WO2005072884A1 - Verfahren zur entfernung einer schicht - Google Patents

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WO2005072884A1
WO2005072884A1 PCT/EP2005/000405 EP2005000405W WO2005072884A1 WO 2005072884 A1 WO2005072884 A1 WO 2005072884A1 EP 2005000405 W EP2005000405 W EP 2005000405W WO 2005072884 A1 WO2005072884 A1 WO 2005072884A1
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Georg Bostanjoglo
Stefan Krause
Michael Ott
Ralph Reiche
Jan Steinbach
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

Definitions

  • FIG. 6 shows a gas turbine
  • FIG. 7 a combustion chamber
  • FIG. 3 shows a component 1 with a corrosion product 10 after the corrosion product 10 has been damaged by a pretreatment according to the invention.
  • FIG. 5 shows further damage in the corrosion product 10 according to the method according to the invention. If, for example, the material of the corrosion product 10 has been melted, the material contracts again when it cools down, so that mechanical stresses occur which may lead to crack formation.
  • Each turbine stage 112 is formed from two blade rings. Seen in the flow direction of a working medium 113, a row 125 of guide vanes is followed by a row 125 formed from rotor blades 120 in the hot gas channel 111.
  • the combustion chamber 110 is designed for a comparatively high temperature of the working medium M of approximately 1000 ° C. to 1600 ° C.
  • the combustion chamber wall 153 is provided on its side facing the working medium M with an inner lining formed from heat shield elements 155.
  • Each heat shield element 155 is equipped on the working medium side with a particularly heat-resistant protective layer or is made of high-temperature resistant material. Due to the high temperatures inside the combustion chamber 110, a cooling system is also provided for the heat shield elements 155 or for their holding elements.
  • FIG. 9 shows an example of a steam turbine 300, 303 with a turbine shaft 309 extending along an axis of rotation 306.

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Abstract

Verfahren zur Entfernung einer Schicht Bauteile mit Korrosionsprodukten werden oft wieder verwendet, wobei das Korrosionsprodukt (10) entfernt werden muss. Dies dauert nach dem Stand der Technik sehr lange, da die Reaktionszeiten mit dem Korrosionsprodukt oft sehr lang sind. Erfindungsgemäß wird das Korrosionsprodukt durch einen Salzangriff vorbehandelt, um eine größere Angriffsfläche zu erzeugen, so dass die Entfernung des Korrosionsprodukts (10) schneller erfolgen kann. Für den Salzangriff wird Natriumsulfat (Na2SO4) und/oder Kobaltsulfat (CoSO4) verwendet.

Description

Verfahren zur Entfernung einer Schicht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung einer Schicht gemäß Anspruch 1.
Bauteile, wie z.B. Turbinenschaufeln, weisen beispielsweise nach dem Einsatz Korrosionsprodukte wie z.B. Oxide, Sulfide, Nitride, Karbide, Phosphate usw. auf, die eine Schicht bil- den.
Solche Bauteile können nach ihrem Einsatz wieder eingesetzt werden, wenn u.a. die Korrosionsprodukte entfernt worden sind.
Die komplette Entfernung der Korrosionsprodukte geschieht beispielsweise durch Sandstrahlen, was aber zu einer Schädigung des Substrats führen kann.
Ebenso ist es möglich das Bauteil komplett mittels Säurestrippen oder Fluorionenreinigung (fluor ion cleaning (FIC) ) zu behandeln.
Dies ist jedoch sehr zeitaufwändig, da die Korrosionsprodukte gegenüber der Säure oder dem Fluor und/oder Fluorid teilweise mit der Zeit zu geringe Abtragungsraten aufweisen.
Die US-PS 5,575,858 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung eines Entfernungsbereichs, insbesondere eines Korrosionsproduktes eines Bauteils, bei dem der Entfernungsbereich vor einer Endreinigung vorgehandelt wird, so dass eine Schädigung des Entfernungsbereichs erfolgt, so dass dann eine Abtragungsrate in der Endreinigung des Entfernungsbereichs größer ist als ohne die Schädigung des Entfernungsbereichs .
Ähnliche Verfahren sind in der US-PS 4,439,241, US-PS 5,464,479 sowie der EP 1 013 797 offenbart. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem die Entfernung von Schichten auf einem Bauteil erleichtert und damit zeitlich verkürzt wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgelistet.
Die in den Unteransprüchen aufgelisteten Maßnahmen können in vorteilhafter Art und Weise miteinander kombiniert werden.
Die Erfindung ist schematisch anhand der Figuren erläutert.
Es zeigen
Figur 1 ein Bauteil mit einem Korrosionsprodukt,
Figur 2 schematisch die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, die Figuren 3, 4, 5 das Bauteil nach Durchführung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens,
Figur 6 eine Gasturbine,
Figur 7 eine Brennkammer,
Figur 8 eine Turbinenschaufel und
Figur 9 eine Dampfturbine.
Figur 1 zeigt ein Bauteil 1, das mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren behandelt werden kann.
Das Bauteil 1 besteht aus einem keramischen oder metallischen Substrat 4 (Grundkörper) , das beispielsweise, insbesondere für Turbinen, eine kobalt-, eisen- oder nickelbasierte Super- legierung ist.
Das Bauteil 1 ist beispielsweise eine Leit- 130 oder Laufschaufel 120 (Figur 6, 8) einer Gas- 100 (Figur 6), einer Dampfturbine 300, 303 (Figur 9) , oder einer Flugzeugturbine, eine Brennkammerauskleidung 155 (Fig. 7) oder ein anderes heißgasbeaufschlagtes Bauteil einer Turbine. Das Bauteil 1 kann entweder neu hergestellt oder wiederaufgearbeitet sein.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Bauteile 1 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schichten (Wärmedämmschicht) getrennt werden und Korrosions- und Oxidationspro- dukte entfernt werden. Gegebenenfalls müssen noch Risse repariert werden. Danach kann ein solches Bauteil 1 wieder beschichtet werden; dies ist besonders vorteilhaft, da der Grundkörper sehr teuer ist.
Das Bauteil 1 kann für den Einsatz zumindest eine keramische oder metallische Schicht auf der Oberfläche 13 aufweisen, wie z.B. eine MCrAlX-Schicht und/oder eine darauf liegende Wärme- dämmschicht, die in einem ersten Verfahrensschritt grob entfernt werden kann.
Auch die MCrAlX-Schicht kann den Entfernungsbereich 10 darstellen, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wird.
Im folgenden wird der Entfernungsbereich 10 als Korrosionsprodukt 10 (Korrosionsschicht 10) betrachtet. Der Entfernungsbereich 10 kann aber ebenso eine funktionstüchtige Schicht ohne Korrosionsprodukte sein. Der Entfernungsbereich 10 kann eine metallische und/oder keramische Schicht sein, wobei die Schicht metallisch sein kann und Korrosionsprodukte aufweist.
Das Korrosionsprodukt 10, beispielsweise ein Oxid, ein Sulfid, ein Nitrid, ein Phosphid oder ein Karbid usw. kann auf einer Oberfläche 13 des Bauteils 1 oder in einem Riss 7 des Bauteils 1 vorhanden sein.
Die Korrosionsprodukte 10 müssen aus dem Riss 7 oder von der Oberfläche 13 entfernt werden, damit der Riss 7 mit einem Lot oder Schweißgut aufgefüllt werden kann und die Oberfläche 13 erneut beschichtet werden kann. Korrosionsprodukte 10 würden ansonsten eine gute Haftung des Lots oder einer erneuten Beschichtung verhindern oder zumindest verringern.
Das Korrosionsprodukt 10 nach dem Stand der Technik weist eine bestimmte Abtragungsrate (Masse pro Zeit) auf, wenn es beispielsweise nach dem FIC-Verfahren gereinigt wird. Diese Abtragungsrate ist jedoch zu gering und kann nach einer gewissen Zeit sogar null betragen.
Figur 2 zeigt schematisch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Auf das Korrosionsprodukt 10 wird, um dieses zu schädigen, beispielsweise ein Material 16, beispielsweise ein Salz 16 aufgebracht, das mit dem Korrosionsprodukt 10 chemisch reagieren kann, um den Entfernungsbereich 10 zu schädigen. Als Salz wird vorzugsweise Na2S04 (Natriumsulfat) und/oder CoS0 (Kobaltsulfat) verwendet. Weitere Salze oder Kombinati- onen sind denkbar.
Insbesondere mit diesen Salzen können die Korrosionsprodukte Aluminiumoxid und/oder Kobaltoxid und/oder Titanoxid der Metalle Titan, Aluminium und/oder Kobalt, die in der Legierung (beispielsweise Superlegierung) des Substrats 4 enthal- ten sind, sehr gut entfernt werden.
Ebenso kann direkt eine Salzschmelze in dem Riss 7 oder auf das Korrosionsprodukt 10 aufgebracht werden oder das Bauteil 1 wird in eine Salzschmelze eingetaucht.
Ebenso ist es möglich, dass Salz in Form eines Schlickers in den Riss 7 und auf der Oberfläche 13 aufzutragen. Bei großflächigen Anwendungen eignet sich das Auflegen einer Folie, die das Material 16 oder Salz 16 enthält.
Das Salz 16 kann beispielsweise mittels eines Lasers 19 und seiner Laserstrahlen 22 insbesondere lokal erwärmt werden, so dass eine chemische Reaktion des Salzes 16 mit dem Korrosionsprodukt 10 oder ein Thermoschock erfolgt.
Die Erwärmung kann auch durch elektromagnetische Induktion erfolgen, insbesondere dann, wenn das Substrat 4 metallisch ist . Die Erwärmung des Bauteils 1 kann mittels Induktion oder mit- tels einer Lichtquelle, beispielsweise mittels Laser beispielsweise lokal erfolgen, indem der Laser 19 mit dem Laserstrahl 22 nur in den Riss 7 hineinstrahlt. Die lokale Erwärmung kann auch mittels durchstimmbarer Mikrowellen erfolgen. Durchstimmbar bedeutet, dass unter anderem die Wellenlänge und Intensität verändert werden können.
Figur 3 zeigt ein Bauteil 1 mit einem Korrosionsprodukt 10 nach der Schädigung des Korrosionsproduktes 10 durch eine erfindungsgemäße Vorbehandlung.
Durch die Vorbehandlung werden Risse 25 erzeugt, die ausgehend von der Oberfläche 14 der Schicht 10 in Richtung Substrat 4 verlaufen, so dass eine größere Angriffsfläche des Korrosionsprodukts 10 gegenüber der Säure und/oder den Fluorionen usw. gegeben ist.
Auch mittels Laserstrahlen, Hochdruckwasserstrahlen, Sandstrahlen, insbesondere mit groben Körnern, können auch solche Risse 25 erzeugt werden. Die Intensität und Dauer der Sandstrahlbehandlung muss jedoch so eingestellt werden, dass das Substrat 4 nicht erreicht wird und das Korrosionsprodukt 10 nur teilweise entfernt wird.
In einem abschließenden Verfahrensschritt wird das Bauteil 1 einer Endreinigung mittels einer Säure- oder Fluorionenbe- handlung unterzogen, die zur vollständigen Entfernung des
Korrosionsprodukts 10 führt, da durch die Schädigung des Korrosionsprodukts 10 die Abtragungsrate beim FIC oder einem anderen Verfahren deutlich erhöht ist und keine deutliche Verringerung der Abtragungsrate mit der Zeit eintritt.
Figur 4 zeigt eine weitere Möglichkeit um eine Schädigung des Korrosionsprodukts 10 zu erreichen.
Das Korrosionsprodukt 10, das auf einer Oberfläche 13 des Substrats 4 aufliegt wird einem Thermoschock unterzogen. Der Thermoschock kann durch Eintauchen in ein heißes Metalloder Salzbad oder durch schnelle Erwärmung mittels Elektronenstrahlen oder eines Lasers 28 erfolgen.
Bei dem Thermoschock kann das Korrosionsprodukt 10 auch teil- weise aufgeschmolzen werden.
Figur 5 zeigt weitere Schädigungen im Korrosionsprodukt 10 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Wenn das Material des Korrosionsprodukts 10 beispielsweise aufgeschmolzen wurde, zieht sich das Material beim Abkühlen wieder zusammen, so dass mechanische Spannungen auftreten, die gegebenenfalls zu einer Rissbildung führen.
Neben Rissen 25 in der Oberfläche des Korrosionsprodukts 10 können auch Risse 31 innerhalb des Korrosionsprodukts 10 erzeugt werden.
Ebenso können sich Delaminationen 34 zwischen dem Korrosions- produkt 10 und einer Oberfläche 13, auf der das Korrosionsprodukt 10 aufliegt, bilden.
Das Besondere an dem Verfahren ist es, dass das durch Korrosionsprodukte 10 geschädigte und zu reparierende Bauteil 1 mit den Korrosionsprodukten 10 nochmals im Bereich der Korrosionsprodukte 10 geschädigt wird.
Die Figur 6 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt.
Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 drehgelagerten Rotor 103 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine beispielsweise torusartige
Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer 106, mit mehre- ren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109.
Die Ringbrennkammer 106 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinandergeschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108.
Jede Turbinenstufe 112 ist aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.
Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Innengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind. An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt) .
Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brenn- kammer 110 verbrannt.
Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschau- fein 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.
Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unterliegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 106 auskleidenden Hitzeschildsteinen am meisten thermisch belastet.
Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, werden diese mittels eines Kühlmittels gekühlt. Ebenso können die Substrate eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur) . Als Material werden eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Superlegierungen verwendet. Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe) , Kobalt (Co) , Nickel (Ni) , X steht für Yttrium (Y) und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden) und Wärme durch eine Wärmedämmschicht aufweisen. Die Wärmedämmschicht besteht beispielsweise Zr02, Y204-Zr02, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid. Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronen- strahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
Trotz der Schutzschichten können sich Korrosionsprodukte 10 auf dem Bauteil bilden. Für eine Wiederaufarbeitung (Refur- bishment) müssen die Korrosionsprodukte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt werden, wenn das Bauteil neu beschichtet werden soll.
Ggf. werden dann noch Risse in dem Substrat des Bauteils reparier .
Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt . Die Figur 7 zeigt eine Brennkammer 110 einer Gasturbine. Die Brennkammer 110 ist beispielsweise als so genannte Ringbrennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Um- fangsrichtung um die Turbinenwelle 103 herum angeordneten Brennern 102 in einen gemeinsamen Brennkammerraum münden.
Dazu ist die Brennkammer 110 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um die Turbinenwelle 103 herum positioniert ist.
Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Brennkammer 110 für eine vergleichsweise hohe Temperatur des Arbeitsmediums M von etwa 1000°C bis 1600°C ausgelegt. Um auch bei diesen, für die Materialien ungünstigen Betriebsparametern eine vergleichsweise lange Betriebsdauer zu ermög- liehen, ist die Brennkammerwand 153 auf ihrer dem Arbeitsmedium M zugewandten Seite mit einer aus Hitzeschildelementen 155 gebildeten Innenauskleidung versehen. Jedes Hitzeschildelement 155 ist arbeitsmediumsseitig mit einer besonders hitzebeständigen Schutzschicht ausgestattet oder aus hochtempe- raturbeständigem Material gefertigt. Aufgrund der hohen Temperaturen im Inneren der Brennkammer 110 ist zudem für die Hitzeschildelemente 155 bzw. für deren Halteelemente ein Kühlsystem vorgesehen.
Die Materialien der Brennkammerwand und deren Beschichtungen können ähnlich der Turbinenschaufeln 120, 130 sein.
Die Brennkammer 110 ist insbesondere für eine Detektion von Verlusten der Hitzeschildelemente 155 ausgelegt. Dazu sind zwischen der Brennkammerwand 153 und den Hitzeschildelementen 155 eine Anzahl von Temperatursensoren 158 positioniert.
Figur 8" 'zeigt! in perspektivischer Ansicht eine Schaufel 120, 130, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt.
Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 aufeinander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schau elplattform 403 sowie einen Schaufelblattbereich 406 auf. Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an der Welle dient. Der Schaufelfuß 183 ist als Hammer- köpf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen, beispielsweise als Tannenbaum- oder Schwalbenschwanzfuß sind möglich. Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Bereichen 400, 403, 406 der Laufschaufel 120, 130 massive metallische Werkstoffe verwendet. Die Laufschaufei 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.
In Figur 9 ist beispielhaft eine Dampfturbine 300, 303 mit einer sich entlang einer Rotationsachse 306 erstreckenden Turbinenwelle 309 dargestellt.
Die Dampfturbine weist eine Hochdruck-Teilturbine 300 und eine Mitteldruck-Teilturbine 303 mit jeweils einem Innenge- häuse 312 und einem dieses umschließendes Außengehäuse 315 auf. Die Hochdruck-Teilturbine 300 ist beispielsweise in Topfbauart ausgeführt. Die Mitteldruck-Teilturbine 303 ist zweiflutig ausgeführt. Es ist ebenfalls möglich, dass die Mitteldruck-Teilturbine 303 einflutig ausgeführt ist. Entlang der Rotationsachse 306 ist zwischen der Hochdruck-Teilturbine 300 und der Mitteldruck-Teilturbine 303 ein Lager 318 angeordnet, wobei die Turbinenwelle 309 in dem Lager 318 einen Lagerbereich 321 aufweist. Die Turbinenwelle 309 ist auf einem weiteren Lager 324 neben der Hochdruck-Teilturbine 300 aufgelagert. Im Bereich dieses Lagers 324 weist die Hochdruck-Teilturbine 300 eine Wellendichtung 345 auf. Die Turbinenwelle 309 ist gegenüber dem Außengehäuse 315 der Mitteldruck-Teilturbine 303 durch zwei weitere Wellendichtungen 345 abgedichtet. Zwischen einem Hochdruck-Dampfeinströmbereich 348 und einem Dampfaustrittsbereich 351 weist die Turbinenwelle 309 in der Hochdruck-Teilturbine 300 die Hochdruck- Laufbeschaufelung 354, 357 auf. Diese Hochdruck-Laufbeschau- felung 354, 357 stellt mit den zugehörigen, nicht näher dargestellten Laufschaufeln einen ersten Beschaufelungsbereich 360 dar. Die Mitteldruck-Teilturbine 303 weist einen zentralen Dampfeinströmbereich 333 auf. Dem Dampfeinströmbereich 333 zugeordnet weist die Turbinenwelle 309 eine radialsyπunet- rische Wellenabschirmung 363, eine Abdeckplatte, einerseits zur Teilung des Dampfstromes in die beiden Fluten der Mitteldruck-Teilturbine 303 sowie zur Verhinderung eines direkten Kontaktes des heißen Dampfes mit der Turbinenwelle 309 auf. Die Turbinenwelle 309 weist in der Mitteldruck-Teilturbine 303 einen zweiten Beschaufelungsbereich 366 mit den Mitteldruck-Laufschaufeln 354, 342 auf. Der durch den zweiten Beschaufelungsbereich 366 strömende heiße Dampf strömt aus der Mitteldruck-Teilturbine 303 aus einem Abströmstutzen 369 zu einer strömungstechnisch nachgeschalteten, nicht dargestellten Niederdruck-Teilturbine.
Auch die Bauteile der Dampfturbine 300, 303 weisen Schutzschichten und/oder Korrosionsprodukte 10 auf, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfernt werden, bevor eine Wiederaufarbeitung der Bauteile erfolgen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Entfernung eines Entfernungsbereichs (1.0), insbesondere eines Korrosionsprodukts (10) , eines Bauteils (1), bei dem der Entfernungsbereich (10) vor einer Endreinigung so vorbehandelt wird, dass eine Schädigung des Entfernungsbereichs (10) erfolgt, indem eine größere Angriffsfläche durch einen Salzangriff, insbesondere durch eine Salzschmelze, erzeugt wird, so dass dann eine Abtragungsrate in der Endreinigung des Entfernungsbereichs (10) größer ist als ohne die Schädigung des Entfernungsbereichs (10) , wobei für den Salzangriff das Salz Natriumsulfat (Na2S04) und/oder Kobaltsulfat (CoS04) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schädigung des Entfernungsbereichs (10) in der Weise erfolgt, dass eine größere Angriffsfläche erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
Risse (25, 31) in dem Entfernungsbereich (10) erzeugt werden, die den Entfernungsbereich (10) schädigen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
Delaminationen (34) zwischen dem schichtförmigen Entfernungsbereich (10) und einer Oberfläche (13), auf der der Entfernungsbereich (10) angeordnet ist, erzeugt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material (16) auf den Entfernungsbereich (10) aufgetragen wird, um den Entfernungsbereich (10) zu schädigen, und dass das Material (16) in Form eines Schlickers aufgetragen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Material (16) auf den Entfernungsbereich (10) aufgetragen wird, um den Entfernungsbereich (10) zu schädigen, und dass das Material (16) in Form einer Folie auf den Entfernungsbereich (10) aufgelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (16), das auf dem Entfernungsbereich (10) vorhanden ist, erwärmt wird. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) erwärmt wird, insbesondere nur lokal im Entfernungsbereich (10)
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Materials (16) , insbesondere die lokale Erwärmung, durch eine Lichtquelle, insbesondere durch einen Laser (19) erfolgt.
10.Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung, insbesondere die lokale Erwärmung, durch elektromagnetische Induktion erzeugt wird.
11.Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung, insbesondere die lokale Erwärmung, mittels Mikrowellen erzeugt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsbereich (10) ein Korrosionsprodukt ist, und dass mit dem Verfahren die Korrosionsprodukte (10) Aluminiumoxid (A1203) und/oder Kobaltoxid (Co02) und/oder Titanoxid (Ti02) entfernt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schädigung des Entfernungsbereichs (10) durch Sandstrahlen erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schädigung des Entfernungsbereichs (10) durch einen Thermoschock erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoschock durch zumindest teilweise AufSchmelzung und anschließende Abkühlung des Entfernungsbereichs (10) erzeugt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die AufSchmelzung durch einen Laser (28) erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Endreinigung eine Fluorionenreinigung (FIC) des Bauteils (1) erfolgt, um den Entfernungsbereich (10) vollständig zu entfernen,
18. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der letzten Verfahrensschritte der geschädigte Entfernungsbereich (10) durch eine Säurebehandlung vollständig entfernt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
" - der Entfernungsbereich (10) auf einem metallischen Substrat (4) vorhanden ist.
20. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4) eine nickel-, kobalt- oder eisenbasierte Superlegierung ist.
21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsbereich (10) als Schicht auf einer MCrAlX- Schicht vorhanden ist, wobei M für zumindest ein Element der Gruppe Eisen, Kobalt oder Nickel steht, sowie X für Yttrium und/oder zumindest ein Element der seltenen Erden steht.
22. Verfahren nach Anspruch 1 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsbereich (10) metallisch ist,
23. Verfahren nach Anspruch 1 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungsbereich (10) keramisch ist,
24. Verfahren nach Anspruch 1, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Entfernungsbereich (10), insbesondere als Schicht, Korrosionsprodukte aufweist.
25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) ein Bauteil (1) einer Gas- (100) oder Dampfturbine (300, 300), insbesondere eine Lauf- oder Leitschaufel (120, 130) oder eine Brennkammerauskleidung (155) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einem Bauteil (1), das wiederaufgearbeitet werden soll, durchgeführt wird.
PCT/EP2005/000405 2004-01-30 2005-01-17 Verfahren zur entfernung einer schicht WO2005072884A1 (de)

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