RU2205734C2 - Method for repairing parts, mainly vanes of gas turbine engines - Google Patents

Method for repairing parts, mainly vanes of gas turbine engines Download PDF

Info

Publication number
RU2205734C2
RU2205734C2 RU2001106475A RU2001106475A RU2205734C2 RU 2205734 C2 RU2205734 C2 RU 2205734C2 RU 2001106475 A RU2001106475 A RU 2001106475A RU 2001106475 A RU2001106475 A RU 2001106475A RU 2205734 C2 RU2205734 C2 RU 2205734C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protective coating
blades
vanes
coating
bath
Prior art date
Application number
RU2001106475A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001106475A (en
Inventor
О.Н. Третьяков
М.В. Виноградов
А.Ф. Львов
А.Ф. Пуповский
В.П. Карасев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Московское машиностроительное предприятие им. В.В.Чернышева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Московское машиностроительное предприятие им. В.В.Чернышева" filed Critical Открытое акционерное общество "Московское машиностроительное предприятие им. В.В.Чернышева"
Priority to RU2001106475A priority Critical patent/RU2205734C2/en
Publication of RU2001106475A publication Critical patent/RU2001106475A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205734C2 publication Critical patent/RU2205734C2/en

Links

Abstract

FIELD: aircraft engine manufacture, possibly in aircraft-, ship making, automobile and tractor industry branches. SUBSTANCE: method comprises steps of removing protective coating, eliminating flaws, preparing surface and applying new protective coating; at repairing parts with protective coating of zirconium nitride before removal of coating softening it until complete peeling or swelling due to soaking vanes in bath at bubbling; arranging vanes in bath in staggered fashion while orienting them to one side by their inlet edge and placing them in such a way that spacing between inlet and outlet edges of adjacent vanes is no less than chord half of mean cross section of vane. Removal of protective coating and preparing surface for applying new protective coating are realized in tore-like vibration installation at working by means of ceramic pellets. After applying new protective coating its irregularities are levelled and it is compacted by means of steel balls. EFFECT: enhanced quality of repairing, improved reliability of repaired articles having protective coating of zirconium nitride, elimination of manual operations, enhanced surface roughness of repaired vanes. 2 cl

Description

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к ремонту лопаток газотурбинных двигателей, и может быть использовано в авиационной, судостроительной и автотракторной отраслях промышленности. The invention relates to aircraft engine manufacturing, in particular to the repair of gas turbine engine blades, and can be used in the aviation, shipbuilding and automotive industries.

Известен способ ремонта лопаток газотурбинных двигателей, заключающийся в их дефектации, удалении поверхностного слоя в контейнере вибрационным шлифованием гранулами, не имеющими открытой пористости, используя в качестве среды слабощелочной состав, при этом последующее поверхностное упрочнение лопаток осуществляют путем обработки струей из порошка никелевого сплава с размером частиц 50-100 мкм (См. патент РФ 2094200, Кл. В 23 Р 6/00, опубл. 27.10.97). A known method of repairing blades of gas turbine engines, which consists in their detection, removal of the surface layer in the container by vibrational grinding with granules that do not have open porosity, using a slightly alkaline composition as a medium, and the subsequent surface hardening of the blades is carried out by spraying with a particle size nickel alloy powder 50-100 μm (See RF patent 2094200, CL. In 23 P 6/00, publ. 10.27.97).

Данный способ не может быть использован для ремонта деталей с защитным покрытием из нитрида циркония, так как такое покрытие невозможно удалить вибрационным шлифованием гранулами, не имеющими открытой пористости, и, кроме того, лопатки с защитным покрытием из нитрида циркония нецелесообразно обрабатывать струей из порошка никелевого сплава, так как это приводит к изменению их геометрических параметров (уменьшению хорды, толщины входной и выходной кромок, а также к ухудшению чистоты поверхности). This method cannot be used to repair parts with a protective coating of zirconium nitride, since such a coating cannot be removed by vibration grinding with granules that do not have open porosity, and, in addition, blades with a protective coating of zirconium nitride cannot be treated with a jet of nickel alloy powder , since this leads to a change in their geometric parameters (a decrease in the chord, thickness of the inlet and outlet edges, as well as a deterioration in surface cleanliness).

Наиболее близким к предложенному способу является способ ремонта деталей газотурбинных двигателей, заключающийся в удалении защитного покрытия, устранении дефектов, подготовки поверхности и нанесении нового защитного покрытия (См. патент РФ 2113964, Кл. В 23 Р 6/00, 27.06.98). Closest to the proposed method is a method of repairing parts of gas turbine engines, which consists in removing the protective coating, eliminating defects, preparing the surface and applying a new protective coating (See RF patent 2113964, CL. 23 P 6/00, 06/27/98).

Недостатки данного способа заключаются в том, что удаление защитного покрытия производят гальваническими методами в растворах, которые не могут быть использованы для удаления нитрида циркония, поскольку они не способны его разрыхлить. Кроме того, при таком ремонте производят восстановление покрытия (из серебра, меди и т.д.), которое, как правило, требует подготовки поверхности пескоструйной обработкой, что снижает чистоту данной поверхности. The disadvantages of this method are that the removal of the protective coating is carried out by galvanic methods in solutions that cannot be used to remove zirconium nitride, since they are not able to loosen it. In addition, during such repairs, the coating is restored (from silver, copper, etc.), which, as a rule, requires the preparation of the surface by sandblasting, which reduces the cleanliness of this surface.

Таким образом, известные способы не позволяют производить качественный ремонт лопаток, имеющих защитное покрытие из нитрида циркония. Thus, the known methods do not allow for high-quality repair of blades having a protective coating of zirconium nitride.

Задача изобретения - повышение качества ремонта и надежности отремонтированных изделий, имеющих защитное покрытие из нитрида циркония, без применения ручных операций и повышение чистоты поверхности отремонтированных лопаток ГТД. The objective of the invention is to improve the quality of repair and reliability of repaired products having a protective coating of zirconium nitride, without the use of manual operations and to increase the surface cleanliness of repaired GTE blades.

Поставленная задача решается путем того, что в способе ремонта деталей, преимущественно лопаток, газотурбинных двигателей, включающем удаление защитного покрытия, устранение дефектов, подготовку поверхности и нанесение нового защитного покрытия, при ремонте деталей с защитным покрытием из нитрида циркония перед удалением защитное покрытие размягчают до полного шелушения или вздутия, выдерживая лопатки в ванне с барботажем в растворе следующего состава:
хромовый ангидрид - 5-10 г на 1 л воды
азотная кислота - 100-140 г на 1 л воды
фтористоводородная кислота - 9-12 г на 1 л воды
при температуре раствора 20-30oС, при этом устанавливают лопатки в ванне в шахматном порядке, ориентируя их в одну сторону входной кромкой и располагая их таким образом, что расстояние между входной и выходной кромками рядом расположенных лопаток не меньше половины хорды среднего сечения лопатки, а удаление защитного покрытия и подготовку поверхности под нанесение нового защитного покрытия осуществляют в торовой вибрационной установке обработкой керамическими гранулами, после нанесения нового защитного покрытия производят выравнивание его неровностей и уплотнение стальными шарами с чистотой поверхности не ниже 9 класса в торовой вибрационной установке в полирующем растворе.The problem is solved by the fact that in the method of repairing parts, mainly blades, gas turbine engines, including removing the protective coating, eliminating defects, preparing the surface and applying a new protective coating, when repairing parts with a protective coating of zirconium nitride, the protective coating is softened before removal peeling or swelling, keeping the scapula in a bubble bath in a solution of the following composition:
chromic anhydride - 5-10 g per 1 liter of water
nitric acid - 100-140 g per 1 liter of water
hydrofluoric acid - 9-12 g per 1 liter of water
at a solution temperature of 20-30 o C, while installing the blades in the bath in a checkerboard pattern, orienting them to one side with the input edge and arranging them so that the distance between the input and output edges of adjacent blades is not less than half the chord of the middle section of the blade, and the removal of the protective coating and surface preparation for applying a new protective coating is carried out in a torus vibrating installation by processing with ceramic granules, after applying a new protective coating, they are leveled e its irregularities and seal steel balls with a surface roughness not lower than grade 9 in the torus vibration installation in a polishing solution.

Полирующий раствор может представлять собой раствор 7-12 г триэталомина на 1 литр воды или раствор нафтенового мыла на триэталомине. The polishing solution may be a solution of 7-12 g of triethalomine per 1 liter of water or a solution of naphthenic soap on triethalomine.

После размягчения защитного покрытия можно производить осветление поверхности в 2-5% водном растворе соляной кислоты, что позволяет полностью удалить шлам. After softening the protective coating, you can lighten the surface in a 2-5% aqueous hydrochloric acid solution, which allows you to completely remove the sludge.

При обработке технологического процесса наиболее сложной является операция размещения лопаток в ванне, так как необходимо установить наибольшее количество лопаток при наименьших размерах ванны. When processing a technological process, the most difficult is the operation of placing the blades in the bath, since it is necessary to establish the largest number of blades with the smallest bath sizes.

Экспериментально подобранное минимальное расстояние между входной и выходной кромками рядом расположенных лопаток, которое составляет не меньше половины хорды среднего сечения лопатки, обеспечивает полное разрыхление покрытия, исключение растравливания основного материала и возможность размещения максимального количества лопаток. The experimentally selected minimum distance between the inlet and outlet edges of adjacent blades, which is at least half the chord of the middle section of the blade, provides complete loosening of the coating, eliminating the etching of the main material and the ability to accommodate the maximum number of blades.

Осуществление способа рассмотрено на примере лопаток компрессора ГТД, изготовленных из материала ВТЗ-1 с последующим нанесением покрытия из нитрида циркония распылением в вакууме на установках МАП-1. The implementation of the method is considered on the example of GTE compressor blades made of VTZ-1 material with subsequent coating of zirconium nitride by spraying in vacuum at MAP-1 installations.

Однако данный способ можно использовать для ремонта и других деталей ГТД, имеющих покрытие из нитрида циркония. However, this method can be used to repair and other parts of a gas turbine engine having a zirconium nitride coating.

Газотурбинные двигатели, поступившие в ремонт после выработки гарантийного или межремонтного ресурса, разбираются на узлы и детали, ремонт которых осуществляется следующим образом:
- лопатки загружают в ванну с любым слабощелочным раствором, в котором происходит их очистка от эксплуатационных загрязнений;
- промывают лопатки в горячей воде;
- разрыхляют покрытие из нитрида циркония путем установки лопаток в ванну с раствором следующего состава: хромовый ангидрид 5-10 г на 1 л воды, азотная кислота 100-140 г на 1 л воды, фтористоводородная кислота 9-12 г на 1 л воды, при температуре раствора 20-30oС. Лопатки располагают в шахматном порядке в одну сторону входной кромкой на расстоянии между входной и выходной кромками рядом расположенных лопаток, не меньшем половины хорды среднего сечения лопатки, и включают барботаж (подача воздуха с давлением, исключающим разбрызгивание раствора). После вздутия покрытия или его отшелушивания лопатки вынимают из ванны и производят операцию осветления в 2-5% растворе соляной кислоты;
- производят окончательное удаление защитного покрытия и улучшение чистоты поверхностей лопаток в торовой вибрационной установке в рабочем агенте типа керамических гранул известными способами;
- лопатки вынимают из контейнера установки и промывают в горячей воде;
- проводят специальный контроль ЛЮМ-1-ОВ на выявление микротрещин и других дефектов;
- производят дефектацию лопаток в соответствии с "Руководством по капитальному ремонту";
- производят ремонт, предусмотренный "Руководством по капитальному ремонту" (полирование, термообработку, глянцевание, контроль и т.д.) с обеспечением геометрических параметров и прочностных характеристик;
- подготавливают поверхности лопаток под нанесение покрытия из нитрида циркония в торовой вибрационной установке в керамических гранулах ПТ-5, смоченных следующим раствором: тринатрий фосфат - 80 г/л, кальцинированная сода - 100 г/л, нитрид натрия 100 г/л в течение 40 (+10) минут;
- нанесение покрытия из нитрида циркония осуществляют известным способом, например распылением в вакууме на установке МАП-1;
- после нанесения покрытия из нитрида циркония на лопатки производят его выравнивание в торовой вибрационной установке по вышеизложенной технологии подготовки поверхности в том же растворе, но в течение 20 минут;
- после выравнивания нанесенного покрытия производят его уплотнение в торовой вибрационной установке в полирующем растворе (7-12 г триэталомина на 1 литр воды или нафтеновое мыло на триэталомине) стальными шарами из ШХ-15 с чистотой не ниже 9 класса в течение 20 (+10) минут;
- отремонтированные лопатки направляют на участок сборки роторов компрессора.Gas turbine engines received for repair after the warranty or overhaul life has been developed are disassembled into components and parts, the repair of which is carried out as follows:
- the blades are loaded into the bath with any slightly alkaline solution in which they are cleaned from operational impurities;
- wash the blades in hot water;
- loosen the coating of zirconium nitride by installing blades in a bath with a solution of the following composition: chromic anhydride 5-10 g per 1 liter of water, nitric acid 100-140 g per 1 liter of water, hydrofluoric acid 9-12 g per 1 liter of water, the temperature of the solution is 20-30 o C. The blades are staggered to one side by the inlet edge at a distance between the inlet and outlet edges of the adjacent blades, not less than half the chord of the middle section of the blade, and include bubbling (air supply with a pressure that excludes solution spraying) . After the coating is swollen or exfoliated, the blades are removed from the bath and the clarification operation is performed in a 2-5% hydrochloric acid solution;
- make the final removal of the protective coating and improve the cleanliness of the surfaces of the blades in a torus vibration installation in a working agent such as ceramic granules by known methods;
- the blades are removed from the installation container and washed in hot water;
- carry out special control LUM-1-OV to identify microcracks and other defects;
- make the blades defective in accordance with the “Overhaul Manual”;
- make repairs provided for in the “Overhaul Manual” (polishing, heat treatment, glossing, inspection, etc.) with the provision of geometric parameters and strength characteristics;
- prepare the surface of the blades for coating of zirconium nitride in a torus vibrating installation in PT-5 ceramic granules moistened with the following solution: trisodium phosphate - 80 g / l, soda ash - 100 g / l, sodium nitride 100 g / l for 40 (+10) minutes;
- coating of zirconium nitride is carried out in a known manner, for example by spraying in vacuum at the MAP-1 installation;
- after applying a coating of zirconium nitride to the blades, it is aligned in a torus vibration installation using the above technology for surface preparation in the same solution, but within 20 minutes;
- after equalization of the applied coating, it is compacted in a torus vibrational installation in a polishing solution (7-12 g of triethalomine per 1 liter of water or naphthenic soap on triethalomine) with steel balls from ШХ-15 with a purity of at least grade 9 for 20 (+10) minutes
- the repaired blades are sent to the compressor rotor assembly area.

Результатом является исключение ручной операции полирования и увеличение количества допустимых ремонтов деталей за счет ограниченного съема металла при ремонте. Предлагаемый способ позволяет также исключить операцию обдувки лопаток электрокорундом для лучшей адгезии покрытия с основным материалом и повысить чистоту покрытия как минимум на один класс. The result is the elimination of manual polishing operations and an increase in the number of allowable parts repairs due to the limited removal of metal during repair. The proposed method also allows to exclude the operation of blasting the blades with electrocorundum for better adhesion of the coating with the base material and to increase the purity of the coating by at least one class.

Claims (2)

1. Способ ремонта деталей, преимущественно лопаток, газотурбинных двигателей, включающий удаление защитного покрытия, устранение дефектов, подготовку поверхности и нанесение нового защитного покрытия, отличающийся тем, что при ремонте деталей с защитным покрытием из нитрида циркония, перед удалением защитное покрытие размягчают до полного шелушения или вздутия, выдерживая лопатки в ванне с барботажем в растворе следующего состава, г на 1 л воды:
Хромовый ангидрид - 5-10
Азотная кислота - 100-140
Фтористоводородная кислота - 9-12
при температуре раствора 20-30oС, при этом устанавливают лопатки в ванне в шахматном порядке, ориентируя их в одну сторону входной кромкой и располагая их таким образом, что расстояние между входной и выходной кромками рядом расположенных лопаток не меньше половины хорды среднего сечения лопатки, а удаление защитного покрытия и подготовку поверхности под нанесение нового защитного покрытия осуществляют в торовой вибрационной установке обработкой керамическими гранулами, после нанесения нового защитного покрытия производят выравнивание его неровностей и уплотнение стальными шарами с чистотой поверхности не ниже 9 класса в торовой вибрационной установке в полирующем растворе.1. A method of repairing parts, mainly blades, gas turbine engines, including removing the protective coating, eliminating defects, preparing the surface and applying a new protective coating, characterized in that when repairing parts with a protective coating of zirconium nitride, the protective coating is softened before being peeled off before being removed or swelling, keeping the blades in a bubble bath in a solution of the following composition, g per 1 liter of water:
Chromic Anhydride - 5-10
Nitric acid - 100-140
Hydrofluoric acid - 9-12
at a solution temperature of 20-30 o C, while installing the blades in the bath in a checkerboard pattern, orienting them to one side with the input edge and arranging them so that the distance between the input and output edges of adjacent blades is not less than half the chord of the middle section of the blade, and the removal of the protective coating and surface preparation for applying a new protective coating is carried out in a torus vibrating installation by processing with ceramic granules, after applying a new protective coating, they are leveled e its irregularities and seal steel balls with a surface roughness not lower than grade 9 in the torus vibration installation in a polishing solution. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после размягчения защитного покрытия производят осветление поверхностей в 2-5% водном растворе соляной кислоты. 2. The method according to claim 1, characterized in that after softening the protective coating, the surfaces are clarified in a 2-5% aqueous hydrochloric acid solution.
RU2001106475A 2001-03-14 2001-03-14 Method for repairing parts, mainly vanes of gas turbine engines RU2205734C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106475A RU2205734C2 (en) 2001-03-14 2001-03-14 Method for repairing parts, mainly vanes of gas turbine engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106475A RU2205734C2 (en) 2001-03-14 2001-03-14 Method for repairing parts, mainly vanes of gas turbine engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001106475A RU2001106475A (en) 2003-01-27
RU2205734C2 true RU2205734C2 (en) 2003-06-10

Family

ID=29209379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001106475A RU2205734C2 (en) 2001-03-14 2001-03-14 Method for repairing parts, mainly vanes of gas turbine engines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205734C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545975C1 (en) * 2013-12-05 2015-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Removal method of zirconium nitride coating from substrate out of titanium or titanium alloys

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545975C1 (en) * 2013-12-05 2015-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Removal method of zirconium nitride coating from substrate out of titanium or titanium alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6725540B2 (en) Method for repairing turbine engine components
US20080028605A1 (en) Weld repair of metallic components
EP1563945A2 (en) Repair of article by laser cladding
US20070131255A1 (en) Method for removing a layer area of a component
US20020076573A1 (en) Vapor deposition repair of superalloy articles
EP1013798B1 (en) Thermal barrier coating removal process
JP2001003184A (en) Method for removing aluminide coating from substrate
US20060254681A1 (en) Bare metal laser shock peening
WO2019037410A1 (en) Method for repairing abraded bearing
EP1437425A1 (en) Method for removing aluminide coating from metal substrate and turbine engine part so treated
CN111593399B (en) Method for controlling recrystallization of single crystal high-temperature alloy
KR100204198B1 (en) Sliding member and method of preparation
US20090235526A1 (en) Method for the manufacture of a welded blisk drum
CN1584118A (en) Upgrading of aluminide coating on used turbine engine component
CN104593720A (en) Sand erosion resistant composite coating for aero-engine compressor blades and preparation method of composite coating
US20080178907A1 (en) Method for treating a thermally loaded component
RU2205734C2 (en) Method for repairing parts, mainly vanes of gas turbine engines
JP2002527623A (en) SUPERALLOY COMPONENT HAVING COATING UNCONSTRAINED BY GRINDING SAND AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
US8354146B2 (en) Methods for repairing gas turbine engine components
EP2104591B1 (en) Process for surface preparation of parts to be coated
CN114535186A (en) Method for regenerating a component in a cavity of a PECVD or DRY ETCH apparatus
CN113043077A (en) Thermal barrier coating finishing process method
CN114559373A (en) Method for repairing damage of through holes of aluminum alloy part
CN113957378A (en) Coating repair method for turbine blade
US8127442B2 (en) Compressor blade flow form technique for repair

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120315