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化学剥离MCrAlY金属涂层研究及应用

2021-07-01谢凡许松华罗燕金王建梁杨诚周晔

装备维修技术 2021年50期

谢凡 许松华 罗燕金 王建梁 杨诚 周晔

摘 要:工业燃气轮机在高温、高压和高转速的环境下运行,热障涂层是部件安全长期运行的有效保障,涂层的剥离是周期性检修的重要工艺环节,本文从涂层与剥离技术、剥离设备、待剥离部件及溶液准备、剥离作业、后处理与检测等方面进行了简要论述。

关键词:燃氣轮机、化学剥离、MCrAlY涂层、溶液

引言

工业燃气轮机属于以高温燃气为工质的高效清洁的火电能源核心动力设备,与航空发动机一起被纳入国家重大科技专项“两机专项”。在追求单机及联合循环效率提高的背景下,透平前温不断提高,先进机组的透平前温已经达到1500~1600℃,转速达到3000RPM,极端的服役环境对机组部件的设计、制造和综合性能要求极高。只有通过高效率、高负荷的气动设计;高温、低排的燃烧系统设计;高强度、优良冷却的透平组件设计等才能满足,这就必然要求热部件采用卓越的高温合金材料、优良的热障&耐腐蚀涂层、先进合理的冷却系统。在材料和结构优化的基础上,通过涂层的补充,能够显著提升热部件的承温能力和寿命,热障涂层(Thermal barrier coating,即TBC)由于工艺成熟、安全可靠在行业内得到广泛应用,高温运行后失效涂层的剥离作业是热部件的运行后维护的重要环节[1]。

1、涂层及剥离技术

自上世纪五十年代就有防护涂层的报道以来,经过多年的发展,高温涂层的成分、结构、制备等均取得了巨大进展.目前应用最为广泛的TBC系统主要包括四种,即陶瓷层(Zr2O)、粘结层(MCrAlY)、超合金基底以及在陶瓷层与粘结层之间形成的以氧化铝为主要成分的热生长氧化层(TGO)组成,具体如图1所[2]。……

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