A Curtiss-Wright termikus szórás bevonat-szolgáltatási lehetőségei költséghatékony és nagy teljesítményű bevonatot eredményeznek, amely megvédi az alkatrészeket a hőtől, kopástól, korróziótól, fáradástól és oxidációtól.
A termikusan szórt bevonat javíthatja a sérült és kopott alkatrészeket az eredeti specifikációknak megfelelően.
Termikus szórás folyamat – Videó
A porszemcséket (jellemzően 20–120 mikron) olvadt vagy félig olvadt állapotba melegítik, és magas hőmérsékleten, nagy sebességgel a hordozóra lövik.
Az olvadt részecskék „fröccsenést” képeznek a felszínen, amely lehűlve összehúzódik, és erős kötést képez a felülettel.
A későbbi fröccsenések rétegekben halmozódnak fel, hogy létrehozzák a szükséges vastagságot és sűrűséget.
Termikus permetezéses bevonatolási alkalmazások
Gázturbinás motorok
• Szívó szakasz (hideg)
• Kompressziós szakasz (hideg)
• Égési szakasz (forró)
• Kipufogó (forró)
Golyós szelepek
Kompresszor hengerek
Autokláv keverőlapátok
Kompresszorlapátok és forgólapátok
Égési lángcsövek
Méhsejtes tömítések
Elektromos turbinatárcsák
Fúvókák
Gyűrűk és tömítések
Golyók és ülékek
Hengerek
Tengelyek
Keverőlapátok
Termikus szórás – Előnyök
A termikus szórás technológia használata számos előnnyel jár a hagyományosabb bevonatolási módszerekkel szemben, ezek a következők:
Sokoldalúság – a bevonatok között többek között fémek, ötvözetek, kerámiák és karbidok is választhatók.
Védelem – kopás, korrózió, fáradás, oxidáció és magas hőmérséklet ellen, az alkalmazott bevonattól függően.
Hőmérséklet-szabályozás – szubsztrát 200 °C-ra vagy annál alacsonyabb hőmérsékletre melegítve, elkerülve a hőnek a szubsztrát anyagtulajdonságaira gyakorolt káros hatásait.
Vastagságszabályozás – a folyamatok könnyen szabályozhatók, és felhasználhatók kopott alkatrészek vagy helytelenül megmunkált alkatrészek méreteinek helyreállítására.
Robotizáció – Bonyolult formák is bevonhatók, mivel a robotizált automatizálás lehetővé teszi a sokrétű alkatrészek egyenletes bevonását.
Kötésszilárdság – kiváló kötésszilárdság, amely ellenáll a szélsőséges mechanikai terheléseknek és a súlyos kopási helyzeteknek.
Termikus szórás – típusok
Termikus szórás huzallal
Plazma szórás (plasma spray)
HVOF – Nagy sebességű oxigén üzemanyag
Ívvel szórás – Elektromos ívhuzal
Termikus szórás – CWST szakértelem
Hőgazdálkodás
A hőgátló bevonatok maximalizálhatják a turbina hatékonyságát azáltal, hogy magasabb égési hőmérsékletet tesznek lehetővé, miközben csökkentik az alkatrészek termikus fáradását, a vetemedést, az oxidációt és a repedéseket. A GPX hővédő bevonatok kerámia és szuperötvözet alkotóelemeinek kombinációja visszaveri a hőt az égéstermék útjába, és szigeteli az alkatrészeket, hatékonyan csökkentve azok felületi hőmérsékletét.
Kopásvédelem
A rezgés, a súrlódás, a hőgradiensek és a nyomás okozta kopás megrövidíti a turbinagépek alkatrészeinek élettartamát. És ha nem ellenőrzik, drága, nem tervezett kieséseket okozhat. A kopást szabályozó bevonat akár 10-szeresére is meghosszabbíthatja a kritikus turbógépalkatrészek élettartamát. Bárhol, ahol a fém fémmel érintkezik, a kopásgátló bevonatok alkalmazhatók.
Korrózióvédelem – Alacsony hőmérséklet
A turbinagépek alkatrészeinek korróziója évente több milliárd dollárba kerül az üzemeltetőknek az alkatrészek idő előtti meghibásodása és az indukált légellenállás miatt. A korrózióvédelemre szolgáló bevonatok drámaian csökkenthetik a korróziós károkat, miközben sima aerodinamikai felületet biztosítanak a kompresszorlapátokon és az állórészegységeken. Az ellenálló CWST bevonatok a por és a nagy sebességű gázok okozta erózióval szemben is ellenállóak.
Korrózióvédelem – Magas hőmérséklet
A magas hőmérsékleten (+ 1000 °F) korróziónak kitett turbinaalkatrészek nemcsak gyorsabban romlanak, mint alacsonyabb hőmérsékleten, hanem a termikus fáradás és a ciklikusság miatt repedéseknek is ki vannak téve. A magas hőmérsékletű bevonatok a szubsztrátba diffundálnak, és szinte áthatolhatatlan oxidfelületet hoznak létre, amely csökkentheti a hőciklusok okozta hámlást és repedéseket.
Oxidációvédelem
A magas hőmérsékletű oxidáció a gázturbinák egyik olyan állapota, amely leggyakrabban felelős a „forró szakasz” komponenseinek korai meghibásodásáért. Mivel a tervezők továbbra is emelik a turbina égési hőmérsékletét, a szuperötvözet alkatrészek megközelítik az elméleti határaikat. Az oxidációálló bevonatok kiterjesztik ezeket a határokat azáltal, hogy megakadályozzák az oxigén behatolását az alkatrész felületére, miközben egy védőréteget biztosítanak, amely képes megvédeni az alkatrészt a nagyjavítások között.
Szilárd részecskés erózióvédelem
A szilárd részecskék eróziója évente több tonna gőzturbina-alkatrészt károsít, és a legnagyobb mértékben felelős a turbinák idő előtti meghibásodásáért. A szilárd részecskék eróziója gyakran idegen tárgyak károsodásával párosulva hatékonyan szabályozható, ha figyelembe vesszük a hőmérsékletet, az ütközési szöget, a sebességet és az eróziós részecskék méretét. A szilárd részecskés eróziós bevonatokat kifejezetten erre a környezetre tervezték és tesztelték, és hatékonynak bizonyultak a kritikus gőzturbina alkatrészek élettartamának meghosszabbításában.
Termikus szórás – Gyakran ismételt kérdések
Hogyan alkalmazzák a termikusan szórt bevonatot?
A termikus szórási eljárásokban az alapanyagot elektromos (plazma vagy ív) vagy égés által indukált termikusan szórt fáklyába/fúvócsőbe vezetik, majd nagy sebességgel felhevítik, megolvasztják és az alkatrész felületére szórják, hogy jól tapadó réteges lerakódásokat hozzanak létre.
Mennyi ideig tart a termikus szórásos bevonat felhordása?
A termikusszórás rendkívül hatékony eljárás a bevonat felvitelére elfogadhatóan magas lerakódási sebességgel. A folyamat ideje több tényezőtől függ, például a bevonat felületétől és vastagságától, a bevonat típusától és a folyamat hatékonyságától, és néhány perctől néhány óráig terjed.
Milyen tárgyak azórhatóak termikusan?
Számos elemet lehet termikusan szórni, beleértve a gáz-, turbinamotorok, összetett gépek és szelepek alkatrészeit, valamint az alkatrészek kisebb egyedi elemeit, például gyűrűket, tömítéseket, ülékeket és tárcsákat.
Mely eljárásokat használják a leggyakrabban a termikus szórás során?
A fejlett termikus szórási technológiákhoz a plazma spray-t általában kerámia bevonatokhoz, a HVOF-et pedig ötvözet és keményfém bevonatokhoz használják
Milyen típusú anyagokat használnak általában ebben a folyamatban?
A tipikus alapanyagok szilárd porok és huzalok formájában vannak. A legújabb eljárások, mint például az oldatos vagy szuszpenziós plazmaspray, folyékony prekurzorokat és szuszpenziós keverékeket használhatnak alapanyagként
Milyen előnyei vannak a termikus szórásnak más bevonatolási technológiákhoz képest?
A termikus szórási technológiák „zöld” technológiának számítanak, és például egyes kémiai bevonatok alternatívájaként alkalmazzák őket. Ellentétben sok festékkel, amelyek illékony szerves anyagokat termelnek/tartalmaznak és környezeti problémákat okozhatnak, ez nem lesz jelen a termikus permetezési technikákban. Számos anyag – polimerek, műanyagok, könnyűfémek, szuperötvözetek, tűzálló ötvözetek, karbidok, kompozitok és kerámiák – biztonságosan és könnyen felvihető ezzel az eljárással. Ezenkívül a termikus permetezés alkalmazható a különböző méretű (kicsitől a nagyig) és konfigurációjú (OD és ID) alkatrészekre történő felvitelhez
Mi a kötési mechanizmus és a maximális szakítószilárdság a termikus szórás esetén?
A termikusan szórt bevonatokra jellemző a nem metallurgikus kötés. A bevonat kötése érdesített felületen elsősorban a mechanikai egymásba kapcsolódás mechanizmusa révén jön létre. Egyes bevonatrendszerek esetében a maximális kötésszilárdság a szakító-húzóvizsgálat során elérheti a 10 000 Psi-t is
Hogyan működik a termikus szórás?
Kézzel vagy automata ,robotizált szórópisztollyal működtethető, általában hangszigetelt termikus szórófülkében. Szükség esetén a termikus szórás a helyszínen is történhet. A bevonat vastagsága több szórási menetben/ciklusban épül fel.
Melyik iparágban alkalmazzák a termikus szórást?
A termikus szórási eljárásokat széles körben alkalmazzák számos iparágban, többek között a repülőgépiparban, a gépiparban, a tengerészetben és az autóiparban. Elektronikai, orvosbiológiai és számos más alkalmazásban is használják őket.
Melyek a termikus szórásos bevonat értékelésének legfontosabb kritériumai?
A bevonatok minőségének értékelésére számos kritériumot használnak, mint például a kötésszilárdság, porozitás, oxidáció, keménység és érdesség.
Milyen a termikusan szórt bevonat tipikus vastagsága?
A jellemző bevonatvastagság néhány millimétertől 20 milliméterig terjed. A bevonat vastagsága lehet akár 20 mikron, de akár több milliméter vastag is.
