Теплозащитное покрытие компонентов турбин c трещиноизолирующими проектируемыми особенностями поверхности - RU2016137796A
Код документа: RU2016137796A
Формула
1. Компонент газовой турбины, имеющий теплоизолирующую внешнюю поверхность для воздействия газообразных продуктов сгорания, содержащий:
металлическую подложку, имеющую поверхность подложки;
крепящий слой, наращенный на поверхности подложки;
теплозащитное покрытие (ТЗП), полученное термическим напылением или осаждением из паровой фазы или плазменным напылением из раствора или суспензии, включающее в себя, по меньшей мере, слой внешнего теплозащитного покрытия (ВТЗП), имеющий внутреннюю поверхность ВТЗП, поверх которой нанесен и сцеплен крепящий слой, и внешнюю поверхность ВТЗП для воздействия газообразных продуктов сгорания;
планарную структуру проектируемых особенностей поверхности (ПОП), выступающих из крепящего слоя и имеющих высоту выступов, приблизительно составляющую от 2 до 75% совокупной общей толщины слоев ТЗП; и
планарную структуру проектируемых особенностей в виде канавок (ПОК), внедренных в ранее нанесенный слой ВТЗП по внешней поверхности ВТЗП и пронизывающих его, имея некоторую глубину канавок.
2. Компонент по п.1, в котором крепящий слой дополнительно содержит:
слой связующего покрытия (СП), сцепленный с не имеющей особенностей поверхностью подложки;
ПОП, сформированные в СП; и
при этом ПОП ограничивают совокупную площадь поверхности, которая, по меньшей мере, на 20% больше, чем у эквивалентной плоской поверхности.
3. Компонент по п.1, в котором крепящий слой дополнительно содержит:
слой связующего покрытия (СП), сцепленный с поверхностью подложки;
ПОП, сформированные в подложке; и
при этом ПОП ограничивают совокупную площадь поверхности, которая, по меньшей мере, на 20 процентов больше, чем у эквивалентной плоской поверхности.
4. Компонент по п.1, в котором крепящий слой дополнительно содержит:
слой связующего покрытия (СП), сцепленный с поверхностью подложки;
участок слоя нижнего теплозащитного покрытия (НТЗП), термически напыленного или осажденного из паровой фазы или полученного плазменным напылением из раствора или суспензии, контактирующий с участком слоя ВТЗП, причем ПОК проникают в слой НТЗП;
ПОП, сформированные на участке термически напыленного слоя ВТЗП.
5. Компонент по п.4, дополнительно содержащий участок термически напыленного слоя НТЗП, имеющий более высокую удельную теплопроводность и более высокую вязкость разрушения, чем участок слоя ВТЗП.
6. Компонент по п.1, дополнительно содержащий ПОП и ПОК в соответственно ограниченных анфиладных, независимо выровненных планарных структурах от края до края компонента.
7. Компонент по п.1, дополнительно содержащий ПОП и ПОК, соответственно имеющие повторяющиеся анфиладные планарные структуры.
8. Компонент по п.1, дополнительно содержащий ПОП, имеющие пару первых противоположных, наклоненных внутрь боковых стенок, оканчивающихся на полке.
9. Компонент по п.1, в котором крепящий слой дополнительно содержит:
слой связующего покрытия (СП), сцепленный с поверхностью подложки;
ПОП, сформированные в подложке или слое СП;
при этом ПОП ограничивают совокупную площадь поверхности, которая, по меньшей мере, на 20% больше, чем у эквивалентной плоской поверхности; и
слой шероховатого связующего покрытия, нанесенный поверх слоя СП.
10. Газотурбинный двигатель, содержащий компонент по п.1, в котором внешняя поверхность ВТЗП сообщается с трактом сгорания в двигателе для воздействия газообразных продуктов сгорания.
11. Двигатель по п.10, в котором упомянутый компонент содержит рабочую лопатку турбины, направляющую лопатку или переход либо кольцевой сегмент секции сгорания.
12. Компонент по п.1, в котором ПОП дополнительно нанесены как часть крепящего слоя.
13. Способ изготовления компонента газотурбинного двигателя, имеющего теплоизолирующую внешнюю поверхность для воздействия газообразных продуктов сгорания, заключающийся в том, что:
предусматривают металлическую подложку, имеющую поверхность подложки;
наращивают крепящий слой на поверхности подложки;
формируют в крепящем слое планарную структуру выступающих из нее проектируемых особенностей поверхности (ПОП);
формируют слой теплозащитного покрытия (ТЗП), получаемого термическим напылением или осаждением из паровой фазы или плазменным напылением из раствора или суспензии, сцепленный с крепящим слоем и включающий в себя, по меньшей мере, слой внешнего теплозащитного покрытия (ВТЗП), имеющий внутреннюю поверхность ВТЗП, поверх которой нанесен и сцеплен крепящий слой, и внешнюю поверхность ВТЗП для воздействия газообразных продуктов сгорания; и
внедряют планарную структуру проектируемых особенностей в виде канавок (ПОК) в ранее нанесенный слой ВТЗП по внешней поверхности ВТЗП, пронизывающих этот слой и имеющих некоторую глубину канавок,
причем упомянутые сформированные ПОП имеют высоту выступов, приблизительно составляющую от 2 до 75% совокупной общей толщины слоев ТЗП.
14. Способ по п.13, в котором формирование крепящего слоя дополнительно предусматривает:
формирование слоя термически напыленного связующего покрытия (СП) на поверхности подложки; и
формирование слоя нижнего теплозащитного покрытия (НТЗП), термически напыленного или осажденного из паровой фазы или полученного плазменным напылением из суспензии или раствора, на слое СП перед формированием слоя ВТЗП поверх участка слоя НТЗП,
причем слои НТЗП и ВТЗП составляют, по меньшей мере, часть совокупной толщины слоев ТЗП.
15. Способ по п.13, дополнительно предусматривающий формирование дополнительно наносимых ПОП как части крепящего слоя.
