Powłoki napawane laserowo na łopatkach turbin energetycznych

• Autorzy: Iwaniak A. , Grzelka R. , Mucha S.

Warianty tytułu

EN

Laser cladding of power turbine blades

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie technologii napawania laserowego powłok na łopatkach turbin parowych stanowi alternatywę dla stosowanych obecnie metod zabezpieczania tych elementów turbiny (nakładki, hartowanie). Przeprowadzone prace badawcze pozwoliły na opracowanie technologii wytwarzania pokryć ochronnych na bazie stellitu 6. Warstwy te odznaczały się wysoką skutecznością ochronną w warunkach testów laboratoryjnych i tych wykonanych w warunkach przemysłowych. W odniesieniu do obecnie stosowanych technik zabezpieczenia powierzchni łopatek, napawanie laserowe zapewnia wysoką jakość otrzymywanych warstw – m.in. brak porowatości powłoki oraz wysoką przyczepność do podłoża (powłoka i podłoże stanowią jednolity materiał w efekcie przetopienia i uzyskania metalurgicznego połączenia). Zapewnia to właściwą ochronę pokrywanego elementu, przy jednoczesnym braku ryzyka oderwania samej warstwy, zarówno w trakcie jej wytwarzania, jak i w czasie eksploatacji. Pozytywne, dwuletnie wyniki testów eksploatacyjnych turbiny parowej z łopatkami zabezpieczonymi powłokami napawanymi laserowo pozwalają na stwierdzenie, iż zastosowana powłoka stellitowa stanowi skuteczną ochronę przeciw niszczeniu erozyjno-kawitacyjnemu. Użyta metoda laserowego nakładania powłok zapewnia wysoką trwałość pokrywanej łopatki, co powinno przekładać się na wydłużenie czasu bezawaryjnej pracy turbiny parowej.

EN

Laser cladding of power turbine blades is an alternative to the actually applicated methods of protecting these turbine elements (pads, hardening). The conducted research works allowed to elaborate technology to produce protection coatings based on stellite 6. These coatings are characterized by high protection effectiveness both in laboratory and industrial testing conditions. Compared to the presently used technologies of blade surface protection, the laser padding ensures high quality of the obtained layers, i.a. the lack of coating porosity and high adhesion to a blade body (coating and the body become homogenous as the effect of weld penetration and obtaining of a metallurgical joint). It ensures the right protection of the coated element with simultaneous lack of the risk of the protective layer separation both during its creation and the following operation. Positive results of 2-year operation tests of steam turbine with laser cladded blades allow to express the opinion that the applied stellite coating makes an effective protection against erosive and cavitational wear. The applied method of laser coating ensures high durability of coated blades that should be reflected by an extended service life of a steam turbine.

Słowa kluczowe

PL

turbiny energetyczne; naprawa łopatek turbin; ochronne powłoki napawane laserowo

EN

power turbines; turbine blades overhaul; laser welded protection coatings

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 5
• Strony: 366--370
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Iwaniak A.

• Politechnika Śląska, Instytut Nauki o Materiałach

autor

Grzelka R.

• Plasma System S.A.

autor

Mucha S.

• Plasma System S.A.

Bibliografia

• [1] Dobosiewicz J.: Eksploatacyjna przydatność turbin małej mocy po przekroczeniu 200 000 godzin pracy, Energetyka 1993, nr 7, s. 237.
• [2] Dobosiewicz J.: Niektóre przyczyny uszkodzeń łopatek roboczych turbin parowych. Energetyka 2003, nr 1, s. 395.
• [3] Krzyżanowski J.: Erozja łopatek turbin parowych, Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Warszawa 1991.
• [4] Stanisa В., Ivusic V.: Erosion behaviour and mechanisms for steam turbine rotor blades, Wear 186-187, 1995, s. 395
• [5] Mazur Z., Garcia-Illescas R., Aguirre-Romano J., Perez-Rodriguez N.: Steam turbine blade failure analysis, Engineering Failure Analysis 15, 2008, s. 129.
• [6] Wen-Chang T.: Improvement in the corrosive fatigue damage to the low-pressuresteam turbine blades due to unbalanced currents, Electric Power Systems Research No 59. 2001. s. 139
• [7] Azevedo CR.F., Sinátora A.: Erosion-fatigue of steam turbine blades, Engineering Failure Analysis No 16, 2009.
• [8] Takeda К., Ito M., Takeuchi S., Sudo K., Koga M., Kazama K.: Erosion resistant coating by low-pressure plasma spraying, ISIJ International 33, 1993, s. 976.
• [9] Mann B.S., Arya V., Joshi P.: Advanced High-Velocity Oxygen-Fuel Coating and Candidate Materials for Protecting LP Steam Turbine Blades Against Droplet Erosion, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 14(4), 2005.
• [10] Mann B.S., Arya V.: HVOF coating and surface treatment for enhancing droplet erosion resistance of steam turbine blades, Wear 254, 2003, 652.
• [11] Singh Sidhu H.S., Singh Sidhu В., Prakash S.: Solid particle erosion of HVOF sprayed NiCr and Steinte 6 coatings. Surface & Coatings Technology 202, 2007, s. 232.