用于为涡轮机叶片涂层的方法技术

本发明专利技术提出了一种用于为涡轮机叶片(1)涂层的方法(2)，该涡轮机叶片(1)包括翼型(4)和至少一个布置在该翼型(4)的端部的平台(2)，其中该平台或者每个平台(2)具有接触区(6)和至少一个与该接触区(6)邻接的、平面的凸出区(8a、8b)，并且使该翼型(4)终止于该接触区(6)，具有以下方法步骤：将涂层(24)的至少第一层(22)在翼型侧涂覆在平台(2)上，以及在将涂层(24)的该至少第一层(22)保留在接触区(6)的范围内的端面(10c)上的情况下，将该涂层(24)的该至少第一层(22)在凸出区(8a、8b)的范围内从平台(2)的至少一个端面(10a、10b)去除。

Method for coating a turbine blade

\u672c\u53d1\u660e\u63d0\u51fa\u4e86\u4e00\u79cd\u7528\u4e8e\u4e3a\u6da1\u8f6e\u673a\u53f6\u7247(1)\u6d82\u5c42\u7684\u65b9\u6cd5(2)\uff0c\u8be5\u6da1\u8f6e\u673a\u53f6\u7247(1)\u5305\u62ec\u7ffc\u578b(4)\u548c\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u5e03\u7f6e\u5728\u8be5\u7ffc\u578b(4)\u7684\u7aef\u90e8\u7684\u5e73\u53f0(2)\uff0c\u5176\u4e2d\u8be5\u5e73\u53f0\u6216\u8005\u6bcf\u4e2a\u5e73\u53f0(2)\u5177\u6709\u63a5\u89e6\u533a(6)\u548c\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u4e0e\u8be5\u63a5\u89e6\u533a(6)\u90bb\u63a5\u7684\u3001\u5e73\u9762\u7684\u51f8\u51fa\u533a(8a\u30018b)\uff0c\u5e76\u4e14\u4f7f\u8be5\u7ffc\u578b(4)\u7ec8\u6b62\u4e8e\u8be5\u63a5\u89e6\u533a(6)\uff0c\u5177\u6709\u4ee5\u4e0b\u65b9\u6cd5\u6b65\u9aa4\uff1a\u5c06\u6d82\u5c42(24)\u7684\u81f3\u5c11\u7b2c\u4e00\u5c42(22)\u5728\u7ffc\u578b\u4fa7\u6d82\u8986\u5728\u5e73\u53f0(2)\u4e0a\uff0c\u4ee5\u53ca\u5728\u5c06\u6d82\u5c42(24)\u7684\u8be5\u81f3\u5c11\u7b2c\u4e00\u5c42(22)\u4fdd\u7559\u5728\u63a5\u89e6\u533a(6)\u7684\u8303\u56f4\u5185\u7684\u7aef\u9762(10c)\u4e0a\u7684\u60c5\u51b5\u4e0b\uff0c\u5c06\u8be5\u6d82\u5c42(24)\u7684\u8be5\u81f3\u5c11\u7b2c\u4e00\u5c42(22)\u5728\u51f8\u51fa\u533a(8a\u30018b)\u7684\u8303\u56f4\u5185\u4ece\u5e73\u53f0(2)\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7aef\u9762(10a\u300110b)\u53bb\u9664\u3002

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于为涡轮机叶片涂层的方法
本专利技术涉及一种用于为涡轮机叶片涂层的方法，该涡轮机叶片包括翼型和至少一个布置在翼型的端部的平台，其中该平台或者每个平台具有接触区和至少一个与接触区邻接的凸出区，并且使翼型终止于该接触区。
技术介绍
逐步将能量产生转换为增加的可再生的能量载体带来很多技术挑战。由于尤其是在许多地方代表两种最重要的可再生能源载体的风能和太阳能的非常多变的可支配性，对于具有恒定供电功率的、稳定的网络运行存在均衡输入功率中的波动的必要性。在此背景下，燃气轮机由于相比于其他传统的能源载体较高的灵活性而起关键作用。尤其在为具有强烈波动负载的网络提供功率补偿的情况下，其中在燃气轮机中经常发生负荷变化，对燃气轮机的结构产生特别的技术要求。燃气轮机的效率随着压缩压力的增大以及燃烧温度的增大而增大。为了高效的运行，为压缩级和涡轮级的转子叶片使用尽可能轻的材料也可以产生积极的效果。同样，为了改进压缩级和涡轮级的导向叶片和转子叶片的效率，可以在其形状上在流体技术方面进行优化。其中，对用于叶片安装的特殊成型的期望，以及同样在根据尽可能轻的材料的转子叶片的情况下，要面对在燃气轮机运行过程中对稳定性和对耐热性的要求。由于经燃烧的、膨胀的热气体的高的力作用或者高的扭矩，使涡轮级的叶片安装遭受特别的热负荷和机械负荷。因此，为了优化机械稳定性，如果可能的话将涡轮级的各个叶片都分别制造为单晶构件。单晶材料通常不能提供的所需的耐热性于是通常通过附加涂层实现。其中，该涂层也能够按照需要以多层形式涂覆。对此经常采用的方法是，以热阻挡层或者热屏蔽层(“thermabarriercoating”，TBC)涂覆叶片的、出现最高的热负荷的区域，该热阻挡层或热屏蔽层通过黏合层(“bondcoating”)保持在叶片上。在此，该黏合层经常通过超级合金、例如具有镍和/或者钴作为基础金属的金属铬铝钇合金形成。其中，该黏合层大多以限定的厚度以多层形式喷涂在叶片的单晶材料上。由此，一方面会改进TBC在叶片上的附着，另一方面该黏合层自身同样也有助于提高的叶片耐热性。在较大规模的热负荷的范围内，黏合层也能够独自对于涡轮机叶片的材料表现出足够的热保护。在涂层中，需要注意涡轮机叶片的特殊结构。该涡轮机叶片通常由有轮廓的翼型组成，该翼型在其两个纵向端上分别终止于平台。其中，该翼型在径向上布置在涡轮机的流动空间中，同一个涡轮级的各个叶片的平台形成内部环或者外部环，并且对应地尽可能齐平地相互连接。在以黏合层喷涂平台的各翼型侧面时，也经常会对平台的各端面轻微喷涂。因为两个相邻的平台应当尽可能按严格公差地相互连接，以便尽可能防止由两个平台之间的间隙造成的流动损失，所以不期望在平台的端面上的这种残余，因为由于残余的不均匀性可能导致这两个相邻的平台之间的间距过大。出于该原因，从平台的端面去除黏合层的残余，这通常手动完成，例如通过磨削。这一方面是费事的，另一方面在平台端面上的磨削过程危害翼型侧的涂层。在此，该黏合层可能在平台的边缘处断裂或者撕裂。如果这出现在应当涂覆TBC的位置，则使得其附着恶化。在运行时，TBC可能会逐渐脱落。如果这出现在没有设置TBC的位置，则叶片材料由于裂缝本身已经遭受更高的热负荷。
技术实现思路
因此本专利技术的任务在于，提出一种用于为涡轮机叶片涂层的方法，该方法尽可能易于执行，并且在平台区域内实现尽可能好地防热和防腐蚀。所述任务根据本专利技术通过一种用于为涡轮机叶片涂层的方法解决，该涡轮机叶片包括翼型和至少一个布置在翼型的端部的平台，其中该平台或者每个平台具有接触区和至少一个与该接触区邻接的平面的凸出区，并且使翼型终止于接触区。在此，该方法具有以下方法步骤：–将涂层的至少第一层在翼型侧涂覆在平台上，以及–在将该涂层的至少第一层保留在接触区的区域内的端面上的情况下，在凸出区的区域内从平台的至少一个端面去除该涂层的至少第一层。该翼型尤其可以在两个端部分别连接各一个平台，在此尤其可以在两个平台上执行所提到的方法步骤。在此本专利技术的基于以下考虑：出于流体技术原因以及出于机械原因，每两个相邻的涡轮机叶片的两个相邻的平台尽可能彼此紧密间隔地布置。如果此时在涡轮机叶片的平台上、在翼型侧涂覆涂层，例如为了改善耐热性，则根据具体的用于涂层的工艺也可能出现不期望地润湿或者为平台的端面涂层。但是在该情况下通常不会出现受控制地涂覆端面，更确切地说，该涂覆是不规则的，因此通常不具有精确限定的厚度。在此，在两个相对的端面的特定位置处，可能涉及多余的涂层的不规则性，从而在这两个相邻的平台之间可能形成不期望的间隙。现在能够通过以下方式避免这种情况，即在端面上防止涂覆涂层。但是根据涂覆工艺的具体技术方案这非常复杂。因此，出于工艺技术的原因，在相对的耗费下，不想防止在端面上至少部分的涂覆涂层。完全从平台的端面去除涂层的各个层同样离不开高耗费。此外，在此尤其可能在边缘上出现对平台的涂层的各个翼型侧的层的损坏。现在对本专利技术重要的、完全意外的认知是，平台在涡轮机运行时在凸出区的区域内比在接触区的区域内表现出更大的受热膨胀。这具有多个原因：一方面在凸出区内平台在其整个面积膨胀中遭受在运行时出现的高温度，相反该平台在接触区中在连接翼型的位置处不遭受该温度。如果在预设的温度情况下，假设平台的所有微观上的面积元出现均匀的受热膨胀，那么简单来说，这意味着在凸出区中宏观上发生更大的受热膨胀，因为在此所有微观上的面积元遭受热效应，相反对于在接触区内的一些微观上的面积元不是这种情况。如果在凸出区内、在与平台使翼型终止的区域紧邻的周围，平台的微观上的面积元的受热膨胀在设定的温度下小于在其他平面区域内，则这种效果还会加强。在平台与翼型连接或者过渡到翼型的位置处，涡轮机叶片具有类似于T型梁的、非常高的稳定性。这也影响该区域内的受热膨胀。在接触区或者凸出区的区域内，所谓的平台的不同受热膨胀在此被本专利技术作如下利用，即仅在凸出区的区域内从平台的端面去除涂层的至少第一层，而相应的层在接触区的区域内被保留在平台的端面上。其中，优选地在涡轮级的叶片安装中各自直接与另一个平台的端面相对的所有端面上执行该方式。此时，在涡轮机运行中，平台在凸出区的区域内比在接触区的区域内更强烈地膨胀，由此使得至相邻的平台的间距减小。通过在接触区的区域内、在平台的端面上保留涂层的层，可以避免由于在凸出区的区域内更强的受热膨胀而在至接触区的区域内的相邻的平台形成过大的间隙。因此，可以如此选择两个相邻的平台之间的距离，使得在运行时快速或者完全接触其在凸出区的区域内的端面，从而由此妨碍通过流体技术泄露热气体。在两个相邻的平台的接触区的区域内，通过相应残留在端面上的涂层的层妨碍该泄露。在涡轮机叶片的多种可能的几何形状下平台在接触区通过形成凹形表面而过渡到翼型的背景下，尤其有利于在接触区的区域内在端面上保留涂层的至少第一层。去除部分的涂层可能导致在涂层的层内的切向力。在这种切向力在涂层的层中可以很大程度上不受阻碍地在凸出区内传播的同时，该切向力可以在凹形表面上在接触区的区域内局部具有法向分量。该法向力分量有利于所涉及的涂层的层在凹形表面和接触区的区域内从平台局部分离。因此，通过放弃在接触区的区域内的端面中去除涂层的至少第一层能够明显减小各层的局部分离的危险。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为涡轮机叶片(1)涂层的方法(2)，所述涡轮机叶片(1)包括翼型(4)和至少一个布置在所述翼型(4)的端部的平台(2)，其中所述平台(2)或者每个平台(2)具有接触区(6)和至少一个与所述接触区(6)邻接的、平面的凸出区(8a、8b)，并且使所述翼型(4)终止于所述接触区(6)，所述方法具有以下方法步骤：‑将涂层(24)的至少第一层(22)在翼型侧涂覆在所述平台(2)上，‑在将所述涂层(24)的所述至少第一层(22)保留在所述接触区(6)的范围内的端面(10c)上的情况下，将所述涂层(24)的所述至少第一层(22)在所述凸出区(8a、8b)的范围内从所述平台(2)的至少一个端面(10a、10b)去除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.04 DE 102014224865.51.一种用于为涡轮机叶片(1)涂层的方法(2)，所述涡轮机叶片(1)包括翼型(4)和至少一个布置在所述翼型(4)的端部的平台(2)，其中所述平台(2)或者每个平台(2)具有接触区(6)和至少一个与所述接触区(6)邻接的、平面的凸出区(8a、8b)，并且使所述翼型(4)终止于所述接触区(6)，所述方法具有以下方法步骤：-将涂层(24)的至少第一层(22)在翼型侧涂覆在所述平台(2)上，-在将所述涂层(24)的所述至少第一层(22)保留在所述接触区(6)的范围内的端面(10c)上的情况下，将所述涂层(24)的所述至少第一层(22)在所述凸出区(8a、8b)的范围内从所述平台(2)的至少一个端面(10a、10b)去除。2.根据权利要求1所述的方法(20)，其中所述涂层(24)的所述至少第一层(22)在翼型侧通过喷涂(26)涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·阿马德，C·门克，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE