RU2365466C1 - Method for protection of blade surface - Google Patents

Method for protection of blade surface Download PDF

Info

Publication number
RU2365466C1
RU2365466C1 RU2007146966/02A RU2007146966A RU2365466C1 RU 2365466 C1 RU2365466 C1 RU 2365466C1 RU 2007146966/02 A RU2007146966/02 A RU 2007146966/02A RU 2007146966 A RU2007146966 A RU 2007146966A RU 2365466 C1 RU2365466 C1 RU 2365466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
isostatic pressing
hot isostatic
suspension
ceramic shell
Prior art date
Application number
RU2007146966/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Александрович Поклад (RU)
Валерий Александрович Поклад
Ольга Геннадиевна Оспенникова (RU)
Ольга Геннадиевна Оспенникова
Михаил Романович Орлов (UA)
Михаил Романович Орлов
Юрий Павлович Шкретов (RU)
Юрий Павлович Шкретов
Лидия Ивановна Рассохина (RU)
Лидия Ивановна Рассохина
Лариса Александровна Ковтун (RU)
Лариса Александровна Ковтун
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ")
Priority to RU2007146966/02A priority Critical patent/RU2365466C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365466C1 publication Critical patent/RU2365466C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes, metal working.
SUBSTANCE: invention is related to machine building, in particular, to surface protection in repair of cooled and non-cooled blades of stationary power sets of aviation gas-turbine engines by method of hot isostatic pressing. Prior to performance of hot isostatic pressing, suspension is applied onto blade surface based on microslice powders from fused corundum with different granularity and organosilicon binder. Drying is carried out with further annealing, and protective ceramic shell is obtained.
EFFECT: improved quality of blades repair due to provision of blade contact surfaces protection against oxidation at operation of hot isostatic pressing.
5 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области ремонта, в частности к ремонту охлаждаемых и неохлаждаемых лопаток стационарных энергетических установок авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) методом горячего изостатического прессования (ГИП).The invention relates to the field of repair, in particular to the repair of cooled and uncooled blades of stationary power plants of aircraft gas turbine engines (GTE) by hot isostatic pressing (GUI).

Известен способ защиты поверхности лопаток турбины газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов при ГИП (RU №2184178, C23F 17/00, опубл. 27.06.2002 г.). Согласно указанному способу для защиты поверхности лопаток на их наружную и внутреннюю поверхность наносят диффузионное защитное покрытие определенной толщины. Однако нанесение такого покрытия на лопатку приводит к изменению геометрических размеров и соответственно механических свойств поверхностного слоя, что требует последующей механической обработки, что ведет к повышению трудоемкости и стоимости ремонта.A known method of protecting the surface of the turbine blades of gas turbine engines made of heat-resistant nickel alloys during ISU (RU No. 2184178, C23F 17/00, publ. June 27, 2002). According to the specified method, to diffuse the surface of the blades, a diffusion protective coating of a certain thickness is applied to their outer and inner surfaces. However, the application of such a coating on the blade leads to a change in the geometric dimensions and, accordingly, the mechanical properties of the surface layer, which requires subsequent machining, which leads to an increase in the complexity and cost of repairs.

Известен способ защиты поверхности лопаток в процессе ГИП, выбранный в качестве наиболее близкого аналога, включающий применение засыпки из порошка огнеупорных окислов с металлическим наполнителем из металлов, вступающих в реакцию с кислородом, содержащимся в атмосфере газостата (RU №2252110, B22F 3/15, опубл. 20.05.2005 г.). Недостатком известного способа является высокая газопроницаемость порошковой засыпки, не обеспечивающая защиту контактных поверхностей лопаток в процессе ГИП.A known method of protecting the surface of the blades during the GUI, selected as the closest analogue, including the use of a powder of refractory oxide powders with a metal filler of metals that react with oxygen contained in the atmosphere of the gas bath (RU No. 2252110, B22F 3/15, publ. May 20, 2005). The disadvantage of this method is the high gas permeability of the powder filling, which does not protect the contact surfaces of the blades during the GUI.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение качества ремонта лопаток за счет обеспечения защиты контактных поверхностей лопатки от окисления на операции ГИП.The technical result to which the invention is directed is to improve the quality of repair of the blades by protecting the contact surfaces of the blades from oxidation during GUI operations.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе защиты поверхности лопатки перед проведением ГИП на поверхность лопатки наносят суспензию на основе микрошлифпорошков из электрокорунда с различной зернистостью и кремнеорганического связующего, затем производят сушку с последующим обжигом, получая защитную керамическую оболочку.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of protecting the surface of the scapula, before suspension is applied, a suspension is applied to the surface of the scapula based on microsilica powders from electrocorundum with different grain sizes and organosilicon binder, then drying is carried out, followed by firing, to obtain a protective ceramic shell.

В качестве кремнеорганического связующего можно использовать LUDOX-SK. Использование данного связующего позволяет обеспечить более прочную защитную керамическую оболочку.As an organosilicon binder, LUDOX-SK can be used. The use of this binder allows you to provide a more durable protective ceramic shell.

При этом суспензию можно нанести послойно, выполняя между операциями нанесения слоев сушку при температуре до 100°С. Производить сушку при более высоких температурах нецелесообразно, поскольку произойдет вскипание воды, что может привести к образованию пористости защитной керамической оболочки.In this case, the suspension can be applied layer by layer, performing drying between the operations of applying the layers at a temperature of up to 100 ° C. Drying at higher temperatures is impractical, since water will boil, which can lead to the formation of porosity of the protective ceramic shell.

Обжиг можно произвести при температуре до 1000°С. Проведение обжига при более высоких температурах может привести к окислению поверхностного слоя лопатки.Firing can be done at temperatures up to 1000 ° C. Firing at higher temperatures can lead to oxidation of the surface layer of the blade.

После выполнения операции ГИП защитную керамическую оболочку можно удалить в расплаве бифторида калия и/или водном растворе щелочей.After performing the ISU operation, the protective ceramic shell can be removed in the molten potassium bifluoride and / or aqueous alkali solution.

Удаление защитной керамической оболочки в расплаве бифторида калия и/или водном растворе щелочей позволит более качественно очистить поверхность лопатки.Removing the protective ceramic shell in the molten potassium bifluoride and / or aqueous alkali solution will allow a better cleaning of the surface of the scapula.

Такое техническое решение позволяет повысить качество ремонта лопаток за счет обеспечения защиты контактных поверхностей лопатки от окисления на операции ГИП.This technical solution allows to improve the quality of repair of the blades by ensuring the protection of the contact surfaces of the blades from oxidation during GUI operations.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана структура поверхностного слоя елочного элемента хвостовика лопатки ТВД после отработки ресурса на двигателе.Figure 1 shows the structure of the surface layer of the Christmas tree element of the shank of the blade of the theater of operations after working out the resource on the engine.

На фиг.2 показана структура поверхностного слоя елочного элемента хвостовика лопатки ТВД из сплава ЖС6У-ВИ после ремонта в соответствии с заявленным способом.Figure 2 shows the structure of the surface layer of the Christmas tree element of the shank of the blade of the fuel assembly from the alloy ZhS6U-VI after repair in accordance with the claimed method.

Пример реализации заявленного изобретения.An example implementation of the claimed invention.

Ремонт комплекта рабочих лопаток турбины высокого давления (ТВД) из сплава ЖС6У-ВИ после отработки ресурса на двигателе выполнили с защитой контактных поверхностей елочного элемента хвостовика лопатки по заявляемому способу.Repair of a set of working blades of a high-pressure turbine (TVD) from the ZhS6U-VI alloy after working out the resource on the engine was performed with the protection of the contact surfaces of the Christmas tree element of the shank of the blade according to the claimed method.

Перед выполнением ремонта был проведен анализ состояния контактных поверхностей елочного элемента хвостовика лопатки. В результате выполненных исследований установлено, что на контактных поверхностях елочного элемента хвостовика лопатки отмечается обеднение сплава в результате длительной эксплуатации лопаток в условиях воздействия высоких температур и наклеп слоя металла толщиной до 5 мкм в результате фреттинга.Before performing the repair, an analysis was made of the state of the contact surfaces of the Christmas tree element of the shank of the blade. As a result of the studies, it was found that on the contact surfaces of the Christmas tree element of the shank of the blade, the alloy is depleted as a result of long-term operation of the blades under high temperatures and the metal layer is hardened up to 5 μm thick as a result of fretting.

Для защиты контактных поверхностей елочного элемента хвостовика лопатки изготовили суспензию.To protect the contact surfaces of the Christmas tree element of the shank of the blade, a suspension was made.

Например, на основе 3-х микрошлифпорошков из электрокорунда с различной зернистостью при следующем соотношении (мас.%):For example, based on 3 micro-grinding powders made of electrocorundum with different grain sizes in the following ratio (wt.%):

электрокорунд F36electrocorundum F36 3535 электрокорунд F60electrocorundum F60 4040 электрокорунд F220electrocorundum F220 2525

и кремнеорганического связующего LUDOX-SK в пропорции к массе смеси порошков электрокорунда 1:3,5. Состав перемешивали до получения однородной суспензии.and organosilicon binder LUDOX-SK in proportion to the weight of the mixture of electrocorundum powders 1: 3,5. The composition was mixed until a homogeneous suspension.

Данную суспензию нанесли на поверхность елочного элемента хвостовика лопатки и после сушки лопаток при температуре 25°С в течение 8 часов при относительной влажности воздуха 40% провели обжиг защитной керамической оболочки по режиму 1000°С, 8 часов.This suspension was applied to the surface of the Christmas tree element of the shank of the blade and after drying the blades at a temperature of 25 ° C for 8 hours at a relative humidity of 40%, the protective ceramic shell was fired according to the regime of 1000 ° C for 8 hours.

Лопатки, защищенные вышеуказанным способом, прошлиThe blades protected by the above method have passed

- операцию ГИП по режиму - температура 1210°С, давление 160 МПа, время выдержки 2,5 часа;- GUI operation according to the mode - temperature 1210 ° С, pressure 160 MPa, holding time 2.5 hours;

- удаление защитной керамической оболочки методом обработки в расплаве бифторида калия;- removal of the protective ceramic shell by processing in a melt potassium bifluoride;

- подготовку поверхности лопаток под нанесение защитного жаростойкого покрытия;- preparation of the surface of the blades for applying a protective heat-resistant coating;

- нанесение жаростойкого защитного покрытия на наружную поверхность пера и внутреннюю поверхность охлаждаемых каналов методом двухстадийного порошкового хромоалитирования с защитой елочного элемента хвостовиков лопаток металлическими колпачками.- applying a heat-resistant protective coating on the outer surface of the pen and the inner surface of the cooled channels by the method of two-stage powder chromoalitization with the protection of the Christmas tree element of the shank of the blades with metal caps.

Применение заявленного способа позволило повысить работоспособность и надежность лопаток ГТД, а также снизить затраты на проведение ремонта за счет обеспечения защиты контактных поверхностей елочного элемента хвостовика лопаток с использованием защитной керамической оболочки на основе электрокорунда, позволившей предотвратить окисление контактных поверхностей на операции ГИП (фиг.2).The application of the claimed method allowed to increase the efficiency and reliability of the GTE blades, as well as reduce the cost of repairs by protecting the contact surfaces of the Christmas tree element of the shank of the blades using a protective ceramic shell based on electrocorundum, which prevented the oxidation of contact surfaces during the GUI operation (Fig. 2) .

Claims (5)

1. Способ защиты поверхности лопатки турбины при горячем изостатическом прессовании (ГИП), отличающийся тем, что перед проведением горячего изостатического прессования на поверхность лопатки наносят суспензию на основе микрошлифпорошков из электрокорунда с различной зернистостью и кремнеорганического связующего, а затем производят сушку с последующим обжигом для получения защитной керамической оболочки.1. A method of protecting the surface of a turbine blade during hot isostatic pressing (GUI), characterized in that before carrying out hot isostatic pressing, a suspension is applied to the surface of the blade using microsilica powders from electrocorundum with different grain sizes and organosilicon binder, and then drying is carried out followed by firing to obtain protective ceramic shell. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнеорганического связующего используют LUDOX-SK.2. The method according to claim 1, characterized in that LUDOX-SK is used as an organosilicon binder. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензию наносят послойно с выполнением между операциями нанесения слоев сушки при температуре до 100°С.3. The method according to claim 1, characterized in that the suspension is applied in layers with the execution between the operations of applying the layers of drying at temperatures up to 100 ° C. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что обжиг проводят при температуре до 1000°С.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the firing is carried out at a temperature of up to 1000 ° C. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после выполнения операции ГИП защитную керамическую оболочку удаляют в расплаве бифторида калия и/или водном растворе щелочей. 5. The method according to claim 1, characterized in that after the operation of the ISU, the protective ceramic shell is removed in the molten potassium bifluoride and / or aqueous alkali solution.
RU2007146966/02A 2007-12-20 2007-12-20 Method for protection of blade surface RU2365466C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146966/02A RU2365466C1 (en) 2007-12-20 2007-12-20 Method for protection of blade surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146966/02A RU2365466C1 (en) 2007-12-20 2007-12-20 Method for protection of blade surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2365466C1 true RU2365466C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41149763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146966/02A RU2365466C1 (en) 2007-12-20 2007-12-20 Method for protection of blade surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365466C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3540099A1 (en) * 2013-04-19 2019-09-18 United Technologies Corporation Regenerating an additively manufactured component

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3540099A1 (en) * 2013-04-19 2019-09-18 United Technologies Corporation Regenerating an additively manufactured component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2414547C2 (en) Procedure for processing top of turbine blade and turbine blade processed by such procedure
KR101372342B1 (en) Method for manufacturing an abrasive coating on a gas turbine component
US9133537B2 (en) Superalloy component and method of improving the same
CN108101533B (en) Preparation method of ceramic target material for thermal barrier coating
KR101618919B1 (en) Method for producing a heat-shielding coating, turbine member provided with said heat-shielding coating, and gas turbine
US20160199930A1 (en) Combined braze and coating method for fabrication and repair of mechanical components
EP2716872B1 (en) Coated components comprising a silicon-based substrate and a porous thermal barrier coating
JP2006193828A (en) Heat-shielding coating material, heat-shielding member, heat-shielding coating member, and method for production of the heat-shielding coating member
US11312664B2 (en) Ceramic heat shields having a reaction coating
RU2375499C2 (en) Method of producing multi-layer heat protecting coating on parts out of heat resistant alloys
RU2365466C1 (en) Method for protection of blade surface
CN107148493A (en) Thermal barrier coating and turbine component
KR101769750B1 (en) Method for in-situ manufacturing thermal barrier coating having pore-graded structure and property gradient
RU2018116414A (en) GAS-TURBINE ENGINE DETAIL CONTAINING A PROTECTIVE CERAMIC COATING, METHOD FOR PRODUCING AND USING SUCH DETAIL
RU2606285C2 (en) Method for processing gas turbine components by means of welding (versions) and processed component
RU2766404C1 (en) Multi-layer heat-resistant coating on parts of heat resistant alloys
CN105154871A (en) Laser manufacturing method for preparing TiAl-based alloy gradient flame-resistant materials on titanium alloy
Min et al. Fabrication and characterization of additive manufactured nickel-based ODS coating layer for high temperature application
RU2556178C1 (en) Method to protect surface of turbine blade casts at thermal treatment
CN105887080A (en) Accident fault-tolerant nuclear fuel cladding TiCrNiAlSi/ZrC coating and preparation method
KR101249729B1 (en) Manufacturing method of mo-si-b alloy with high oxidation resistance and product of mo-si-b alloy by using the same
CA3013304C (en) Method for implementing abradable coating
KR101451909B1 (en) A thick thermal barrier coating layer having interfacial stability and method for manufacturing the same
JP5905355B2 (en) Method for producing gas turbine blades for power generation
CN110923621A (en) Protective coating for aluminum-chromium co-infiltration and preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20151102

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190731