FR2563540A1 - Dispositif pour effectuer un depot metallique sur les parties frottantes d'un rotor de turbine - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF POUR EFFECTUER UN DEPOT METALLIQUE SUR LES PARTIES FROTTANTES 13 D'UN ROTOR DE TURBINE 12 CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UNE CUVE 1 D'AXE VERTICAL 00 CONSTITUEE D'UNE PARTIE CYLINDRIQUE 2 TERMINEE PAR UNE PARTIE CONIQUE 3 LADITE CUVE 1 ETANT REMPLIE D'ELECTROLYTE, DES PREMIERS MOYENS 7, 8 POUR ALIMENTER LA CUVE 1 EN ELECTROLYTE ET DISPOSES VERS LE HAUT DE LADITE CUVE 1, DES DEUXIEMES MOYENS 4 POUR EVACUER L'ELECTROLYTE SITUES AU BAS DE LA CUVE 1, DES TROISIEMES MOYENS 32, 33 POUR REGENERER ET POUR FAIRE CIRCULER L'ELECTROLYTE SITUES ENTRE LES DEUXIEMES MOYENS 4 ET LES PREMIERS MOYENS 7, 8, DES QUATRIEMES MOYENS 15 POUR SUPPORTER UN RIDEAU D'ANODES 17 EN METAL A DEPOSER ET POUR ENTRAINER L'ELECTROLYTE EN ROTATION AUTOUR DE L'AXE 00, DES CINQUIEMES MOYENS 29 POUR AMENER UN COURANT DE POLARITE DONNEE AU RIDEAU D'ANODES 77. APPLICATIONS AUX REVETEMENTS EN CHROME ASSURANT UN BON COEFFICIENT DE FROTTEMENT DES SOIES DE COUSSINETS ET DE BUTEES DES ROTORS DE TURBINE EN ACIER AU CHROME.

Description

-1- Dispositif pour effectuer un dép6t métallique sur les parties

frottantes d'un rotor de turbine La présente invention a trait à un dispositif pour effectuer un

dép8t métallique sur les parties frottantes d'un rotor de turbine.

Les rotors de turbines fonctionnent à des températures élevées

doivent être en acier résistant au fluage.

Les aciers contenant 9% à 14% de chrome ont une bonne résistance au fluage mais ont une tendance au grippage. Cette tendance peut se traduire par des défauts de fonctionnement de toutes les parties du rotor en contact direct avec des parties fixes c'est-à-dire la soie des coussinets ou des portées de coussinets, la soie des portées de la butée

axiale lorsque le rotor en comporte.

Pour supprimer les phénomènes de grippage et améliorer le coeffi-

cient de frottement il est connu de revêtir les parties frottantes de plaquettes et de coquilles en acier à bon coefficient de frottement comme

indiqué dans le document EU-A-68492.

Or de tels rotors peuvent présenter des altérations de leurs propriétés en service. S'agissant de plaquettes ou de coquilles fixées à l'aide d'assemblages boulonnés dans le rotor lui-même, les risques

résultent des coefficients de concentration de contraintes à l'empla-

cement des boulons et dans leurs filets en particulier. S'agissant de plaquettes ou de coquilles rapportées par soudage, les risques résultent d'une altération des qualités mécaniques de l'acier du rotor dans la zone

affectée thermiquement, altération pratiquement irréversible.

Selon l'invention on dépose un revêtement métallique (de préférence du chrome) électrolytiquement sur les parties frottantes du rotor. Le dispositif pour effectuer le dépôt métallique permet d'obtenir des coefficients de frottement très bas grâce à la régularité du dép6t

effectué.

Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que qu'il comporte une cuve d'axe vertical 00' constituée d'une partie cylindrique terminée par une partie conique ladite cuve étant remplie d'électrolyte, des premiers moyens pour alimenter la cuve en électrolyte et disposés vers le haut de ladite cuve, des deuxièmes moyens pour évacuer -2-

l'électrolyte situés au bas de la cuve, des troisièmes moyens pour régé-

nérer et pour faire circuler l'électrolyte situés entre les deuxièmes moyens et les premiers moyens, des quatrièmes moyens pour supporter un rideau d'anodes en métal à déposer et pour entraîner l'électrolyte en rotation autour de l'axe 00', des cinquièmes moyens pour amener un

courant de polarité donnée au rideau d'anodes.

Selon une réalisation préférentielle lesdits quatrièmes moyens sont constitués de deux demi-coquilles cylindriques d'axe 00' comportant chacune une armature en forme de demi-cercle sur laquelle sont fixés les

anodes parallèlement à l'axe 00', lesdites anodes étant entourées exté-

rieurement par des tubes creux parallèles à 00' reliés entre eux par des conduites creuses également en forme de demi-cercle et alimentées en gaz comprimé, les conduites et les armatures étant solidarisées par des isolateurs, les tubes et les conduites étant munies de buses éjectant le gaz comprimé dans une direction horizontale faisant un angle voisin de avec la direction horizontale Joignant la buse considérée à

l'axe 00'.

Selon une réalisation préférée de l'invention le courant est pulsé

ce qui améliore l'homogénéité du chrome déposé ainsi que son adhérence.

L'invention va être maintenant décrite plus en détail en se réfé-

rant à un mode de réalisation particulier représenté sur les figures annexées dans lesquelles:

La figure 1 représente le dispositif selon l'invention.

La figure 2 représente le fourreau employé dans le dispositif.

Les figures 3 et 4 représentent une vue de dessus du fourreau de la

figure 2 dans la position ouverte et dans la position fermée.

La figure 5 représente le système de verrouillage du fourreau de

la figure 2.

La figure 6 représente la disposition du rotor muni d'une butée

par rapport au fourreau de la figure 2.

Le dispositif selon l'invention (voir figure 1) comporte une cuve 1 comportant une partie cylindrique 2 d'axe vertical 00' surmontant une partie conique 3 de même axe. Au bas de la partie conique 3 est

disposé un système d'évacuation vide-vite 4.

En haut de la partie cylindrique 2 sont disposés deux arrivées 3 -

d'électrolyte 7 décalées de 180 .

Ces arrivées 7 sont terminées par des buses 8 injectant l'électrolyte horizontalement en faisant un angle à sensiblement égal

à 45 par rapport à la direction horizontale buse-axe 00'.

La cuve 1 est munie d'un couvercle 9 comportant une conduite 10 de sortie des gaz munie d'un système de ventilation et de traitement des

gaz 11.

Le rotor 12 est suspendu par son extrémité supérieure et son extrémité inférieure comportant les parties frottantes 13 à revêtir est situé dans la cuve 1. Le couvercle 9 est en deux parties et comporte une

ouverture centrale 14 pour pouvoir enserrer le rotor 12.

Le rotor 12 a son axe confondu avec l'axe 00'. Autour des parties frottantes 13 est disposé un fourreau 15 d'axe 00' constitué de deux demicoquilles articulées 16 (voir figures 2, 3, 4) comportant chacune un rideau d'anodes 17 parallèles à l'axe 00' fixées sur deux armatures

18 en forme de demi-anneaux disposés à la partie supérieure du fourreau.

Les demi-anneaux comportent à une extrémité une articulation 19 et à l'autre un moyen de verrouillage 2 permettant de les verrouiller

ensemble (voir figure 5).

Chaque demi-coquille 16 comporte également des tubes parallèles 21 à l'axe 00' réunis par des conduites 22 formant des demi-anneaux à la

partie inférieure et supérieure des demi-coquilles.

Les conduites supérieures 22 entourent les armatures 20 et leur

sont reliées par des isolateurs en céramique 23.

Les tubes 21 et les conduites 22 sont creux et communiquent entre eux. Une des conduites 22 est munie d'une arrivée 24 de gaz comprimé Les conduites 22 supérieures d'une part et inférieures d'autre

part sont reliées par un manchon souple 25 (voir figure 3).

Les tubes 21 sont munis de buses 26 envoyant du gaz comprimé dans une direction horizontale faisant un angle sensiblement égal à 45 avec

la direction reliant la buse à l'axe 00'.

Les conduites 22 sont également munies de buses 27. Ces buses 27 envoient du gaz comprimé dans une direction horizontale faisant un angle sensiblement égal à 450 avec la direction reliant la buse considérée à

l'axe 00'.

-4- Le fourreau 15 est fixé à la cuve 1 par des rayons 28 (voir

figure 5). L'ensemble du fourreau admet l'axe 00' comme axe de symétrie.

Les anodes 17 sont alimentées en courant par une amenée de

courant 29 et sont constituées en métal à déposer.

Une sonde thermométrique 30 est disposée à l'intérieur de la cuve 1 et est reliée à un générateur 31 qui envoie un courant dans une résistance électrique chauffante 32 située au bas de la cuve 1 lorsque la température de l'électrolyte s'écarte de 1 C par rapport à la

température fixée.

Entre le système d'évacuation 4 de l'électrolyte et les arrivées d'alimentation 7 est disposé un circuit de régénération 33 du bain d'électrolyte, un système de pompe et de vanne 34 pour injecter soit en

continu soit par intermittence de l'électrolyte régénéré.

Pour effectuer des dépôts de chrome les anodes sont choisies dans

ce métal et l'électrolyte est une solution classique d'acide chromique.

Certains hydroxydes de sodium ou de calcium peuveut y être ajoutés pour

former des sels de tétrachromate.

L'acide chromique peut être remplacé par des sels de chrome

trivalents, ce qui permet la simplification du système de ventilation.

Avant de traiter le rotor, il sera dégraissé et les surfaces à

revêtir seront grenaillées ou martelées.

Après la mise en place du rotor on remplit la cuve d'électrolyte.

Grâce à l'orientation des injections d'air et des amenées d'élec-

trolyte, le bain est entraîné dans un mouvement de rotation d'axe 00'.

Lorsque l'électrolyte est évacué par le système d'évacuation 4 et réinjecté par les amenées 7 il se produit également une circulation de

haut en bas.

En superposant périodiquement au courant continu positif un courant alternatif par exemple une impulsion d'une seconde toutes les vingt secondes alternativement positive et négative d'amplitude inférieure à l'intensité du courant continu, on obtient un dép6t homogène de chrome trivalent, de dureté compatible avec les objectifs,

tout en améliorant le rendement et l'adhérence.

Le dépSt de chrome aura entre 150 et 200 $ m après rectification.

Enfin un traitement au four de dégazage (180 - 210 C) termine la gamme -5opératoire. Les parties frottantes à revêtir peuvent être soit des soies de

coussinets comme sur la figure 1 soit des soies de butées (figure 6).

Dans ce dernier cas comme dans le cas de la figure 1 les anodes sont disposées en face des surfaces à revêtir. - 6 -

Claims (4)

REVENDICATIONS

1/ Dispositif pour effectuer un dép8t métallique sur les parties frot-

tantes (13) d'un rotor de turbine (12) caractérisé en ce qu'il comporte une cuve (1) d'axe verticai 00' constituée d'une partie cylindrique (2) terminée par une partie conique (3) ladite cuve (1) étant remplie d'électrolyte, des premiers moyens (7, 8) pour alimenter la cuve (1) en électrolyte et disposés vers le haut de ladite cuve (1), des deuxièmes moyens (4) pour évacuer l'électrolyte situés au bas de la cuve (1), des troisièmes moyens (32, 33) pour régénérer et pour faire circuler l'électrolyte situés entre les deuxièmes moyens (4) et les premiers moyens (7, 8), des quatrièmes moyens (15) pour supporter un rideau d'anodes (17) en métal à déposer et pour entraîner l'électrolyte en rotation autour de l'axe 00', des cinquièmes moyens (29) pour amener un

courant de polarité donnée au rideau d'anodes (17).

2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits quatrièmes moyens (15) sont constitués de deux demi-coquilles (16) cylindriques d'axe 00' comportant chacune une armature (18) en forme de demi-cercle sur laquelle sont fixés les anodes (17) parallèlement à l'axe 00', lesdites anodes (17) étant entourées extérieurement par des tubes creux (21) parallèles à 00' reliés entre eux par des conduites creuses (22) également en forme de demi-cercle et alimentées en gaz comprimé, les conduites (22) et les armatures (18) étant solidarisées par des isolateurs (23), les tubes (21') et les conduites (22) étant munies de buses (26, 27) éjectant le gaz comprimé dans une direction horizontale faisant un angle voisin de 45 avec la direction horizontale

joignant la buse (26, 27) considérée à l'axe 00'.

3/ Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en

ce que le courant appliqué aux anodes (17) est pulsé.

4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en

ce que le métal déposé est du chrome.