PL200049B1

PL200049B1 - Uszczelka ścieralna do turbiny gazowej i sposób wytwarzania uszczelki ścieralnej do turbiny gazowej

Info

Publication number: PL200049B1
Application number: PL362224A
Authority: PL
Inventors: Richard Charles Hammersley; Dieter Rudolf Sporer
Original assignee: Neomet Ltd
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2008-11-28
Also published as: NO20032258L; WO2002042610A3; ZA200303889B; CN1309937C; KR100797579B1; ES2269516T3; IL155893A0; EP1348067A2; JP2004522889A; BR0115649B1; CA2429414C; DE60122579D1; ATE337472T1; EP1348067B1; WO2002042610A2; DE60122579T2; CA2429414A1; CN1478173A; PL362224A1; KR20030076983A

Abstract

Uszczelka scieralna do turbiny gazowej, zawiera meta- low a p lyt e podk ladow a (46) i struktur e typu plastra miodu (30) zawieraj ac a foli e metalow a albo arkusz stopu metalu i przymocowan a jako stoj ac a na kraw edzi do metalowej plyty podk ladowej (46). Folia metalowa albo arkusz stopu metalu struktury typu plastra miodu (30), zawiera 6 do 30% wagowych Cr, 2 do 7% wagowych Al, 0,005 do 0,6% wa- gowych Y, do 0,6% wagowych przynajmniej jednego z pierwiastków wybranych z grupy obejmuj acej Zr, Hf, Ce, La, Si, Mn i Ti, 0 do 0,3% wagowych C, przynajmniej 6% wagowych Fe, przy czym reszt e sk ladu stanowi, oprócz zanieczyszcze n, Fe lub Ni, lub ich kombinacje. Sposób wytwarzania scieralnej uszczelki do turbiny gazowej, polega na tym, ze pofa ldowane ta smy (32, 32a, 32b) struktury typu plastra miodu (30) formuje si e z folii metalowej lub z arku- sza ze stopu metalu o powy zszym sk ladzie i formuje si e komórki struktury, w których stosunek (b:w) odleg losci (b) pomi edzy p laszczyznami przeciwleg lych pochylonych boków (34, 36) do szeroko sci (w) komórek mierzonej po- mi edzy przeciwleg lymi p laskimi grzbietami (38, 39) s asied- nich ta sm (32, 32a, 32b) jest wi ekszy ni z 1,15:1,0, po czym lutuje si e sze sciok atn a struktur e typu plastra miodu (30) stoj ac a na kraw edzi do p lyty podk ladowej(46) na bazie niklu. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest uszczelka ścieralna do turbiny gazowej i sposób wytwarzania uszczelki ścieralnej do turbiny gazowej.

Uszczelki ścieralne turbin gazowych, a zwłaszcza nowe uszczelki turbin posiadające metalowe struktury komórkowe odpowiednie do pracy w środowisku gazów utleniających i/lub nawęglających w wysokich temperaturach.

Struktury komórkowe wykonane z cienkiego metalowego arkusza albo metalowej folii są atrakcyjne do stosowania w zastosowaniach kosmonautycznych i lotniczych, a zwłaszcza w silnikach odrzutowych, ponieważ zapewniają one wysoki stosunek sztywności do ciężaru i duże zdolności pochłaniania energii mechanicznej oraz tłumienia akustycznego, przy niewielkiej wadze. W konsekwencji małej gęstości są one także łatwo ścieralne, która to cecha charakterystyczna jest wykorzystywana w silnikach odrzutowych, a takż e w stacjonarnych turbinach gazowych stosowanych przy wytwarzaniu mocy elektrycznej, do zmniejszania szczeliny pomiędzy stacjonarną tarczą wzmacniającą i obracającymi się łopatkami, w ten sposób polepszając sprawność cyklu turbiny gazowej. Chociaż struktura komórkowa stosowana w ścieralnej uszczelce musi być wystarczająco miękka, aby umożliwić wcięcie się w nią końcówek albo krawędzi tnących obracającej się łopatki bez powodowania uszkodzenia łopatki i struktury podtrzymującej ścieralną strukturę komórkową, to musi być ona wystarczająco wytrzymała, aby wytrzymać obciążenia statyczne i drgania o wysokiej częstotliwości, ścieranie, cykliczne naprężenia termiczne i cykliczne działania utleniające i/lub nawęglające, wszystkie występujące w wysokich temperaturach. Ponadto uszczelka nie może pękać przy naprężeniach termicznych i zmęczeniu małą liczbą cykli. Inaczej mówiąc, struktura komórkowa wykorzystywana jako uszczelka ścieżki gazowej musi być odporna na korozję wywoływaną przez gorące gazy i musi posiadać doskonałą integralność strukturalną oraz długookresową stabilność wymiarową, aby wytrzymać obciążenia mechaniczne i termiczne wywierane na nią przez wiele cykli i w długich okresach czasu.

Tradycyjne komórkowe uszczelki ścieralne ścieżek gazowych są wytwarzane z wysokostopowych austenitycznych stali nierdzewnych i stopów bazujących na niklu, oraz posiadają regularne sześciokątne komórki tworzone przez pofałdowanie taśm arkusza albo folii i zgrzewanie pofałdowanych arkuszy ze sobą, przy czym przylegające do siebie ścianki sąsiednich pofałdowanych taśm spotykają się tworząc podwójną ściankę, to znaczy węzeł.

Na rysunku, pos. 1, jest przedstawiona znana z opisu patentowego US 2902589 struktura komórkowa typu plastra miodu 10 wykonana z wielu taśm 12 pofałdowanej metalowej folii albo metalowego arkusza posiadających trójstronny, półsześcioboczny kształt składający się z pary pochylonych płaskich boków 14, 16 o długości k połączonych ze sobą sąsiednimi pośrednimi płaskimi grzbietami 18, 19 o długości m, przy czym wszystkie mają równą długość, gdzie m = k. Sąsiednie taśmy 12, 12a, 12b są połączone ze sobą ich stykającymi się grzbietami 18, 19, na przykład poprzez zgrzewanie oporowe albo laserowe zgrzewanie punktowe, w celu utworzenia trójwymiarowego korpusu 10 posiadającego wysokość zdeterminowaną przez szerokość, do której taśmy zostały przycięte z nie pokazanego arkusza.

Struktura komórkowa typu plastra miodu 10 posiada długą oś równoległą do kierunku oznaczonego jako L, prostopadłego do szerokości komórki w. Odległość b pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków 14, 14 i 16, 16 sąsiednich taśm 12, 12 a, 12b jest równa odległości w, to znaczy b : w = 1. Stosunek y : w długości y komórki do szerokości w komórki na fig. 1 wynosi 1,555 : 1,0.

Opis patentowy USA nr 3,867,061 przedstawia przykład tradycyjnej tarczy wzmacniającej typu plastra miodu dla łopatek wirnika dla turbin według rozwiązań wcześniejszych, w której ścianki komórek typu plastra miodu są wykonane z bazujących na niklu stopów odpornych na ciepło, a pasy o kształ cie typu plastra miodu są lutowane albo zgrzewane oporowo z pierś cieniem podkł adowym.

Opis patentowy USA nr 4063,742 ujawnia inną postać wykonania ścieralnej uszczelki płynowej według rozwiązań wcześniejszych do stosowania w turbinach gazowych, składającej się z tradycyjnej struktury typu plastra miodu, wykonanej, za pomocą tradycyjnego wyposażenia do wytwarzania struktury typu plastra miodu, w której każda ze stykających się trójstronnych półsześciokątnych taśm posiadających parę płaskich pochyłych boków i płaski grzbiet o takich samych długościach, stojących na krawędzi („soe”), jest zgrzewana oporowo na grzbiecie z sąsiednią taśmą.

Struktury typu plastra miodu zwykle są wytwarzane poprzez nawarstwianie struktury warstwa po warstwie, w celu wykonania trójwymiarowego korpusu posiadającego wysokość zdeterminowaną przez szerokość, do której taśma została przycięta przed pofałdowaniem. Długość struktury jest

PL 200 049 B1 równoległa do płaszczyzny podwójnych ścianek albo węzłów, a szerokość jest reprezentowana przez kierunek nawarstwiania warstw. Taki komórkowy korpus jest lutowany na powierzchni arkuszy, w celu utworzenia poszycia typu sandwicz, albo też lutowany do pierścieniowych płytek podkładowych, albo segmentów pierścienia, w celu utworzenia uszczelki, przy czym powierzchnia styku komórkowego korpusu jest powierzchnią „soe”. Takie lutowanie nie tylko łączy korpus struktury komórkowej z arkuszem powierzchniowym albo płytą podkładową, ale także znacznie przyczynia się do sztywności samej struktury komórkowej. Jest to spowodowane faktem, że stop lutowniczy, będący w stanie ciekłym, z powodu podciągania kapilarnego wznosi się wzdłu ż szczeliny tworzonej przez dwie są siadują ce ścianki węzła, w ten sposób nawilżając sąsiadujące powierzchnie wspomnianych ścianek węzła i, po ponownym zestaleniu się metalu lutowniczego, tworzy usztywnioną strukturę komórkową. Przepływ lutu do góry ścianek węzłowych jest nazywany „naciąganiem”. Takie naciąganie jest istotne dla wyposażenia lutowanej struktury komórkowej w dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, aby była odporna na połączone obciążenia termiczne i mechaniczne.

Najpowszechniej stosowanym sposobem wykonywania segmentu albo pierścienia uszczelki silnika turbinowego jest umieszczenie lutowanej metalowej folii wypełniającej, taśmy albo proszku lutowniczego pomiędzy przylegającymi powierzchniami struktury komórkowej „soe” i powierzchnią płytki spodniej, oraz połączenie tego zespołu ze sobą poprzez lutowanie. Ciekły metal lutowniczy musi przemieścić się do góry na całą głębokość węzłów, w celu nadania ulepszonej wytrzymałości strukturalnej. Odsłonięta powierzchnia, o którą ociera końcówka łopatki wirnika albo krawędź tnąca, jest także powierzchnią, na której pojawia się najbardziej agresywna kombinacja obciążenia mechanicznego, ścierania i temperatury, a stąd wymaga ona doskonałej integralności strukturalnej. Jeśli podczas lutowania nie osiągnie się odpowiedniego naciągnięcia, wtedy powstaje podwójna wada: nie tylko struktura komórkowa nie jest usztywniona, czego rezultatem jest słaba stabilność kształtu, co może spowodować przedwczesne uszkodzenie korpusu uszczelki podczas pracy, ale ponadto na powierzchni płytki tylnej pozostaje duża ilość lutowniczego metalu wypełniającego, która penetruje zarówno materiał płytki tylnej jak i folię stopowej struktury komórkowej poprzez dyfuzję, będąc w stanie ciekłym, w znacznie większym zakresie, niż miałoby to miejsce gdyby stop lutowniczy przepłynął do góry węzłów. Powoduje to znaczną zmianę charakterystyk chemicznych i mechanicznych płytki podkładowej i stopu metalu z folii, przynajmniej lokalnie, na ich połączeniach.

Ponieważ wymagana jest odporność na utlenianie i nawęglanie w wysokich temperaturach, do wytwarzania uszczelek dla turbin muszą być stosowane arkusze albo folie z metali o dobrej odporności na korozję ze strony gorących gazów. Odporność metalu na utlenianie i nawęglanie bazuje na tworzeniu powierzchniowych warstw tlenków, które chronią znajdujący się pod spodem metal przed dalszym atakiem. Stopy bazujące na niklu i wysokostopowe austenityczne stale nierdzewne stosowane w tradycyjnych ścieralnych uszczelkach komórkowych bazują na tworzeniu się tlenku chromu (Cr2O3) albo wymieszanych tlenków (Cr2O3)/NiO, w celu zapewnienia takiej ochrony. W bardzo wysokich temperaturach albo w atmosferze gazów palnych przepływających z dużymi prędkościami, przy czym oba te czynniki występują w silnikach turbinowych, ten typ ochrony jest niestabilny, z powodu dalszego utleniania (Cr2O3) do lotnego CrO3, tak jak to opisali James L. Śmialek i Gerald H. Meier w „Superalloys II”, wydawnictwie wydanym przez Chester T. Sims et al. (eds.) John Wiley & Sons, Inc. (1987). Ci sami autorzy w tym samym poradniku piszą, że o wiele lepsza ochrona jest osiągana za pomocą tlenku glinowego (Al2O3), który tworzy się na metalach posiadających duże stężenie Al, przy czym jest ona dalej polepszana przez wysoką zawartość chromu (Cr) i dodatek rzadkich metali mineralnych, takich jak itr (Y), cyrkon (Zr), cer (Ce), hafn (Hf), iterb (Yb), prazeodym (Pr), neodym (Nd), samar (Sm) albo lantan (La), prowadzących do tak zwanych stopów MCrAlX, gdzie X reprezentuje dodatek rzadkiego metalu mineralnego, a M to główny składnik stopu wybrany z grupy obejmującej Ni, Fe albo Co, albo też ich kombinacje. Jeśli jako główny dodatek rzadkiego metalu mineralnego wybrany jest itr, wtedy wynikowe stopy są nazywane stopami MCrAlY. Stopy MCrAlY są ujawnione w opisie patentowym USA nr 5,116,690, zgłoszonym na rzecz W. J. Brindley et al. 26 maja 1992. Inne opisy patentowe, takie jak patentu USA nr 4,034,142 zgłoszonego 5 lipca 1997 na rzecz R. J. Hecht i patentu USA nr 4,503,122 zgłoszonego 5 marca 1985 na rzecz A. R. Nicholls, opisują podobne stopy MCrAlY o doskonalej samoochronie przed oddziaływaniem gorących gazów.

Wszystkie wspomniane powyżej opisy patentowe dotyczą zastosowania stopów MCrAlY jako powłok wierzchnich, a nie jako materiału strukturalnego w postaci folii, zapewniającego zgrzewaną strukturę komórkową.

PL 200 049 B1

Trudne jest uzyskanie stopów MCrAlY w postaci cienkiego arkusza albo folii, ponieważ są one twarde i trudne do walcowania, co jest spowodowane dużym stężeniem glinu, typowo w zakresie 2-6% wagowych, przy czym 6-7% to górna granica uniemożliwiającą obróbkę. Jeśli dostępne są materiały MCrAlY w postaci cienkiego arkusza albo folii, to są one trudne do pofałdowania i wytworzenia struktury komórkowej, tak jak to opisano powyżej. Materiały te są zwłaszcza trudne do uformowania w pofałdowaną taśmę, jeśli część albo całość dodanego itru jest obecna jako tlenek itrowy (Y203) i/lub część glinowej osnowy stopu stanowi osnowa z tlenku glinowego. Niewystarczająca zdolność tych stopów do formowania powoduje powstanie struktur komórkowych, które mogą znacznie odbiegać od optymalnego kształtu, ponieważ przy fałdach nie można osiągnąć ostrych narożników, a tylko narożniki zaokrąglone, o względnie dużym promieniu gięcia, co ujemnie wpływa na zdolność do lutowania. Jest to prawdziwe zwłaszcza dla folii albo arkusza o dużej grubości z metalu MCrAlY. Do stosowania w wysokich temperaturach grubość zastosowanej folii, arkusza albo folii MCrAlY musi być wię ksza od pewnej minimalnej granicy, w celu uniknięcia utleniania totalnego. Utlenianie totalne albo katastrofalne pojawia się wtedy gdy, z powodu bezpośredniego narastania ochronnej powłoki tlenku glinowego albo z powodu powtarzalnego kruszenia się i automatycznego odbudowywania pow ł oki ochronnej w ś rodowisku utleniającym w wysokiej temperaturze, stężenie masowe glinu w folii albo arkuszu ze stopu jest zużyte i spada poniżej pewnej wartości krytycznej. Zjawisko to jest opisane przez W. Quadakkers i K. Bongartz w Warkstoffe und Korrosion 45, 232-241 (1994). Ci sami autorzy proponują zastosowanie wysokich początkowych stężeń Al w stopie MCrAlY i zastosowanie grubszej folii albo arkusza w celu opóź nienia ataku utleniania totalnego. Jednak oba te ś rodki są szkodliwe dla zdolnoś ci do kształtowania i lutowania materiału, kiedy jest on ukształtowany w strukturę komórkową i lutowany do pierścienia arkusza metalu podkładowego, segmentów pierścienia arkusza metalu albo odlewanych elementów podkładowych.

Nawet jeśli ukształtuje się je z powodzeniem do kształtu komórkowego o dobrych cechach geometrycznych, materiały MCrAlY są trudne do lutowania, ponieważ zawierają one dużą ilość Al i Y albo Y203. Z powodu dużego powinowactwa glinu z tlenem, istnieje silna tendencja w kierunku tworzenia się stabilnych i ściśle przylegających powłok glinowych na metalowej powierzchni MCrAlY, w ten sposób zmniejszają c zwilż alność i w rezultacie nacią ganie lutu, które jest wymagane do osią gnięcia sztywności strukturalnej struktury komórkowej, która ma być zastosowana jako ścieralna uszczelka silnika turbinowego. Itr podobnie ma duże powinowactwo z tlenem, tworząc bardzo stabilny tlenek itrowy (Y2O3), który także działa jako element zatrzymujący przepływ lutu. Typowo więc stopy MCrAlY, zwykle zawierające 6 - 30% wagowych Cr, 2 - 7% wagowych Al, 0,005 - 0,6% wagowych Y i inne pierwiastki reaktywne z grupy składającej się z Zr, Ti, Hf, La, Ce, Er, Yb, Pr, Nd, Sm, bilansujące się z jednym albo większą ilością pierwiastków należących do grupy Fe, Ni, Co, są niezwykle trudne do lutowania, a stąd trudne do wykorzystania ich jako struktury komórkowej ścieralnego układu uszczelkowego.

H. Bode w „Metal-Supported Automotive Catalytic Corverters”, H. Bode (ed.), Werkstoff Informationsgesellschaft mbH, Frankfurt (1997), str. 17-31, opisuje struktury komórkowe wykonane z folii ze stopów MCrAlY do stosowania w wysokiej temperaturze jako struktury podtrzymujące dla katalizatorów samochodowych. Struktury komórkowe są nawarstwiane poprzez naprzemienne umieszczanie warstw płaskiej i mikropofałdowanej folii, oraz folii pofałdowanej posiadającej sinusoidalne grzbiety. Sinusoidalnie pofałdowana folia może być wytwarzana ze stopów Fe - Cr - Al - Y.

Zgłoszenie PCT nr PCT/EP95/00885 (WO 95/26463), zgłoszone 9 marca 1995, ujawnia metalową strukturę komórkową wykonaną ze stopu MCrAlY posiadającą zawartość glinu większą niż 6% wagowych, w celu uzyskania zwiększonej rezystywności elektrycznej. Struktura komórkowa jest wytworzona poprzez wytłaczanie proszków metalowych albo proszków metalowo ceramicznych, albo poprzez wytwarzanie metalowej folii poprzez gwałtowne zestalenie, z powodu trudności w kształtowaniu stopów MCrAlY o zawartości glinu większej niż 6% wagowych.

Według wynalazku, uszczelka ścieralna do turbiny gazowej, zawierająca metalową płytę podkładową i strukturę typu plastra miodu ukształtowaną z folii metalowej lub arkusza stopu metalu i przymocowaną jako stoją ca na krawę dzi do metalowej pł yty podkł adowej, charakteryzuje się tym, ż e folia metalowa albo arkusz stopu metalu struktury typu plastra miodu zawiera 6 do 30% wagowych Cr, 2 do 7% wagowych Al, 0,005 do 0,6% wagowych Y, do 0,6% wagowych przynajmniej jednego z pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Zr, Hf, Ce, La, Si, Mn i Ti, 0 do 0,3% wagowych C, przynajmniej 6% wagowych Fe, przy czym resztę składu stanowi, oprócz zanieczyszczeń, Fe lub Ni, lub ich kombinacje.

PL 200 049 B1

Korzystnie, struktura typu plastra miodu zawiera wiele przylegających półsześciokątnych pofałdowanych metalowych taśm przylutowanych do metalowej płyty podkładowej, przy czym każda pofałdowana metalowa taśma posiada naprzemienne płaskie pochylone boki połączone ze sobą sąsiednimi płaskimi grzbietami, a przylegające do siebie taśmy są połączone ze sobą na sąsiadujących płaskich grzbietach poprzez zgrzewanie, tworząc ogólnie sześciokątne komórki, zaś pochylone bloki posiadają równą długość, a grzbiety posiadają długość większą niż pochylone boki, a ponadto stosunek odległości pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków do szerokości komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami sąsiednich taśm jest większy niż 1,15 : 1,0.

Korzystnie, stosunek odległości pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków do szerokości komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami sąsiednich taśm wynosi 1,2 do 2,0 : 1,0 lub wynosi 1,3 do 1,6 : 1,0.

Metalowa płyta podkładowa może być w postaci metalowego pierścienia z arkusza podkładowego ze stopu na bazie niklu, w postaci segmentów pierścienia arkusza podkładowego lub odlewanego elementu podkładowego, a metalowa folia albo arkusz metalu struktury typu plastra miodu może posiadać grubość 0,100 mm do 0,400 mm.

Struktura typu plastra miodu może zawierać wiele przylegających do siebie półsześciokątnych taśm pofałdowanej metalowej folii albo metalowego arkusza, z których każda posiada naprzemienne płaskie pochylone boki, połączone wzajemnie płaskim grzbietem, przy czym przylegające taśmy są połączone ze sobą na sąsiednich płaskich grzbietach, w celu utworzenia generalnie sześciokątnych komórek, a pochylone boki posiadają równą długość, zaś grzbiety posiadają długość większą niż pochylone boki, a ponadto stosunek odległości pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków do szerokości komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami sąsiednich taśm jest większy niż 1,15 : 1,0.

W tym wariancie wynalazku stosunek odległości pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków do szerokości komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami sąsiednich taśm wynosi korzystnie 1,2 do 2,0 : 1,0 lub 1,3 do 1,6 : 1,0. Struktura typu plastra miodu może być przymocowana do metalowej płyty podkładowej poprzez lutowanie twarde.

Według wynalazku, sposób wytwarzania ścieralnej uszczelki do turbiny gazowej, obejmujący formowanie wielu pofałdowanych taśm z metalowej folii albo arkusza ze stopu metalu, charakteryzuje się tym, że pofałdowane taśmy formuje się z folii metalowej lub z arkusza ze stopu metalu zawierających 6 do 30% wagowych Cr, 2 do 7% wagowych Al, 0,005 do 0,6% wagowych Y, do 0,6% wagowych przynajmniej jednego z pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Zr, Hf, Ce, La, Si, Mn i Ti, 0 do 0,3% wagowego C, przynajmniej 6% wagowych Fe, przy czym resztę składu stanowi, oprócz zanieczyszczeń, Fe lub Ni, lub ich kombinacje i w pofałdowanej taśmie kształtuje się naprzemienne płaskie pochylone boki połączone wzajemnie płaskim grzbietem, przykłada się taśmy do siebie w miejscu sąsiadujących płaskich grzbietów, zgrzewa się taśmy ze sobą na sąsiadujących płaskich grzbietach tworząc generalnie sześciokątne komórki, przy czym pochylone boki kształtuje się jako mające równą długość, a płaskie grzbiety kształtuje się jako mające długość większą niż pochylone boki tworząc komórki, w których stosunek odległości pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków do szerokości komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami sąsiednich taśm jest większy niż 1,15 : 1,0, po czym lutuje się sześciokątną strukturę jako stojącą na krawędzi do płyty podkładowej ze stopu na bazie niklu.

Korzystnie, kształtuje się komórki, w których stosunek odległości pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków do szerokości komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) wynosi 1,2 do 2,0 : 1,0 lub wynosi 1,3 do 1,6 : 1,0.

Wynalazek zapewnia uszczelkę ścieralną zawierającą nową metalową strukturę komórkową, korzystnie wykonaną z metalowej folii albo arkusza stopu MCrAlY o dobrej integralności strukturalnej i sztywnoś ci po przylutowaniu do metalowej pł yty podkł adowej, i wykazując ą dł ugookresową stabilność wymiarową w wysokiej temperaturze.

Jest to osiągnięte dzięki nowemu, wydłużonemu kształtowi komórkowemu komórkowej struktury typu plastra miodu. Według niniejszego wynalazku kształt komórek jest wydłużony w kierunku równoległym do kierunku grzbietów ścianek podwójnych albo węzłów.

Nowa uszczelka ścieralna według wynalazku, zawierająca specyficzną strukturę typu plastra miodu może być wykorzystana w turbinie gazowej, takiej jak silnik odrzutowy albo stacjonarna turbina gazowa.

PL 200 049 B1

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z góry struktury komórkowej typu plastra miodu według niniejszego wynalazku; fig. 2 - widok perspektywiczny struktury komórkowej typu plastra miodu według wynalazku; oraz fig. 3 widok perspektywiczny struktury typu plastra miodu według wynalazku przedstawionej na fig. 1 i 2, przygotowanej do przymocowania poprzez lutowanie do płyty podkładowej.

Na figurze 1 jest przedstawiona komórkowa struktura typu plastra miodu 30 do uszczelki ścieralnej według niniejszego wynalazku. Struktura typu plastra miodu 30 jest wykonana z wielu pofałdowanych taśm 32 z metalowej folii albo metalowego arkusza, z których każda posiada trójstronny kształt składający się z pary pochylonych boków 34, 36 posiadających równą długość k, połączonych wzajemnie sąsiednimi pośrednimi płaskimi grzbietami 38, 39 posiadającymi długość m, przy czym m jest dłuższe niż k, dzięki czemu szerokość komórki w, mierzona pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami 38, 39 sąsiednich taśm, jest krótsza niż odległość b pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków 34 i 36, przy czym stosunek b : w wynosi przynajmniej 1,15 : 1,0, korzystnie 1,2 do 2,0 : 1,0, a najkorzystniej 1,3 do 1,6 : 1,0. Alternatywnie, patrząc na fig. 1, stosunek y : w długości komórki y, do szerokości komórki w, musi wynosić przynajmniej 2,30 : 1,0.

Niespodziewanie okazało się, że komórkowa struktura typu plastra miodu posiadająca stosunek b : w wię kszy niż 1,15 : 1,0, korzystnie 1,2 : 1,0 do 2,0 : 1,0, a najkorzystniej 1,3 : 1,0 do 1,6 : 1,0, zapewnia konsekwentnie dobre podciąganie lutu aż do 100% komórkowych struktur typu plastra miodu wykonanych z MCrAlY według wynalazku. Sąsiednie taśmy 32, 32a, 32b są połączone ze sobą na ich stykających się grzbietach 38, 39 na przykład poprzez oporowe zgrzeiny 40 albo poprzez laserowe zgrzeiny punktowe w celu utworzenia trójwymiarowej struktury typu plastra miodu 30 przedstawionej na fig. 2 i 3, posiadającej wysokość H zdeterminowaną przez szerokość taśm, długość L i szerokość B. Struktura typu plastra miodu 30 stojąca na krawędzi i przylegająca powierzchnią 42 do powierzchni 44 płyty podkładowej 46 pierścieniowej tarczy wzmacniającej (nie pokazanej) jest łączona poprzez lutowanie z płytą podkładową 46 tarczy pierścieniowej w celu utworzenia struktury uszczelniającej do stosowania jako uszczelka ścieralna turbiny. Płyta podkładowa 46 może być metalowym pierścieniem z arkusza podkł adowego, segmentami pierś cienia arkusza podkładowego albo odlewanymi elementami podkładowymi ze stopu na bazie niklu, tworzącymi część tarczy wzmacniającej turbiny gazowej silnika odrzutowego albo stacjonarnej turbiny gazowej.

Preferowany stop metalu folii albo arkusza według wynalazku zawiera 6 do 30% wagowych Cr, 2 do 7% wagowych Al, 0,005 do 0,6% wagowych Y, przynajmniej jeden z pierwiastków wybranych z grupy skł adają cej się z Zr, Hf, Ce, La, Si, Mn, Ti w iloś ci do 0,6% wagowych, oraz C w iloś ci do 0,3% wagowych, przynajmniej 6% wagowych Fe, a pozostałą część bilansu, oprócz zanieczyszczeń, stanowi Fe albo Ni, albo też ich kombinacje.

Struktura komórkowa typu plastra miodu 30 jest przymocowana do płyty podkładowej 46 poprzez zgrzewanie oporowe albo laserowe zgrzewanie punktowe. Następnie metal lutowniczy w postaci proszku jest nakładany poprzez napełnianie ustawionych pionowo w jednej linii komórek proszkiem lutowniczym, po czym zespół jest podgrzewany powyżej temperatury topnienia proszku lutowniczego, korzystnie mieszczącej się w zakresie około 1190°C do 1215°C, w tradycyjnym piecu próżniowym przez czas, taki jak około 2 do 8 minut, wystarczający do stopienia i zwilżenia ścian węzłowych struktury komórkowej typu plastra miodu i do podniesienia się w podwójnych ścianach węzłowych poprzez podciąganie kapilarne, w celu skutecznego połączenia struktury z płytą podkładową i usztywnienia struktury komórkowej typu plastra miodu. Odpowiednie stopy metali lutowniczych na bazie kobaltu dla struktury typu plastra miodu z MCrAlY mogą zawierać 19% wagowych Cr, 17% wagowych Ni, 8% wagowych Si, 4% wagowe W, 0,8% wagowych B, 0,4% wagowych C i uzupełniający bilans Co, albo też 21% wagowych Cr, 4,5% wagowych W, 2,4% wagowych B, 1,6% wagowych Si, 0,1% wagowego C, oraz uzupełniający bilans Co.

Ścieralna uszczelka turbiny według wynalazku zostanie opisana poniżej w odniesieniu do poniższych nieograniczających przykładów.

P r z y k ł a d 1:

Tradycyjny stop, nie będący stopem typu MCrAlY, posiadający nominalny skład chemiczny zawierający 22% wagowych Cr, 18% wagowych Fe, 9% wagowych Mo, 1,5% wagowych Co, 0,6% wagowych W, oraz dopełniający bilansu Ni, został dostarczony w postaci folii o grubości 125 μm (0,125 mm, 0,005), w celu utworzenia struktury komórkowej przedstawionej na pos. 1, posiadającej długość L wynoszącą 55 mm, szerokość B wynoszącą 35 mm i wysokość H w węzłach wynoszącą 8 mm, poprzez pofałdowanie i laserowe zgrzewanie punktowe folii w celu utworzenia sześciobocznego kształtu

PL 200 049 B1 komórkowej struktury typu plastra miodu, posiadającej wymiar komórki między węzłami, mierzony jako minimalna odległość wewnętrzna pomiędzy ściankami komórek tworzącymi ścianki węzłowe, w = 1,59 mm, oraz wymiar b komórki, mierzony jako minimalna odległość wewnętrzna pomiędzy przeciwległymi ściankami komórki o pojedynczej grubości folii, wynoszący 1,59 mm. Z tego powodu stosunek b : w wynosi 1. Niewielkie odchylenia, zwykle mniejsze niż 10%, od tej wartości są dopuszczalne z powodu tolerancji produkcyjnych.

Struktura posiadająca opisaną konfigurację komórkową została przylutowana do metalowej płyty podkładowej według fig. 4 za pomocą metalu lutowniczego w postaci proszku, posiadającego skład chemiczny 19% wagowych Cr, 10,2% wagowych Si, 0,03% wagowego C, oraz dopełniający bilansu Ni. Stop lutowniczy w postaci proszku był nakładany poprzez wypełnienie komórek całkowitą masą 8,7 g, po zgrzaniu oporowym komórkowego korpusu z płytą podkładową, przy wymiarze wysokości węzłowej H stojącym na krawędzi po kątem 90° do płyty podkładowej. Układ ten został podgrzany do 1193°C i utrzymywany w tej temperaturze przez 6 minut w tradycyjnym piecu próż niowym, powodują c stopienie się metalu lutowniczego i zwilżenie ścianek węzłowych struktury komórkowej, oraz połączenie struktury komórkowej z płytą podkładową. Po lutowaniu określony został efekt podciągania stopu, poprzez ocenę stosunku procentowego węzłów, które wykazały całkowite zwilżenie z wypełniaczem lutowniczym na całej wysokości węzłowej wynoszącej 8 mm, to znaczy stosunku procentowego węzłów wykazujących metal lutowniczy na powierzchni 49 (fig. 4). Efekt ten został oceniony jako wynoszący 100% dla całkowitej ilości 114 ocenionych węzłów.

P r z y k ł a d 2:

Folia ze stopu MCrAlY o grubości 110 μm (0,110 mm, 0,004) o składzie stopu zawierającym 20,2% wagowych Cr, 5,8% wagowych Al, 0,05% wagowego Y, 0,04% wagowego Zr, 0,04% wagowego Hf, oraz dopełniające bilans Fe, została ukształtowana w dwie struktury komórkowe posiadające takie same wymiary zewnętrzne i rozmiary komórkowe jak opisano w przykładzie 1. Dwie struktury były zgrzewane oporowo z takim samym materiałem płyty podkładowej, jaki zastosowano w przykładzie 1 i ten sam typ oraz ilość metalu lutowniczego jak w przykładzie 1 została wpuszczona do komórek. Zespoły były lutowane w takim samym piecu tak samo jak w przykładzie 1. Efekty podciągania lutu, ocenione tak jak opisano w przykładzie 1, wynosiły odpowiednio 54 i 71%. Przebadano całkowitą liczbę odpowiednio 114 i 95 węzłów.

Porównanie wyników z przykładów 1 i 2 sugeruje, że o wiele lepszy efekt podciągania lutu jest osiągany dla tradycyjnych stopów bazujących na Ni niż dla stopów MCrAlY, kiedy stosowany jest tradycyjny kształt komórki typu plastra miodu.

P r z y k ł a d 3:

Stop MCrAlY posiadający nominalny skład chemiczny zawierający 19% wagowych Cr, 5,5% wagowych Al, 0,5% wagowego Ti, 0,21% wagowego Y i dopełniające bilans Fe został dostarczony w postaci folii o grubości 0,125 mm (0,125 mm, 0,005). Ten materiał w postaci folii został pofałdowany i zgrzany w celu zapewnienia korpusu struktury komórkowej posiadającego wymiary zewnętrzne tak jak w przykładzie 1, to znaczy długość L wynoszącą 55 mm, szerokość B wynoszącą 35 mm i wysokość H w węzłach wynoszącą 8 mm. Rozmiar komórek struktury komórkowej tego korpusu, oceniony tak jak opisano w przykładzie 1, wynosił w = 2,5 mm i b = 2,5 mm. Struktura komórkowa została zgrzana oporowo z materiałem płyty podkładowej takim jak zastosowano w przykładach 1 i 2, z wymiarem wysokości węzłowej H stojącej na krawędzi będącej pod kątem 90° względem płyty podkładowej. Metalowy proszek lutowniczy posiadający nominalny skład chemiczny 19% wagowych Cr, 17% wagowych Ni, 8% wagowych Si, 4% wagowych W, 0,8% wagowego B, 0,4% wagowego C i dopełniający bilans Co został wpuszczony do komórek struktury komórkowej. Zastosowaną taką samą ilość metalu lutowniczego jak w przykładzie 1. Zespół został podgrzany do temperatury 1204°C i utrzymywany w tej temperaturze przez 6 minut. Ta obróbka spowodowała stopienie się metalu lutowniczego i podciągnięcie do góry ścian węzłowych. Efekt podciągania lutu, oceniony tak jak naszkicowano w przykładzie 1, wynosił tylko 8% dla całkowitej ilości 168 przebadanych węzłów.

P r z y k ł a d 4:

Materiał folii ze stopu MCrAlY taki jak opisano w przykładzie 2 został przetworzony w komórkowa strukturę posiadającą wymiar L = 55 mm, B = 35mm i H = 8 mm, jak opisano powyżej. Komórkowa struktura posiadała wymiary komórek takie, jak podano w przykładzie 3, zmierzone tak jak w przykładzie 1. Dalsze przetwarzanie tej struktury komórkowej, obejmujące zgrzewanie oporowe i napełnianie proszkiem, oraz metal lutowniczy w postaci proszku, jego typ i ilość, były dokładnie takie same jak te zastosowane w przykładzie 3. Zespół był lutowany w takim samym przebiegu piecowym jak zespół

PL 200 049 B1 opisany w przykładzie 3. Efekt podciągania po lutowaniu, oceniony za pomocą procedury opisanej w przykł adzie 1, wynosił 84%. Przebadano cał kowitą ilość 114 wę z ł ów.

P r z y k ł a d 5:

Materiał folii ze stopu MCrAlY o składzie opisanym w przykładach 2 i 4 został przetworzony w korpus struktury komórkowej posiadający wymiary zewnętrzne wynoszące jak poprzednio L = 55 mm, B = 35 mm i H = 8 mm. Jednak struktura komórkowa posiadała specjalny sześcioboczny kształt komórek typu plastra miodu według niniejszego wynalazku. Szerokość komórek, mierzona jako minimalna odległość wewnętrzna w pomiędzy ściankami komórki tworzącymi dwuścienne grzbiety albo węzły, wynosiła 1,59 mm, a wymiar komórki b, mierzony jako minimalna odległość pomiędzy ściankami komórki o pojedynczej grubości folii, wynosił 2,41 mm, dając stosunek b : w równy 1,52, albo stosunek y/w równy 2,31. Ta struktura typu plastra miodu była zgrzana z tym samym materiałem płyty spodniej jaki zastosowano w przykładach 1 do 4, z wysokością struktury usytuowaną pod kątem 90° do płyty spodniej. Stop metalu lutowniczego, taki 5 jak zastosowano w przykładach 3 i 4, wypełnił komórki. Zespół ten był lutowany w takim samym przebiegu piecowym jak zespoły opisane w przykładach 3 i 4. Efekt podciągania lutu, określony w sposób opisany w przykładzie 1, wynosił 95 %. Przebadano całkowitą ilość 114 węzłów.

P r z y k ł a d 6:

Materiał folii ze stopu MCrAlY posiadający skład opisany w przykładach 2, 4 i 5 został dostarczony w postaci korpusu komórkowej struktury, posiadającego wymiary zewnętrzne takie jak powyżej, ale z kształtem komórek takim jak opisano w przykładzie 5, to znaczy posiadającym stosunek b : w wynoszący 1,52. Dalsza obróbka i dodatkowe materiały zastosowane w celu przygotowania zespołu do lutowania takiego jak powyżej były takie same jak opisane w przykładzie 5, za wyjątkiem tego, że metalu lutowniczego było 9,8 g. Zespół ten został podgrzany do temperatury 1190°C i utrzymywany w tej temperaturze przez 4 minuty. Efekt podcią gania lutu, określony w sposób opisany w przykł adzie 1, wynosił 100%. Przebadano całkowitą ilość 220 węzłów.

P r z y k ł a d 7:

Materiał folii ze stopu MCrAlY posiadający skład opisany w przykładzie 3 został dostarczony jako korpus komórkowej struktury posiadający wysokość węzłową H wynoszącą 7,5 mm i kształt komórek typu plastra miodu według niniejszego wynalazku, z wymiarem komórki w, zmierzonym jako minimalna odległość wewnętrzna pomiędzy ściankami komórek tworzącymi dwuścienne grzbiety albo węzły komórki, wynoszącym 1,45 mm, oraz wymiarem komórki b, zmierzonym jako minimalna odległość wewnętrzna pomiędzy ściankami komórki o pojedynczych ściankach, wynoszącym 2,08 mm, dając stosunek b : w wynoszący 1,43. Ten korpus struktury komórkowej został umieszczony stojąc na krawędzi metalowej płyty podkładowej o nominalnym składzie chemicznym zawierającym 10% wagowych Co, 6,6% wagowych Cr, 6,5% wagowych Ta, 6,4% wagowych W, 5,5% wagowych Al, 3,0% wagowych Re, 1,0% wagowego Ti, 0,6% wagowego Mo, 0,09 wagowego Hf, oraz dopełniający bilans Ni, dostarczonej v; postaci monokrystalicznego odlewu. Struktura komórkowa została umieszczona na metalu podkładowym poprzez umieszczenie obciążenia, na wierzchu struktury komórkowej, która, jak powyżej, posiada kierunek wysokości węzłowej H ustawiony pod kątem 90° do płyty podkładowej. Proszek stopu lutowniczego posiadający nominalny skład chemiczny zawierający 21% wagowych Cr, 4,5% wagowych W, 2,4% wagowych B, 1,6% wagowych Si, 0,1% wagowego C, oraz dopełniający bilans Co, został wpuszczony do komórek. Zespół ten został podgrzany do temperatury 1210°C i utrzymywany w tej temperaturze przez 2 minuty, w tradycyjnym piecu próżniowym. Spowodowało to stopienie metalu lutowniczego i przemieszczenie się w górę ścianek podwójnych albo węzłowych. Efekt podciągania lutu, określony tak jak opisano w przykładzie 1, wynosił 96%.

Poniższa tabela 1 stanowi podsumowanie wyników testów podciągania, służące do bezpośredniego porównania, przy czym elementem wspólnym dla testowanych próbek jest ten sam materiał MCrAlY dla folii, ten sam stop lutowniczy i ten sam materiał płyty podkładowej.

T a b e l a 1

Nr przykładu	Kształt komórki	Efekt podciągania lutu
4	b : w = 1; y : w = 1,16 stan techniki	84%
5	b : w = 1,52; y : w = 2,31 wg wynalazku	95%
6	b : w = 1,52; y : w = 2,31 wg wynalazku	100%

PL 200 049 B1

Stosunek m : k został zmierzony jako wynoszący 0,93 do 1,03 dla struktury według stanu techniki z przykładu 4, a dla nowych komórkowych struktur według przykładów 5 i 6 stosunek m : k została oceniony jako wynoszący 1,30 do 1,36.

Poniższa tabela 2 stanowi podsumowanie efektów podciągania lutu osiągniętych przy zastosowaniu tego samego materiału MCrAlY dla folii i zastosowaniu podobnych metali lutowniczych bazujących na Co w różnych kształtach komórek.

T a b e l a 2

Nr przykładu	Kształt komórki	Efekt podciągania lutu
3	b : w = 1; y : w = 1,18 stan techniki	8%
7	b : w = 1,43; y : w = 2,40 wg wynalazku	96%

Tabela 3 zapewnia ogólny pogląd na wszystkie testy lutownicze wykonane dla tego samego stopu MCrAlY, w celu bezpośredniego porównania różnych stopów lutowniczych działających na kształty komórek według rozwiązań wcześniejszych i komórki według niniejszego wynalazku.

T a b e l a 3

Nr przykładu	Kształt komórek	Stop lutowniczy	Cykl lutowniczy	Efekt podciągania lutu
2a	Wg stanu techniki	Ni-Cr-Si-C	1193°C/6min	54%
2b	Wg stanu techniki	Ni-Cr-Si-C	1193°C/6min	71%
3	Wg stanu techniki	Co-Cr-Ni-Si-W-B-C	1204°C/4min	8%
4	Wg stanu techniki	Co-Cr-Ni-Si-W-B-C	1204°C/4min	84%
5	Wg wynalazku	Co-Cr-Ni-Si-W-B-C	1204°C/4min	95%
6	Wg wynalazku	Co-Cr-Ni-Si-W-B-C	1190°C/4min	100%
7	Wg wynalazku	Co-Cr-Ni-Si-W-B-C	1210°C/2min	96%

Powyższe tabele i przykłady pokazują, że dobre podciąganie lutu, to znaczy lepsze niż 95%, kiedy jest określone tak jak opisano w przykładzie 1, z dobrym wzmocnieniem i w rezultacie dobrą, długookresową stabilnością wymiarową struktur komórkowych, zostało osiągnięte dla kształtu komórek typu plastra miodu według niniejszego wynalazku. Jest to szczególnie wyraźnie widoczne przy porównaniu wyników dla przykładu 3 z tymi dla przykładu 7, oraz wyników dla przykładów 2 i 4 z tymi dla przykładów 5 i 6. Podciągania lutu wynoszące 100% osiąga się dla tradycyjnych stopów na bazie Ni, kiedy stosuje się kształty komórek według rozwiązania ze stanu techniki. Jednak dla materiałów MCrAlY dla folii osiągano efekt podciągania lutu, przy zastosowaniu tego standardowego kształtu komórek, wynoszący tylko 8 do 84%.

Wszystkie struktury komórkowe z przykładów 5, 6 i 7 wykazały doskonałą stabilność kształtu i odporność na utlenianie, kiedy testowane je w temperaturach wyższych niż 850°C, oraz, kiedy poddano je działaniu gazów spalinowych o dużej prędkości w temperaturach wyższych niż 850°C, obserwowaną dobrą odporność na nawęglanie.

Folia albo arkusz MCrAlY o dużej grubości korzystnie może być formowany do struktury komórkowej typu plastra miodu według niniejszego wynalazku, tak jak to omówiono w poniższych przykładach 8 i 9 w odniesieniu do fig. 4.

P r z y k ł a d 8:

Stop MCrAlY posiadający nominalny skład chemiczny zawierający 16% wagowych Cr, 4,5% wagowych Al, 3% wagowych Fe, maksymalnie 0,1% wagowych Zr, 0,01% wagowych Y, maksymalnie 0,7% wagowych Mn + Si, 0,05% wagowych C, oraz pierwiastek uzupełniający bilans, którym był, oprócz przypadkowych zanieczyszczeń, Ni, został dostarczony w postaci grubej folii o grubości s = 0,254 mm (0,010). Ta gruba folia została pofałdowana i zgrzana w celu zapewnienia struktury komórkowej posiadającej wymiary zewnętrzne L = 100 mm, B = 38 mm i H = 10 mm. Cechy charakterystyczne wymiaru komórek tej struktury komórkowej wynosiły : w = 1,48mm, b = 2,44mm, a stąd b : w = 1,67, y = 3,66 mm, m = 1,46 mm i k = 1,07 mm, a stąd m : k = 1,36. Komórkowa struktura przedstawiona na fig. 4 może być łatwo wytwarzana w tym specjalnym kształcie komórek. Wszystkie próby

PL 200 049 B1 wykonania struktury komórkowej według rozwiązań wcześniejszych, to znaczy posiadającej stosunek b : w = ok. 1, dla wartości b = w =1,0 do 2,0, nie powiodły się.

P r z y k ł a d 9:

Tradycyjny stop folii, nie będący typu MCrAlY, posiadający skład chemiczny wynoszący 25% wagowych Cr, 10% wagowych Mo, 0,05% wagowego C i 0,03% wagowego Ce, został dostarczony w postaci grubej folii o grubości 0,254 mm (0,010). Ten materiał folii został pofałdowany i zgrzany w celu zapewnienia korpusu struktury komórkowej posiadającego wymiary zewnętrzne takie jak w przykładzie 8. Cechy charakterystyczne kształtu komórek były podobne do tych z przykładu 8, a w szczególności stosunek b : w był większy niż 1,15, a stosunek m : k był większy niż 1. Ta struktura komórkowa została wyprodukowana. Znowu wszystkie próby wykonania korpusów strukturalnych o tradycyjnym sześciokątnym kształcie komórek ze wspomnianego powyżej materiału folii nie powiodły się, kiedy zastosowano wymiary komórek w = b = 1,0 do 2,0 mm.

Oczywiście jest zrozumiałe, że można czynić modyfikacje przykładów wykonania wynalazku tutaj przedstawionych i opisanych, bez odchodzenia od zakresu i treści wynalazku określonych w dołączonych zastrzeżeniach patentowych.

Claims

1. Uszczelka ścieralna do turbiny gazowej, zawierająca metalową płytę podkładową i strukturę typu plastra miodu zawierającą folię metalową albo arkusz stopu metalu i przymocowaną jako stojącą na krawędzi do metalowej płyty podkładowej, znamienna tym, że folia metalowa albo arkusz stopu metalu struktury typu plastra miodu (30), zawiera 6 do 30% wagowych Cr, 2 do 7% wagowych Al, 0,005 do 0,6% wagowych Y, do 0,6% wagowych przynajmniej jednego z pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Zr, Hf, Ce, La, Si, Mn i Ti, 0 do 0,3% wagowych C, przynajmniej 6% wagowych Fe, przy czym resztę składu stanowi, oprócz zanieczyszczeń, Fe lub Ni, lub ich kombinacje.

2. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że struktura typu plastra miodu (30) zawiera wiele przylegających półsześciokątnych pofałdowanych metalowych taśm (32, 32a, 32b) przylutowanych do metalowej płyty podkładowej (46), przy czym każda pofałdowana metalowa taśma (32) posiada naprzemienne płaskie pochylone boki (34, 36) połączone ze sobą sąsiednimi płaskimi grzbietami (38, 39), a przylegające do siebie taśmy są połączone ze sobą na sąsiadujących płaskich grzbietach (38, 39) poprzez zgrzewanie, tworząc ogólnie sześciokątne komórki, zaś pochylone bloki (34, 36) posiadają równą długość, a grzbiety (38, 39) posiadają długość większą niż pochylone boki (34, 36), a ponadto stosunek odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) jest większy niż 1,15 : 1,0.

3. Uszczelka według zastrz. 2, znamienna tym, że stosunek (b : w) odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (30, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) wynosi 1,2 do 2,0 : 1,0.

4. Uszczelka według zastrz. 2, znamienna tym, że stosunek (b : w) odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 35) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 33) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) wynosi 1,3 do 1,6 : 1,0.

5. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że metalowa płyta podkładowa (46) jest w postaci metalowego pierścienia z arkusza podkładowego ze stopu na bazie niklu, w postaci segmentów pierścienia arkusza podkładowego lub odlewanego elementu podkładowego, a metalowa folia albo arkusz metalu struktury typu plastra miodu (30) posiada grubość 0,100 mm do 0,400 mm.

6. Uszczelka według zastrz. 5, znamienna tym, że struktura typu plastra miodu (30) zawiera wiele przylegających do siebie półsześciokątnych taśm (32, 32a, 32b) pofałdowanej metalowej folii albo metalowego arkusza, z których każda posiada naprzemienne płaskie pochylone boki (34, 36), połączone wzajemnie płaskim grzbietem (38, 39), przy czym przylegające taśmy są połączone ze sobą na sąsiednich płaskich grzbietach (38, 39), w celu utworzenia generalnie sześciokątnych komórek, a pochylone boki (34, 36) posiadają równą długość, zaś grzbiety (38, 39) posiadają długość większą niż pochylone boki (34, 36), a ponadto stosunek (b : w) odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) jest większy niż 1,15 : 1,0.

PL 200 049 B1

7. Uszczelka według zastrz. 6, znamienna tym, że stosunek (b : w) odległo ści (b) pomię dzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) wynosi 1,2 do 2,0 : 1,0.

8. Uszczelka według zastrz. 6, znamienna tym, że stosunek (b : w) odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) wynosi 1,3 do 1,6 : 1,0.

9. Uszczelka według zastrz. 6, znamienna tym, że struktura typu plastra miodu (30) jest przymocowana do metalowej płyty podkładowej (46) poprzez lutowanie twarde.

10. Sposób wytwarzania ścieralnej uszczelki do turbiny gazowej, obejmujący formowanie wielu pofałdowanych taśm z metalowej folii albo arkusza ze stopu metalu, łączeniu ich w komórkową strukturę typu plastra miodu i mocowaniu struktury jako stojącej na krawędzi do metalowej płyty podkładowej, znamienny tym, że pofałdowane taśmy (32, 32a, 32b) struktury typu plastra miodu (30) formuje się z folii metalowej lub z arkusza ze stopu metalu zawierającego 6 do 30% wagowych Cr, 2 do 7% wagowych Al, 0,005 do 0,6% wagowych Y, do 0,6% wagowych przynajmniej jednego z pierwiastków wybranych z grupy obejmującej Zr, Hf, Ce, La, Si, Mn i Ti, 0 do 0,3% wagowego C, przynajmniej 6% wagowych Fe, przy czym resztę składu stanowi, oprócz zanieczyszczeń, Fe lub Ni, lub ich kombinacje i w pofałdowanej taśmie (32, 32a, 32b) kształtuje się naprzemienne płaskie pochylone boki (34, 36) połączone wzajemnie płaskim grzbietem (38, 39), przykłada się taśmy (32, 32a, 32b) do siebie w miejscu sąsiadujących pł askich grzbietów (38, 39), zgrzewa się taśmy (32, 32a, 32b) ze sobą na sąsiadujących płaskich grzbietach (38, 39) tworząc generalnie sześciokątne komórki, przy czym pochylone boki (34, 36) kształtuje się jako mające równą długość, a płaskie grzbiety (38, 39) kształtuje się jako mające długość większą niż pochylone boki (34, 36) tworząc komórki, w których stosunek (b : w) odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) jest większy niż 1,15 : 1,0, po czym lutuje się sześciokątną strukturę typu plastra miodu (30) stojącą na krawędzi do płyty podkładowej(46) na bazie niklu.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że kształtuje się komórki, w których stosunek (b : w) odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) wynosi 1,2 do 2,0 : 1,0.

12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że kształtuje się komórki, w których stosunek (b : w) odległości (b) pomiędzy płaszczyznami przeciwległych pochylonych boków (34, 36) do szerokości (w) komórek mierzonej pomiędzy przeciwległymi płaskimi grzbietami (38, 39) sąsiednich taśm (32, 32a, 32b) wynosi 1,3 do 1,6 : 1,0.