Gehäuseteil 334, 335, 366 (Fig. 8, 9) und besteht aus einem Substrat 4 (Tragstruktur) und einer darauf aufgebrachten Wärmedämmschicht 7 sowie einer äußeren Erosionsschutzschicht 13 auf der Wärmedämmschicht 7. Die Erosionsschutzschicht 13 kann auch gleichzeitig als
Wärmedämmsc icht wirken, so dass dann körperlich nur eine einzige Schicht auf dem Substrat 4 vorhanden wäre. Die Erosionsschutzschicht 13 besteht vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung und schützt das Bauteil vor Erosion und/oder Verschleiß, wie es insbesondere bei
Dampfturbinen 300, 303 (Fig. 8), die einer Verzunderung unterliegen, der Fall ist, und bei der mittlere Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 50m/s (d.h. 20m/s - 100 m/s) und Drücke von 350 bis 400 bar auftreten.
Das Substrat 4 ist beispielsweise eine Stahl- oder eine sonstige eisenbasierte Legierung (beispielsweise l%CrMoV oder 10 - 12% Chromstähle oder IN617) oder eine nickel- oder kobaltbasierte Superlegierung.
Die Wärmedämmschicht 7 ist insbesondere eine keramische Schicht, die beispielsweise zumindest teilweise aus Zirkonoxid (teilstabilisiert oder vollstabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Magnesiumoxid) und/oder zumindest teilweise aus Titanoxid besteht und beispielsweise dicker als 0.1 mm ist . So können Wärmedämmschichten 7, die zu 100% entweder aus Zirkonoxid oder Titanoxid bestehen, verwendet werden.
Die keramische Schicht 7 kann mittels bekannter Beschichtungsverfahren wie atmosphärisches Plasmaspritzen
(APS) , Vakuumplasmaspritzen (VPS) , Niedrigdruckplasmaspritzen (LPPS) sowie durch chemische oder physikalische Beschich- tungsmethoden aufgebracht werden (CVD, PVD) .
Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten Bauteils 1.
Zwischen dem Substrat 4 und der Wärmedämmschicht 7 ist zumindest eine weitere Zwischenschutzschicht 10 angeordnet. Die Zwischenschutzschicht 10 dient zum Schutz vor Korrosion und/oder Oxidation des Substrats 4 und/oder zur besseren Anbindung der Wärmedämmschicht 7 an das Substrat 4. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Wärmedämmschicht 7 aus Keramik und das Substrat 4 aus einem Metall besteht.
Die Zwischenschutzschicht 10 zum Schutz eines Substrats 4 gegen Korrosion und Oxidation bei einer hohen Temperatur weist beispielsweise im wesentlichen folgende Elemente auf (Angabe der Anteile in Gewichtsprozent) : 11,5 bis 20,0 wt% Chrom, 0,3 bis 1,5 wt% Silizium, 0,0 bis 1,0 wt% Aluminium, 0,0 bis 0,7 wt% Yttrium und/oder zumindest ein äquivalentes Metall aus der Gruppe umfassend Scandium und die Elemente der Seltenen Erden,
Rest Eisen, Kobalt und/oder Nickel sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen .
Insbesondere besteht die metallische Zwischenschutzschicht 10 aus 12,5 bis 14,0 wt% Chrom, 0,5 bis 1,0 wt% Silizium, 0,1 bis 0,5 wt% Aluminium, 0,0 bis 0,7 wt% Yttrium und/oder zumindest ein äquivalentes Metall aus der Gruppe umfassend Scandium und die Elemente der Seltenen Erden, Rest Eisen und/oder Kobalt und/oder Nickel sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen.
Bevorzugt ist dabei, wenn der Rest nur Eisen ist.
Die Zusammensetzung der Zwischenschutzschicht 10 auf
Eisenbasis zeigt besonders gute Eigenschaften, so dass die Zwischenschutzschicht 10 hervorragend zur Aufbringung auf ferritischen Substraten 4 geeignet ist. Dabei können die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Substrat 4 und Zwischenschutzschicht 10 sehr gut aneinander angeglichen werden (bis zu 10% Unterschied) oder sogar gleich sein, so dass es zu keinem thermisch verursachten Spannungsaufbau zwischen Substrat 4 und Zwischenschutzschicht 10 kommt (thermal mismatch) , der ein Abplatzen der Zwischenschutzschicht 10 verursachen könnte.
Dies ist besonders wichtig, da bei ferritischen Werkstoffen oft keine Wärmebehandlung zur Diffusionsanbindung durchgeführt wird, sondern die Zwischenschutzschicht 10 (ferritisch) größtenteils oder nur durch Adhäsion auf dem Substrat 4 haftet.
Insbesondere ist das Substrat 4 eine ferritische Basislegierung, ein Stahl- oder eine Nickel- oder kobaltbasierte Superlegierung, insbesondere ein l%CrMoV-Stahl oder ein 10 bis 12prozentiger Chromstahl.
Weitere vorteilhafte ferritische Substrate 4 des Schichtsystems 1 bestehen aus einem 1% bis 2%Cr Stahl für Wellen (309, Fig. 8) : wie z.B. 30CrMoNiV5-ll oder 23CrMoNiWV8-8, 1% bis 2%Cr Stahl für Gehäuse (Fig. 8, bspw. 335) : Gl7CrMoV5-10 oder Gl7CrMo9-10,
10% Cr-Stahl für Wellen(309, Fig. 8): Xl2CrMoWVNbN10-l-l ,
10% Cr-Stahl für Gehäuse (Fig. 8, bspw. 335) : GX12CrMoWVNbN10-l-l oder GX12CrMoVNbN9-l .
Für eine möglichst gute Wirkungsweise der Wärmedämmschicht 7 weist die Wärmedämmschicht 7 zumindest teilweise eine gewisse offene und/oder geschlossene Porosität auf.
Vorzugsweise weist die Verschleiß/Erosionsschutzschicht 13 eine höhere Dichte als die Wärmedämmschicht 7 auf und besteht beispielsweise aus Legierungen auf der Basis von Eisen, Chrom, Nickel und/oder Kobalt oder beispielsweise NiCr 80/20 oder NiCrSiB mit Beimengungen von Bor (B) und Silizium (Si) oder NiAl (bspw.: Ni: 95wt%, AI 5wt%) .
Insbesondere kann eine metallische Erosionsschutzschicht 13 bei Dampfturbinen 300, 303 eingesetzt werden, da die Einsatztemperaturen in Dampfturbinen beim Dampfeinströmbereich 333 maximal bei 450 °C, 550 °C, 650 °C oder 850 °C liegen. Für solche Temperaturbereiche gibt es genügend metallische Schichten, die einen hinreichend großen notwendigen Erosionsschutz über die Einsatzdauer des Bauteils 1 bei gleichzeitiger guter Oxidationsbeständigkeit aufweisen.
Metallische Erosionsschutzschichten 13 in Gasturbinen auf einer keramischen Wärmedämmschicht 7 innerhalb der ersten Stufe der Turbine oder innerhalb der Brennkammer sind nicht möglich, da metallische Erosionsschutzschichten 13 als äußere Schicht die Einsatztemperaturen von bis zu 1350 °C nicht aushalten können. Eine keramische Erosionsschutzschicht 13 besteht beispielsweise teilweise oder zu 100% aus Chromkarbid.
Weitere Materialien für die Erosionsschutzschicht 13 sind beispielsweise eine Mischung aus Wolframkarbid, Chromkarbid und Nickel (WC, CrC-Ni) bspw. mit den Gewichtsanteilen 73 wt% für Wolframkarbid, 20 wt% für Chromkarbid und 7 wt% für Nickel, ferner Chromkarbid mit der Beimischung von Nickel (Cr3C2-Ni) bspw. mit einem Anteil von 83 wt% Chromkarbid und 17 wt% Nickel sowie eine Mischung aus Chromkarbid und
Nickelchrom (Cr3C2-NiCr) bspw. mit einem Anteil von 75 wt% Chromkarbid und 25 wt% Nickelchrom sowie Yttriumstabilisiertes Zirkonoxid bspw. mit einem Gewichtsanteil von 80 wt% Zirkonoxid und 20 wt% Yttriumoxid.
Die Wärmedämmschicht 7 ist beispielsweise porös.
Figur 5 zeigt eine poröse Wärmedämmschicht 7 mit einem
Gradienten der Porosität.
In der Wärmedämmschicht 7 sind Poren 16 vorhanden. In Richtung einer äußeren Oberfläche nimmt die Dichte p der Wärmedämmschicht 7 zu.
So kann die Schicht 7 im Bereich der größeren Porosität zur Wärmedämmung und im Bereich der geringeren Porosität gegebenenfalls auch zum Erosionsschutz verwendet werden.
Somit besteht zum Substrat 4 oder zu einer gegebenenfalls vorhandenen Zwischenschutzschicht 10 hin vorzugsweise eine größere Porosität als im Bereich einer äußeren Oberfläche oder der Kontaktfläche zu der Erosionsschutzschicht 13.
In Figur 6 verläuft der Gradient in der Dichte p der Wärmedämmschicht 7 entgegengesetzt zu dem in Figur 5. Die Erosionsschutzschicht 13 weist vorzugsweise eine höhere Dichte als die Wärmedämmschicht 7 auf, damit sie 13 eine höhere Festigkeit aufweist. Die Figuren 7a, 7b zeigen den Einfluss der Wärmedämmschicht 7 auf das thermische Verformungsverhalten des Bauteils 1.
Figur 7a zeigt ein Bauteil ohne Wärmedämmschicht. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Substrats 4 herrschen zwei verschiedene Temperaturen, eine höhere Temperatur Tmax und eine niedrigere Temperatur Tm±nr wodurch ein Temperaturunterschied dT(4) gegeben ist.
Der Temperaturunterschied dT(4) kann mindestens 200°C betragen.
Die höhere Temperatur Tmax beträgt beispielsweise mindestes
450°C, insbesondere sogar bis 850°C. Somit dehnt sich das Substrat 4, wie es gestrichelt angedeutet ist, im Bereich der höheren Temperatur Tmax aufgrund der thermischen Ausdehnung deutlich stärker aus als im Bereich der kleineren Temperatur Tmin. Diese unterschiedliche Ausdehnung verursacht eine unerwünschte Verformung des Bauteils (Gehäuse) .
Hingegen ist bei der Figur 7b auf dem Substrat 4 eine Wärmedämmschicht 7 vorhanden, wobei das Substrat 4 und die Wärmedämmschicht 7 zusammen beispielsweise genauso dick sind wie das Substrat 4 in Figur 7a. Die Wärmedämmschicht 7 reduziert die maximale Temperatur an der Oberfläche des Substrats 4 überproportional auf eine Temperatur T'max, obwohl die äußere Temperatur Tmax genauso hoch ist wie in Figur 7a. Dies ergibt sich nicht nur aus dem Abstand der Oberfläche des Substrats 4 zur höheren Temperatur, sondern insbesondere durch die geringere thermische Leitfähigkeit der Wärmedämmschicht 7. Dort ist ein sehr viel größerer Temperaturgradient vorhanden als im metallischen Substrat 4. Dadurch wird der Temperaturunterschied dT(4,7) (= T'maX _ mιn) kleiner als der Temperaturunterschied gemäß Figur 7a (dT(4) = dT(7) + dT(4,7) ) .
Dadurch findet eine geringere oder kaum unterschiedliche thermische Ausdehnung des Substrats 4 statt, wie es gestrichelt angedeutet ist, so dass lokal unterschiedliche
Ausdehnungen zumindest vergleichmäßigt werden.
Das Substrat 4 in Figur 7b kann auch genauso dick sein wie das in Figur 7a.
Die Erosionsschutzschicht 13 ist hier der Vereinfachung wegen nicht dargestellt.
In Figur 8 ist beispielhaft eine Dampfturbine 300, 303 mit einer sich entlang einer Rotationsachse 306 erstreckenden Turbinenwelle 309 dargestellt.
Die Dampfturbine weist eine Hochdruck-Teilturbine 300 und eine Mitteldruck-Teilturbine 303 mit jeweils einem
Innengehäuse 312 und einem dieses umschließendes Außengehäuse 315 auf. Die Hochdruck-Teilturbine 300 ist beispielsweise in Topfbauart ausgeführt. Die Mitteldruck-Teilturbine 303 ist zweiflutig ausgeführt. Es ist ebenfalls möglich, dass die Mitteldruck-Teilturbine 303 einflutig ausgeführt ist. Entlang der Rotationsachse 30.6 ist zwischen der Hochdruck-Teilturbine 300 und der Mitteldruck-Teilturbine 303 ein Lager 318 angeordnet, wobei die Turbinenwelle 309 in dem Lager 318 einen Lagerbereich 321 aufweist. Die Turbinenwelle 309 ist auf einem weiteren Lager 324 neben der Hochdruck-Teilturbine 300 aufgelagert. Im Bereich dieses Lagers 324 weist die Hochdruck-Teilturbine 300 eine Wellendichtung 345 auf. Die Turbinenwelle 309 ist gegenüber dem Außengehäuse 315 der Mitteldruck-Teilturbine 303 durch zwei weitere Wellendichtungen 345 abgedichtet. Zwischen einem Hochdruck- Dampfeinströmbereich 348 und einem Dampfaustrittsbereich 351 weist die Turbinenwelle 309 in der Hochdruck-Teilturbine 300 die Hochdruck-Laufbeschaufelung 354, 357 auf. Diese Hochdruck-Laufbeschaufelung 354, 357 stellt mit den zugehörigen, nicht näher dargestellten Laufschaufeln einen ersten Beschaufelungsbereich 360 dar. Die Mitteldruck- Teilturbine 303 weist einen zentralen Dampfeinströmbereich 333 auf. Dem Dampfeinströmbereich 333 zugeordnet weist die Turbinenwelle 309 eine radialsymmetrische Wellenabschirmung 363, eine Abdeckplatte, einerseits zur Teilung des Dampfstromes in die beiden Fluten der Mitteldruck-Teilturbine 303 sowie zur Verhinderung eines direkten Kontaktes des heißen Dampfes mit der Turbinenwelle 309 auf. Die Turbinenwelle 309 weist in der Mitteldruck-Teilturbine 303 einen zweiten Beschaufelungsbereich 366 mit den Mitteldruck- Laufschaufeln 354, 342 auf. Der durch den zweiten Beschaufelungsbereich 366 strömende heiße Dampf strömt aus der Mitteldruck-Teilturbine 303 aus einem Abströmstutzen 369 zu einer strömungstechnisch nachgeschalteten, nicht dargestellten Niederdruck-Teilturbine .
Die Turbinenwelle 309 ist aus zwei Teilturbinenwellen 309a und 309b zusammengesetzt, die im Bereich des Lagers 318 fest miteinander verbunden sind.
Insbesondere weist der Dampfeinströmbereich 333 eine Wärmedämmschicht 7 und eine Erosionsschutzschicht 13 auf.
Figur 9 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs der Dampfturbine 300, 303. Die Dampfturbine 300, 303 besteht im Bereich des Einströmbereichs 333 aus einem äußeren Gehäuse 334, an dem Temperaturen zwischen 250° bis 350°C anliegen.
An dem Einströmbereich 333 als Teil eines Innengehäuses 335 herrschen Temperaturen von 450° bis 800°C. Somit ergibt sich eine Temperaturdifferenz von mindestens 200°C. Auf das Innengehäuse 335, an dem die hohen Temperaturen anliegen, wird die Wärmedämmschicht 7 auf der Innenseite 336 aufgebracht (auf der Außenseite 337 beispielsweise nicht) .
Die Wärmedämmschicht 7 ist lokal nur an dem Innengehäuse 335 vorhanden (und beispielsweise nicht im Beschaufelungsbereich
366) .
Durch die Aufbringung einer Wärmedämmschicht 7 wird der
Wärmeeintrag in das Innengehäuses 335 verringert, so dass das thermische Ausdehnungsverhalten beeinflusst wird. Dadurch kann das gesamte Verformungsverhalten des Innengehäuses 335 und des Dampfeinströmbereichs 333 kontrolliert eingestellt werden.
Dies kann erfolgen durch eine Variation der Dicke der
Wärmedämmschicht 7 oder die Aufbringung von verschiedenen Materialien an verschiedenen Stellen der Oberfläche des
Innengehäuses 335.
Ebenso kann die Porosität an verschiedenen Stellen des
Innengehäuses 335 verschieden sein.
Die Wärmedämmschicht 7 kann lokal, beispielsweise im Innengehäuse 335 im Bereich des Einströmbereichs 333 aufgebracht sein.
Ebenso kann die Wärmedämmschicht 7 nur im
Beschaufelungsbereich 366 lokal aufgebracht sein (Fig. 3) .
Besonderes im Einströmbereich 333 ist der Einsatz einer Erosionsschutzschicht 13 gefordert.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 1. Hier ist die Dicke der Wärmedämmschicht 7 im Einströmbereich 333 dicker ausgeführt als im Beschaufelungsbereich 366 der Dampfturbine 300, 303. Durch die lokal unterschiedliche Dicke der Wärmedämmschicht 7 wird der Wärmeeintrag und damit die thermische Ausdehnung und somit das Ausdehnungsverhalten des Innengehäuses 334, bestehend aus dem Einströmbereich 333 und dem Beschaufelungsbereich 366, kontrolliert eingestellt. Da im Einströmbereich 333 höhere Temperaturen herrschen als im Beschaufelungsbereich 366 wird durch die dickere Wärmedämmschicht 7 im Einströmbereich 333 der Wärmeeintrag in das Substrat 4 stärker reduziert als im Beschaufelungsbereich 366, wo geringere Temperaturen herrschen. Somit kann der
Wärmeeintrag sowohl im Einströmbereich 333 und anschließendem Beschaufelungsbereich 366 ungefähr gleich gehalten werden, so dass die thermische Ausdehnung ungefähr gleich ist.
Ebenso kann im Bereich des Einströmbereichs 333 ein anderes Material vorhanden sein als im Beschaufelungsbereich 366. Die Wärmedämmschicht 7 ist hier im gesamten heißen Bereich, also global, aufgebracht und weist die Erosionsschutzschicht 13 auf.
Figur 11 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel für die
Verwendung einer Wärmedämmschicht 7.
Das Bauteil 1, insbesondere ein Gehäuseteil, ist hier ein Ventilgehäuse 31, in das durch einen Einströmkanal 46 ein heißer Dampf einströmt.
Der Einströmkanal 46 bewirkt eine mechanische Schwächung des
Ventilgehäuses .
Das Ventilgehäuse 31 besteht beispielsweise aus einem topfförmigen Gehäuseteil 34 und einem Deckel 37. Innerhalb des Gehäuseteils 31 ist ein Ventil bestehend aus einem Ventilkegel 40 und einer Spindel 43 vorhanden. Infolge Bauteil-Kriechens kommt es zu einer ungleichförmigen axialen Verformung des Gehäuses 31 und Deckels 37. Das Ventilgehäuse 31 würde sich im Bereich des Kanals 46 axial stärker ausdehnen, so dass es zu einer Verkippung des Deckels mit der Spindel 43 kommt, wie gestrichelt angedeutet. Dadurch sitzt der Ventilkegel 34 nicht mehr richtig auf, so dass die Dichtheit des Ventils reduziert wird. Durch die Aufbringung einer Wärmedämmschicht 7 auf eine Innenseite 49 des Gehäuses 31 wird eine Vergleichmäßigung des Verformungsverhaltens erreicht, so dass sich beide Enden 52, 55 des Gehäuses 31 und des Deckels 37 gleichmäßig ausdehnen.
Insgesamt dient das Aufbringen der Wärmedämmschicht 7 dazu, das Verformungsverhalten zu kontrollieren und damit die Dichtheit des Ventils zu gewährleisten.
Die Wärmedämmschicht weist wiederum die Erosionsschutzschicht 13 auf.
Figur 10 zeigt den Einfluss der Aufbringung einer Wärmedämmschicht 7 auf ein wiederaufgearbeitetes Bauteil 1.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Bauteile 1, die im Einsatz waren, wiederverwendet und vorher ggf. repariert werden, d.h. dass sie von Korrosions- und
Oxidationsprodukten befreit werden sowie Risse ggf. detektiert und beispielsweise durch Auffüllen mit Lot oder durch Schweißen repariert werden. Jedes Bauteil 1 hat eine bestimmte Lebensdauer bis es zu 100% geschädigt ist.
Wenn das Bauteil 1, beispielsweise eine Turbinenschaufel 342,
254, 357 oder ein Innengehäuse 334 zu einem Zeitpunkt ts inspiziert und ggf. wieder aufgearbeitet wird, ist ein bestimmter Prozentsatz Ss der Schädigung erreicht. Der zeitliche Verlauf der Schädigung des Bauteil 1 ist mit dem
Bezugszeichen 22 gekennzeichnet.
Nach dem Servicezeitpunkt ts würde die Schädigungskurve ohne eine Wiederaufarbeitung anhand der gestrichelten Linie 25 weiter verlaufen und stark ansteigen, da das Bauteil trotz
Wartung nicht die gleichen mechanischen Eigenschaften aufweist wie ein neu hergestelltes Bauteil. Die restliche Betriebsdauer wäre dadurch relativ kurz. Durch die Aufbringung einer Wärmedämmschicht 7 und/oder Erosionsschutzschicht 13 auf das vorgeschädigte oder mikrostrukturell veränderte Bauteil 1 wird die Einsatzdauer des Bauteils 1 erheblich verlängert. Durch die Wärmedämmschicht 7 wird der Wärmeeintrag und die Schädigung von Bauteilen verringert, so dass der Lebensdauerverlauf anhand der Kurve 28 weiter verläuft.
Ebenso wird das Verformungsverhalten von Bauteilen 1 durch die Wärmedämmschicht 7 vergleichmäßigt, so dass beispielsweise weniger Spannungen entstehen, die zur Schädigung des Bauteils 1 führen könnten. Auch dadurch wird die Lebensdauer des Bauteils 1 erhöht. Die Lebensdauer wird also verlängert durch Vergleichmäßigung des Verformungsverhaltens des Bauteils und/oder durch die Reduzierung des Wärmeeintrags in das Bauteil 1.
Der Verlauf der Kurve eines Bauteils 1 mit Wärmedämmschicht 7 ist gegenüber dem Kurvenverlauf 25 deutlich abgeflacht, so dass ein solches beschichtetes Bauteil 1 mindestens noch einmal so lange eingesetzt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Bauteil (1, 31, 334, 335, 342, 354, 357, 366) insbesondere für eine Dampfturbine (300, 303) , mit einer Wärmedämmschicht (7), insbesondere einer keramischen Wärmedämmschicht (7), und mit einer metallischen Erosionsschutzschicht (13) auf der Wärmedämmschicht (7), zum Einsatz bei Einsatztemperaturen bis max. 850°C, insbesondere bis max. 650 °C für einen längeren Einsatz.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) ein Gehäuseteil (31, 334, 335, 366) einer Gas- oder Dampfturbine (300, 303) ist.
3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil ein Turbinengehäuse (366) ist,
4. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil ein Ventilgehäuse (31) ist.
5. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil ein Gehäuseteil (334, 335) eines Dampfeinströmbereichs (333) ist.
6. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) eine Turbinenschaufel (342, 354, 357) ist,
7. Bauteil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dass das Bauteil (1) aus einem Substrat (4) besteht, auf dem (4) die Wärmedämmschicht (7) vorhanden ist, und das Substrat (4) aus einer nickel-, kobalt- oder insbesondere eisenbasierten Legierung gebildet ist..
8. Bauteil nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (7) zumindest teilweise, insbesondere ganz aus Zirkonoxid (Zr02) besteht,
9. Bauteil nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (7) zumindest teilweise, insbesondere ganz aus Titanoxid (Ti02) besteht.
0. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Wärmedämmschicht (7) eine Zwischenschutz- schicht (10), insbesondere eine MCrAlX-Schicht, angeordnet ist, wobei M für zumindest ein Element der Gruppe Nickel, Kobalt und insbesondere Eisen steht sowie X Yttrium und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden ist.
11. Bauteil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) angelegt ist auf eine Temperaturdifferenz im Betrieb, insbesondere eine Temperaturdifferenz von mindestens 200°C, gegeben durch eine höhere Temperatur auf der einen Seite (336) des Bauteils (1) und eine niedrigere Temperatur auf der anderen Seite (337) des Bauteils (1, 334), wobei die Wärmedämmschicht (7) auf der Seite (336) des Bauteils (1, 334) aufgebracht ist, die der höheren Temperatur ausgesetzt ist, um das Verformungsverhalten des Bauteils (1) aufgrund des Temperaturunterschiedes zu vergleichmäßigen.
12. Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die höhere Temperatur mindestens 400 °C, insbesondere bis zu 800°C beträgt.
3. Bauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschutzschicht (10) aus 11,5 wt% bis 20 wt% Chrom, 0,3 wt% bis 1,5 wt% Silizium, 0 wt% bis 1 wt% Aluminium, 0 bis 4 wt% Yttrium, sowie Rest Eisen besteht.
14. Bauteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschutzschicht (10) aus 12,5 wt% bis 14 wt% Chrom, 0,5 wt% bis 1,0 wt% Silizium, 0,1 wt% bis 0,5 wt% Aluminium, 0 bis 4 wt% Yttrium, sowie Rest Eisen besteht.
15. Bauteil nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erosionsschutzschicht (13) eine eisen-, nickel-, chrom- oder kobaltbasierte Legierung, insbesondere NiCr80/20, ist.
16. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erosionsschutzschicht (13) zumindest teilweise aus Chromkarbid besteht.
17. Bauteil nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erosionsschutzschicht (13) aus Nickel-Chrom mit Beimengungen von Silizium (Si) und Bor (B) (NiCrSiB) besteht .
18. Bauteil nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erosionsschutzschicht (13) aus Nickel-Aluminium besteht.
19. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erosionsschutzschicht (13) ausgewählt wird aus der- -Gruppe oder einem Gemisch aus der Gruppe Wolframkarbid, Chromkarbid und Nickel (WC-CrC-Ni) und/oder Chromkarbid mit der Beimischung von Nickel (Cr3C2-Ni) und/oder einer Mischung aus Chromkarbid und Nickelchrom (Cr3C2- NiCr) .
20. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erosionsschutzschicht (13) eine geringere Porosität als die Wärmedämmschicht (7) aufweist.
21. Bauteil nach Anspruch 1, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (7) zumindest teilweise porös ist,
22. Bauteil nach Anspruch 1 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (7) einen Gradienten in der Porosität aufweist.
23. Bauteil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Wärmedämmschicht (7) an einer äußeren Fläche am größten ist.
24. Bauteil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Wärmedämmschicht (7) im äußeren Bereich der Wärmedämmschicht (7) am kleinsten ist.
25. Bauteil nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Wärmedämmschicht (7) auf dem Bauteil (1) lokal (335, 366) unterschiedlich ist.
26. Bauteil nach Anspruch 1, 8, 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Materialien für die Wärmedämmschicht (7) an verschiedenen Stellen (335, 366) des Bauteils (1, 335, 366) verwendet werden.
27. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (7) im Einströmbereich (333) und im Beschaufelungsbereich (366) einer Dampfturbine (300, 303) aufgebracht ist.
28. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die- Wärmedämmschicht (7) nur im Einströmbereich (333) einer Dampfturbine (300, 303) aufgebracht ist.
29. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (7) nur im Beschaufelungsbereich (366) einer Dampfturbine (300, 303) aufgebracht ist.
30. Bauteil nach Anspruch 1 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Wärmedämmschicht (7) im Einströmbereich (333) dicker ist als im Beschaufelungsbereich (366) .
1. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (7) mit Erosionsschutzschicht (13) bei wieder aufgearbeiteten Bauteilen (1) aufgebracht ist.
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