一種燃?xì)廨啓C葉片熱障涂層噴涂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種噴涂裝置，特別涉及一種燃?xì)廨啓C葉片熱障涂層噴涂裝置，用于燃?xì)廨啓C靜葉片、動葉片熱障陶瓷涂層的噴涂或用于葉片修復(fù)時對熱障涂層的修復(fù)噴涂。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對于電力的需求也在不斷增加，但是，現(xiàn)在大量使用的燃煤蒸汽輪機存在效率低并且高污染等一系列問題。近幾年不斷惡化的環(huán)境污染，特別是日益嚴(yán)重的霧霾天氣，使得采用高效聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C替代傳統(tǒng)蒸汽輪機變得更為迫切。為了得到較高效率，燃?xì)廨啓C的葉片通常需要在超過1200度的高溫環(huán)境下運行，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了最好的單晶高溫合金的高溫極限。為了解決這一問題，如圖1所示，可以在高溫合金葉片4的表面通過熱噴涂工藝制備一層隔熱熱障涂層1，實現(xiàn)100?200度的溫度梯度，而由冷卻空氣進(jìn)氣口 3 (位于高溫合金葉片的根部)進(jìn)入通過冷卻孔2噴出的冷卻空氣的氣膜可以實現(xiàn)進(jìn)一步200度左右的溫降，從而可以保證在葉片金屬表面的工作溫度低于高溫合金材料的許用溫度。
[0003]考慮到EBPVD涂層制備工藝存在成本高和葉片尺寸限制等因素，現(xiàn)在用以地面發(fā)電使用的重型燃?xì)廨啓C葉片普遍采用等離子噴涂(APS)來制備陶瓷熱障涂層，而對于金屬粘結(jié)層則使用高速氧氣火焰噴涂(HVOF)來制備。不同于金屬基體可以利用電火花打孔工藝來制備，陶瓷基熱障涂層一般使用高能激光來加工出需要的冷卻孔。由于熱障涂層材料和基體金屬不同的熱漲系數(shù)，激光打孔工藝不可避免的會降低陶瓷涂層的結(jié)合強度，導(dǎo)致熱障涂層在使用過程中過早剝落。另外，可能產(chǎn)生的微裂紋也會造成熱障涂層失效。
[0004]而如果采用先用電火花工藝在葉片金屬基體上加工出冷卻孔，隨后再利用APS工藝制備熱障涂層，會出現(xiàn)噴涂的陶瓷材料掩蓋和堵塞加工好的冷卻孔，需要隨后對于冷卻孔進(jìn)行修復(fù)，造成了額外的加工時間和費用。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種燃?xì)廨啓C葉片熱障涂層噴涂裝置，使得可以制備熱障涂層時不會堵塞已經(jīng)加工好的冷卻空氣孔，而不需要對冷卻孔進(jìn)行二次修復(fù)和加工，并且可以避免陶瓷層激光打孔時因為產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和微裂紋而造成涂層的過早失效。
[0006]本實用新型的目的通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn):一種燃?xì)廨啓C葉片熱障涂層噴涂裝置，其特征在于:它包括用于對燃?xì)廨啓C葉片噴涂熱障涂層的噴槍、用于固定燃?xì)廨啓C葉片的固定裝置和用于噴出保護(hù)氣體的噴氣管路，所述固定裝置安裝在所述燃?xì)廨啓C葉片的冷卻空氣進(jìn)氣口形成一封閉腔，所述噴氣管路穿過固定裝置伸入封閉腔中而與冷卻空氣進(jìn)氣口連通，噴槍對燃?xì)廨啓C葉片噴涂熱障涂層，同時噴氣管路噴出的保護(hù)氣體從冷卻孔噴射出去以免熱障涂層堵塞冷卻孔。
[0007]本實用新型在噴涂熱障涂層的同時采用保護(hù)氣體從冷卻孔噴出，使得制備熱障涂層時不會堵塞已經(jīng)加工好的冷卻孔，所以不需要對冷卻孔進(jìn)行二次修復(fù)和加工，并且可以避免陶瓷層激光打孔時因為產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和微裂紋而造成涂層的過早失效。
[0008]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述噴氣管路包括用于接低壓氣源的低壓管路和用于接高壓氣源的高壓管路，所述低壓管路和高壓管路上分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，噴槍對燃?xì)廨啓C葉片噴涂熱障涂層，同時低壓管路噴出的低壓保護(hù)氣體從冷卻孔噴射出去以免熱障涂層堵塞冷卻孔，所噴出的低壓保護(hù)氣體起到保護(hù)冷卻孔不被噴涂的陶瓷顆粒堵塞的作用，同時又不會影響噴涂的熱障涂層的質(zhì)量，低壓保護(hù)氣體的具體參數(shù)需要通過實驗即可確定，完成噴涂后高壓管路噴出的高壓保護(hù)氣體從冷卻孔噴射出去確保熱障涂層不會堵塞冷卻孔。從冷卻孔中噴出的高壓保護(hù)氣體會進(jìn)一步清理掉可能進(jìn)入冷卻孔或在冷卻孔開口處殘留的還未完全固化的陶瓷顆粒，從而保證冷卻孔不會被噴涂的陶瓷顆粒堵塞。
[0009]作為本實用新型的一種實施方式，所述低壓管路和高壓管路匯成一總管與所述冷卻空氣進(jìn)氣口連通。
[0010]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述高壓管路上安裝有電磁閥，所述電磁閥與噴涂控制系統(tǒng)連接，由喂'涂控制系統(tǒng)控制在完成唆涂后開啟尚壓官路唆出尚壓保護(hù)氣體。
[0011]作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述保護(hù)氣體采用氮氣。
[0012]本實用新型還可以做以下改進(jìn)，所述冷卻空氣進(jìn)氣口為兩個，分別與燃?xì)廨啓C葉片兩個面的冷卻孔相通，所述低壓管路和高壓管路為兩套，其中一套的總管連接其中一個冷卻空氣進(jìn)氣口，另一套的總管連接另一個冷卻空氣進(jìn)氣孔，噴槍對燃?xì)廨啓C葉片一面噴涂熱障涂層，與該面冷卻孔相通的低壓管路噴出的低壓氮氣從冷卻孔噴射出去，同時與燃?xì)廨啓C葉片已完成噴涂的另一面相通的高壓管路噴出的高壓氮氣從冷卻孔噴射出去噴出。可以進(jìn)一步提尚喂'涂效率。
[0013]本實用新型所述固定裝置與冷卻空氣進(jìn)氣口的連接部位設(shè)有耐高溫密封環(huán)，可以避免保護(hù)氣體從燃?xì)廨啓C葉片根部泄漏，從而保證保護(hù)氣體可以從冷卻孔噴出。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下顯著的效果:
[0015]本實用新型在噴涂熱障涂層的同時采用保護(hù)氣體從冷卻孔噴出，使得制備熱障涂層時不會堵塞已經(jīng)加工好的冷卻孔，所以不需要對冷卻孔進(jìn)行二次修復(fù)和加工，并且可以避免陶瓷層激光打孔時因為產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和微裂紋而造成涂層的過早失效。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]圖1是燃?xì)廨啓C葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖2所示，是本實用新型一種燃?xì)廨啓C葉片熱障涂層噴涂裝置，它包括用于對燃?xì)廨啓C葉片噴涂熱障涂層I的噴槍5、用于固定燃?xì)廨啓C葉片4的固定裝