ES2859572T3 - Electrodeposición del componente del perfil alar interno - Google Patents
Electrodeposición del componente del perfil alar interno Download PDFInfo
- Publication number
- ES2859572T3 ES2859572T3 ES14164569T ES14164569T ES2859572T3 ES 2859572 T3 ES2859572 T3 ES 2859572T3 ES 14164569 T ES14164569 T ES 14164569T ES 14164569 T ES14164569 T ES 14164569T ES 2859572 T3 ES2859572 T3 ES 2859572T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- anode
- electrodeposition
- surface area
- cavity
- turbine engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
- F01D5/286—Particular treatment of blades, e.g. to increase durability or resistance against corrosion or erosion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
- C25D5/028—Electroplating of selected surface areas one side electroplating, e.g. substrate conveyed in a bath with inhibited background plating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/008—Current shielding devices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/02—Tanks; Installations therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
- C25D17/12—Shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
- C25D5/022—Electroplating of selected surface areas using masking means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/04—Tubes; Rings; Hollow bodies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/50—Electroplating: Baths therefor from solutions of platinum group metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Un método para galvanizar un área de superficie (20) de una pared interna que define la cavidad de refrigeración (16) presente en el componente del perfil alar del motor de la turbina a gas que comprende un segmento de la paleta del motor de la turbina a gas, el método comprende los pasos de: - posicionar un ánodo (30), que está dispuesto sobre un soporte de ánodo aislante de corriente (40) con una base (40b) y una protección con máscara (45) que se extiende desde un extremo del mismo, en la cavidad de refrigeración (16) del componente que es un cátodo; y - hacer circular la solución de la electrodeposición que contiene un metal noble dentro de la cavidad de refrigeración (16) durante al menos una parte del tiempo del proceso de electrodeposición para depositar una capa del metal noble sobre el área de superficie (20), donde en el paso de posicionamiento, el ánodo (30) y el soporte del ánodo (40) sobre el cual se dispone el ánodo (30) están posicionados en la cavidad de refrigeración (16) de manera que una superficie de la base (40b) del soporte del ánodo (40) envuelve y protege otra área de superficie (21) para que no sea revestida y el protector de máscara (45) cubre el área de superficie de extremo cerrado de la pared interna de ser galvanizada, y donde la electrodeposición transcurre en un tanque (T) que contiene la solución de la electrodeposición, dicho segmento de la paleta del motor de la turbina a gas con el ánodo (30) es sumergido en dicho tanque (K).
Description
DESCRIPCIÓN
Electrodeposición del componente del perfil alar interno
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención refiere a la electrodeposición del área de superficie de una pared interna que define la cavidad de refrigeración presente en el componente del perfil alar del motor de la turbina de gas a modo de preparación para aluminizar para formar un revestimiento de aluminio por difusión modificado en el área revestida.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El documento EP 2505692 A2 se refiere a un aparato para revestir en metal los componentes del motor de la aeronave que permite la creación de un entorno local para revestir al cubrir la zona localizada que será revestida para que dicha zona localizada que será revestida sea aislada de las demás partes del componente, y de ese modo, no habría necesidad de enmascarar las partes restantes del componente previo al revestimiento. El aparato comprende una carrocería adaptada para cubrir el área de superficie, la carrocería posee un ánodo anular y conductos para pasar el fluido del revestimiento a un hueco formado entre la carrocería y el componente.
El documento US 2008/075604 A1 se refiere a un método para revestir el lado interno de los orificios pasantes de una pared, donde el electrolito fluye durante el tratamiento a través de los orificios pasantes y deposita material en la respectiva superficie interna. Se usa un electrodo simple para al menos dos orificios pasantes.
El documento GB 2181744 A se refiere a un aparato para realizar la electrodeposición en el interior de objetos huecos, dicho aparato comprende un electrodo para ser insertado dentro del objeto, un espaciador para separar y aislar al electrodo del objeto, y una entrada y salida no conductora para obtener una conexión sellada al objeto para el pasaje del fluido. El documento US 6234752 B1se refiere al proceso de mecanizado electroquímico para formar varias áreas elevadas con múltiples alturas en una pared con orificios pre taladrados dentro de una pieza de trabajo. Dentro de cada orificio, se posiciona un electrodo recubierto con un material aislante en un diseño que define las áreas elevadas que se formarán en la pared de cada orificio respectivamente. A cada electrodo se le aplica corriente eléctrica provista desde una fuente de alimentación. Un resistor se ubica entre la fuente de alimentación y al menos uno de los electrodos para variar el voltaje que pasa a través de los electrodos con el fin de cambiar la cantidad de material removido dentro del respectivo orificio. El documento US 4526814 A se refiere a los métodos para formar capas de difusión protectoras sobre el níquel, el cobalto y las partes de aleación a base de hierro, dichos métodos comprenden la formación de una capa de difusión de platino, cromo y aluminio sobre dichas superficies ya sea por el vertido de platino y por cromar en fase gaseosa seguida por la acción de aluminizar o de cromar en fase gaseosa y el vertido de platino seguido por la acción de aluminizar, o por cromar en fase gaseosa seguido por la acción de aluminizar y el vertido de platino, dicha acción de cromar en fase gaseosa se lleva a cabo estando fuera de contacto con una fuente de tipos de cromos en estado gaseoso a una temperatura elevada, dicha acción de aluminizar se lleva a cabo ya sea estando en contacto o fuera de contacto con una mezcla en polvo a una temperatura elevada.
El aumento del rendimiento del motor de la turbina a gas se ha obtenido a través de las mejoras en los rendimientos de las paletas y las cuchillas de superaleación del motor de turbina a altas temperaturas que usan esquemas de refrigeración y/o revestimientos protectores y resistentes contra la oxidación/corrosión para aumentar la temperatura del funcionamiento del motor. La mayor mejora de los revestimientos externos ha sido a través de la incorporación de revestimientos de barrera térmica (TBC) aplicados a los componentes de la turbina enfriados internamente que por lo general incluyen un revestimiento de aluminio por difusión y/o un revestimiento MCrAIY entre los TBC y la superaleación de sustrato.
Sin embargo, existe la necesidad de mejorar la resistencia a la oxidación/corrosión en las superficies internas formando conductos de refrigeración o cavidades en las paletas y las cuchillas del motor de la turbina para ser utilizada en motores de turbinas a gas de alto rendimiento.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un método para la electrodeposición del área de superficie de una pared interna, tal como se define en la reivindicación independiente 1. Además, la presente invención se refiere a un aparato correspondiente para la electrodeposición del área de superficie como se define en la reivindicación independiente 5, en dónde se exponen desarrollos del método inventivo y del aparato inventivo adicionales en las subreivindicaciones, respectivamente.
La presente divulgación provee un método y un aparato para la electrodeposición de un área de superficie de una pared interna que define un conducto o cavidad de refrigeración presente en un componente del perfil alar del motor de la turbina a gas para depositar un metal noble, tal como Pt, Pd, etc., que se incorporará al revestimiento de aluminio por difusión formado subsecuentemente y formado en el área de superficie en una cantidad de enriquecimiento para mejorar las propiedades protectoras del mismo.
En una realización ilustrativa de la presente divulgación, un ánodo alargado se posiciona dentro de la cavidad de refrigeración del componente del perfil alar, en el que se crea el cátodo de una celda electrolítica, y la solución de la electrodeposición que contiene el metal noble fluye hacia la cavidad de refrigeración durante al menos parte del tiempo en que se lleva a cabo la electrodeposición. El ánodo tiene regiones extremas opuestas sostenidas sobre un soporte de ánodo que es un aislante eléctrico. El ánodo y el soporte del ánodo se adaptan para ser posicionados en la cavidad de refrigeración. El soporte del ánodo puede configurarse para que funcione como máscara para que solo una parte de la(s) área(s) de superficie sea electro depositadas, mientras que otras áreas se dejan sin recubrir como resultado del efecto de la máscara del soporte de ánodo. La solución de la electrodeposición puede contener un metal noble como el Pt, Pd, Au, Ag, Rh, Ru, Os, Ir y/o las aleaciones de los mismos con el fin de depositar una capa de metal noble en el área de superficie seleccionada.
Luego de la electrodeposición, se forma un revestimiento de aluminio por difusión sobre el área de la superficie interna revestida como consecuencia de aluminizar en fase gaseosa (por ejemplo: deposición química de vapor (CVD), por empaquetamiento, etc.), paquete de aluminio, o cualquier método adecuado para aluminizar de modo que el revestimiento de aluminio por difusión se modifica para incluir cierto enriquecimiento de metal noble para mejorar su rendimiento a altas temperaturas.
El componente del perfil alar puede tener una o múltiples cavidades de refrigeración que son electro-depositadas y luego aluminizadas simultáneamente.
Estas y otras ventajas de la invención se volverán más evidentes a partir de los siguientes dibujos tomados con la descripción detallada.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista en perspectiva y esquemática de un segmento de la paleta del motor de la turbina a gas que posee múltiples (dos) cavidades de refrigeración internas para ser revestidas a modo de protección en determinadas áreas de superficie.
La Figura 2 es una elevación lateral parcial del segmento de la paleta que muestra una sola cavidad de refrigeración con conductos de salida de aire de refrigeración que se extienden a los costados u orificios que finalizan en el borde de salida del segmento de la paleta.
La Figura 3 es una vista perspectiva de la máscara que muestra las dos cavidades de refrigeración y un ánodo sobre un soporte de ánodo en cada cavidad de refrigeración.
La Figura 4 es una vista superior de un ánodo sobre un soporte de ánodo en una de las cavidades de refrigeración. La Figura 5 es una elevación lateral de un ánodo sobre un soporte de ánodo en una de las cavidades de refrigeración. La Figura 6 es una vista del extremo del ánodo sobre el soporte de la Fig. 5.
La Figura 7 es una vista lateral esquemática del segmento de la paleta contenida en la herramienta de suministro de corriente eléctrica en un tanque de electrodeposición y que muestra los ánodos conectados a un embarrado para recibir corriente eléctrica de una fuente de energía mientras que el segmento de la paleta crea el cátodo de la celda electrolítica. La Figura 8 es una vista del extremo de la máscara y de la herramienta de suministro de corriente eléctrica y que también muestra de manera parcial los ánodos externos para revestir el perfil alar exterior del segmento de la paleta.
La Figura 9 es una vista esquemática del extremo del segmento de la paleta del motor de turbina a gas que muestra la capa de Pt galvanizada en determinadas áreas de la superficie.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La invención provee un método y un aparato para la electrodeposición de un área de superficie de la pared interna que define la cavidad de refrigeración presente en el componente del perfil alar del motor de la turbina a gas, tales como una cuchilla o una paleta de la turbina o los segmentos del mismo. Un metal noble que incluye Pt, Pd, Au, Ag, Rh, Ru, Os, Ir y/o las aleaciones del mismo se deposita en el área de superficie y será incorporado en un revestimiento de aluminio por difusión formado subsecuentemente sobre el área de superficie en una cantidad de metal noble para enriquecimiento con el fin de mejorar las propiedades protectoras del revestimiento de aluminio por difusión modificado por el metal noble.
Con fines ilustrativos y no limitativos, la invención se describirá en detalle a continuación con respecto a la electrodeposición de un área de superficie seleccionada de la pared interna de una cavidad de refrigeración presente en el segmento de la paleta del motor de la turbina a gas 5 del tipo general que se muestra en la Figura 1 donde el segmento de la paleta 5 incluye la primera y la segunda región de cubierta amplificada 10, 12 y una región con forma de perfil alar 14 entre las regiones cubiertas 10, 12. La región con forma de perfil alar 14 incluye múltiples (se muestran dos) cavidades o conductos internos de refrigeración 16 y cada uno posee un extremo abierto 16a por donde reciben el aire de refrigeración y que se extienden longitudinalmente desde la región cubierta 10 hacia la región cubierta 12 dentro de la región con forma de perfil alar. Cada cavidad de aire de refrigeración 16 posee un extremo interno cerrado alejado del extremo abierto 16a y se comunican con los conductos de salida del aire de refrigeración 18 extendiéndose lateralmente desde la cavidad de refrigeración 16 como se muestra en la Figura 2 hacia la superficie externa del perfil alar por donde sale el aire de refrigeración. El segmento de la paleta 5 puede estar formado por una superaleación base de níquel convencional, una superaleación base de cobalto u otro metal o aleación adecuado para la aplicación particular del motor de la turbina a gas.
En una aplicación, un área de superficie seleccionada 20 de la pared interna W que define cada cavidad de refrigeración 16 se recubre con un revestimiento protector de aluminio por difusión modificado con metales nobles, Figuras 4-6. Otra área de superficie generalmente lisa 21 y el área del extremo cerrado 23 de la pared interna W se dejan sin revestir cuando no lo requieren y se ahorra el costo de los metales nobles. Con fines ilustrativos y no limitativos, la invención se describirá a continuación en conexión con el aluminio por difusión enriquecido con Pt, aunque se pueden usar otros metales nobles para enriquecer el revestimiento de aluminio por difusión, tales como metales que incluyan Pt, Pd, Au, Ag, Rh, Ru, Os, Ir y/o las aleaciones de los mismos.
En referencia a las Figuras 2 y 7, el segmento de la paleta 5 se muestra con una máscara flexible y hermética 25 adaptada a la región cubierta 10 para prevenir que se cubra con revestimiento el área envuelta con la máscara 10, donde la cavidad 16 tiene un extremo abierto 16a. La otra región cubierta 12 se tapa con una máscara similar 25' a este mismo extremo, donde la máscara 25' se une al elemento fijo o la herramienta 27, Figura 7. La máscara puede ser de materia1Hypalon®, caucho u otro material adecuado. La máscara 25 incluye una apertura 25a a través de la cual la solución de la electrodeposición que contiene el metal noble fluye hacia cada cavidad de refrigeración 16. Para este fin, se recibe al conducto que provee la solución de la electrodeposición 22 en la apertura de la máscara 25a con el extremo de descarga del conducto 22 situado entre los ánodos 30 próximos al extremo de apertura de la cavidad 16a para proveer la solución de la electrodeposición a ambas cavidades de refrigeración 16 durante al menos una parte del tiempo transcurrido durante la electrodeposición, ya sea de forma continua, periódica u otra manera, para rellenar la solución que contiene Pt en las cavidades 16. De manera alternativa, el conducto 22 se puede configurar y adaptar su tamaño para ocupar la mayor parte de la apertura de la máscara 25a a este mismo extremo con los ánodos 30 que se extienden a través y fuera del conducto de plástico 22 para conectarse al suministro de corriente 29. El conducto de abastecimiento plástico 22 se conecta a una bomba montada en un tanque P, que suministra al conducto 22 con la solución de la electrodeposición. La solución de la electrodeposición es, por lo tanto, suministrada por la bomba P a ambas cavidades de refrigeración 16 a través de la apertura de la máscara 25a. Con fines ilustrativos y no limitativos, un ritmo de flujo típico de la solución de la electrodeposición puede ser de 15 galones [56,78L] por minuto u otro ritmo de flujo adecuado. El conducto 22 incluye orificios de alivio de contrapresión 22a para prevenir que la presión en las cavidades de refrigeración 16 aumente lo suficiente como para desplazar la máscara 25 de la región cubierta 10 durante la electrodeposición.
La electrodeposición se lleva a cabo en un tanque T que contiene la solución de la electrodeposición con el segmento de la paleta 5 sumergido en la solución de la electrodeposición por el elemento fijo o la herramienta que suministra corriente eléctrica 27, Figura 7. El elemento fijo o la herramienta 27 pueden estar hechos de polipropileno u otro material aislante de electricidad. La herramienta incluye un pasador S de contacto del ánodo eléctrico conectado al suministro de corriente eléctrica 29 y a un accionamiento de ánodo de suministro de corriente eléctrica 31. Los ánodos 30 reciben corriente eléctrica a través de las extensiones de accionamiento del suministro de corriente eléctrica 31 conectado al pasador de contacto del ánodo que se encuentra conectado al suministro de corriente eléctrica 29. El segmento de la paleta 5 está hecho de cátodo en la celda electrolítica por un accionamiento de cátodo eléctrico 33 en contacto eléctrico con la región cubierta 12 y que se extiende por la herramienta de polipropileno 27 a la terminal negativa del suministro de energía 29.
Cada ánodo 30 alargado respectivamente se extiende a través de la apertura de la máscara 25a como se muestra en la Figura 7 y hacia cada cavidad de refrigeración 16 a lo largo de su longitud, pero cerca de su extremo (definido por el área de superficie 23) final (cerrado). El ánodo 30 se muestra como un ánodo con forma de varilla, cilíndrico, aunque se pueden
utilizar ánodos con otras formas en la práctica de la invención. El ánodo 30 tiene regiones de extremos opuestos 30a, 30b apoyados sobre los extremos de un soporte de ánodo aislante de corriente 40, Figuras 4, 5 y 6, que pueden estar hechos de polipropileno hecho a máquina u otro material aislante eléctrico adecuado. El soporte 40 comprende una base con lateral cónico 40b que posee una costilla longitudinal sobresaliente 40a sobre la cual reside el ánodo 30. La intervención de la base 40b de cada soporte de ánodo en el área de superficie generalmente llana 21 de la respectiva cavidad de refrigeración 16 mantiene el ánodo en la cavidad de refrigeración en una posición relativa al área de superficie 20 para ser revestida y cubre el área de superficie 21 para que no sea revestida. Un extremo del ánodo está ubicado por la costilla localizadora del ánodo sobresaliente 41 y el extremo opuesto está ubicado en la apertura 43 sobre un protector de enmascaramiento integral 45 del soporte 40.
El ánodo 30 y el soporte del ánodo 40 poseen colectivamente una configuración y dimensiones que, por lo general, son complementarias a las de cada cavidad de refrigeración 16 que permite que el ensamblaje del ánodo y del soporte de ánodo se posicionen en la cavidad de refrigeración 16 alejada del (sin tener contacto) área de superficie 20 de la pared interna W que define la cavidad de refrigeración que aún cubre el área de superficie 21. El soporte de ánodo 40 está configurado con la base 40b que funciona como máscara del área de superficie 21 de modo que solo el área de superficie 20 está galvanizada. Las áreas de superficie 21, 23 se dejan sin revestir como resultado del efecto de la máscara de la base 40b y del protector de enmascaramiento integral 45 del soporte del ánodo 40. Tales áreas 21, 23 quedan sin recubrir cuando el revestimiento no es necesario para la aplicación del servicio pretendido y para reducir los costos del metal noble.
Cuando un segmento de la paleta hecho de una superaleación a base de níquel se galvaniza, el ánodo puede comprender metal de níquel 200 convencional, aunque se pueden requerir otros materiales de ánodos adecuados que incluyen, pero no se limitan a, titanio chapado con platino, titanio cubierto por platino, grafito, material de ánodo cubierto con dióxido de iridio, entre otros.
La solución de la electrodeposición en el tanque T comprende cualquier solución de la electrodeposición que contiene metales nobles adecuados para depositar una capa de metal noble sobre el área de superficie 20. Con fines ilustrativos y no limitativos, la solución de la electrodeposición puede comprender una solución KOH acuosa que contenga Pt del tipo descrito en la patente de EE. UU. 5.788.823 la cual posee de 9,5 a 12 gr/L de Pt por peso (u otra cantidad de Pt), la divulgación que se incorpora aquí por referencia, aunque la invención puede ser practicada utilizando cualquier solución de la electrodeposición adecuada que contenga un metal noble incluyendo, pero no limitando, al ácido hexacloroplatínico (H2PtCl6) como fuente de Pt en una solución reguladora de fosfato (Us 3.677.789), una solución de ácido clorhídrico, una solución de sulfato que utiliza sal precursora de Pt tales como [(NH3)2Pt(NO2)2] o H2Pt(NO2)2SO4, y un baño de sal Q de platino ([(NH3)4Pt(HPO4)] descrito en la US 5.102.509).
Cada ánodo 30 se conecta a través de extensiones al accionamiento de ánodo de suministro de corriente eléctrica 31 y a la fuente de energía convencional 29 para proveer corriente eléctrica (amperaje) o voltaje para realizar la electrodeposición, mientras que la solución de la electrodeposición es inyectada de forma continua, periódica o de otra manera dentro de las cavidades de refrigeración 16 para rellenar con el Pt disponible para la electrodeposición y depositar una capa de Pt con un espesor substancialmente uniforme sobre el área de superficie seleccionada 20 de la pared interna W de cada cavidad de refrigeración 16, mientras que cubre las áreas 21, 23 y evita que sean galvanizadas. La solución de la electrodeposición puede fluir a través de las cavidades 16 y salir por los conductos de salida del aire de refrigeración 18 hacia el tanque. El segmento de la paleta 5 está hecha de cátodo por el accionamiento de cátodo eléctrico 33. Con fines ilustrativos y no limitativos y para la Figura 9, la capa de Pt se deposita para proveer un espesor de 0,25 mil a 0.35 mil de Pt sobre el área de la superficie seleccionada 20, aunque el espesor no es tan limitado y puede elegirse para adecuarse a cualquier aplicación de revestimiento particular. También, con fines ilustrativos y no limitativos, una corriente de electrodeposición de 0,010 amp/ cm2 a 0,020 amp/cm2 puede usarse para depositar Pt de tal espesor en un determinado tiempo usando la solución de la electrodeposición KOH que contiene Pt descrita en la patente de EE. UU. 5.788.823.
Durante la electrodeposición de cada cavidad de refrigeración 16, las superficies externas del perfil alar del segmento de la paleta 5 (entre las regiones cubiertas por una máscara 10, 12) pueden ser opcionalmente galvanizadas con el metal noble (por ejemplo: Pt, etc.) así como también con otros ánodos 50 (mostrados de manera parcial en la figura 8) dispuestos sobre la herramienta 27 externa del segmento de la paleta 5 y conectados a un accionamiento de ánodo 31 en el tanque T, o las superficies externas del segmento de la paleta pueden ser cubiertas de manera completa o parcial para prevenir cualquier electrodeposición en el lugar.
Siguiendo con la electrodeposición y la extracción del ánodo y su soporte de ánodo del segmento de la paleta, un revestimiento de aluminio por difusión se forma sobre el área de superficie interna revestida 20 y las áreas de superficies internas no revestidas 21, 23 por aluminio en fase gaseoso convencional (por ejemplo, la deposición de química a vapor -CVD por sus siglas en inglés, por empaquetamiento, etc.), paquete de aluminio, o cualquier método para aluminizar adecuado. La capa de aluminio por difusión que se forma sobre el área de superficie 20 incluye una cantidad de metal noble (por ejemplo, Pt) enriquecido para mejorar su rendimiento a alta temperatura. Es decir, la capa de aluminio por
difusión será enriquecido con Pt para proveer una capa de aluminio por difusión de Pt modificado en el área de superficie 20 donde residió anteriormente la capa de Pt, Figura 9, como resultado de la presencia de una capa de Pt por electrodeposición que es incorporada al aluminio por difusión a medida que crece en el substrato del segmento de la paleta para formar un revestimiento NiAl de Pt modificado. El revestimiento por difusión que se formó en las otras áreas de la superficie no revestidas 21, 23 no incluiría el metal noble. El revestimiento de aluminio por difusión puede formarse por baja actividad CVD (deposición de química a vapor) aluminizada a 2079,4° C (= 1975° F) temperatura de sustrato por 9 horas usando un gas de revestimiento que contenga cloruro de aluminio de un generador(es) externo(s) como se describe en las patentes de EE. UU. 5.261.963 y 5.264.245. Además, el aluminio CVD puede realizarse según lo describen las patentes de EE. UU. 5.788.823 y 6.793.966.
Aunque la presente invención ha sido descrita con respecto a ciertas realizaciones ilustrativas, aquellos expertos en la técnica apreciarán que pueden hacerse modificaciones y cambios en ella dentro del alcance de la invención como se exponen en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1 . Un método para galvanizar un área de superficie (20) de una pared interna que define la cavidad de refrigeración (16) presente en el componente del perfil alar del motor de la turbina a gas que comprende un segmento de la paleta del motor de la turbina a gas, el método comprende los pasos de:- posicionar un ánodo (30), que está dispuesto sobre un soporte de ánodo aislante de corriente (40) con una base (40b) y una protección con máscara (45) que se extiende desde un extremo del mismo, en la cavidad de refrigeración (16) del componente que es un cátodo; y- hacer circular la solución de la electrodeposición que contiene un metal noble dentro de la cavidad de refrigeración (16) durante al menos una parte del tiempo del proceso de electrodeposición para depositar una capa del metal noble sobre el área de superficie (20),donde en el paso de posicionamiento, el ánodo (30) y el soporte del ánodo (40) sobre el cual se dispone el ánodo (30) están posicionados en la cavidad de refrigeración (16) de manera que una superficie de la base (40b) del soporte del ánodo (40) envuelve y protege otra área de superficie (21) para que no sea revestida y el protector de máscara (45) cubre el área de superficie de extremo cerrado de la pared interna de ser galvanizada, ydonde la electrodeposición transcurre en un tanque (T) que contiene la solución de la electrodeposición, dicho segmento de la paleta del motor de la turbina a gas con el ánodo (30) es sumergido en dicho tanque (K).
- 2. El método de la reivindicación 1,donde el ánodo (30) comprende níquel cuando el componente está hecho de una superaleación a base de Ni.
- 3. El método de la reivindicación 1 o 2,donde la solución de la electrodeposición incluye un metal que comprende Pt, Pd, Au, Ag, Rh, Ru, Os o Ir para depositar dicho metal sobre el área de superficie (20); y/o donde la solución de la electrodeposición es provista a la cavidad de refrigeración (16) a través de un conducto de abastecimiento que posee una o más aperturas de liberación de presión (20a).
- 4. El método de una de las reivindicaciones 1 a 3, incluyendo el paso siguiente de aluminizar el área de superficie galvanizada (20) para formar un revestimiento de aluminio por difusión que tiene el metal noble incorporado al mismo.
- 5. Un aparato para la electrodeposición de un área de superficie (20) de una pared interna que define una cavidad (16) presente en el componente del perfil alar del motor de la turbina a gas comprende una cuchilla o paleta de motor de turbina a gas o segmento del mismo, el aparato comprende un ánodo (30) apoyado sobre un soporte de ánodo aislante de corriente (40) con una base y una protección con máscara que se extiende desde un extremo del mismo, donde el ánodo (30) y el soporte de ánodo (40) se adaptan para ser colocados en la cavidad (16) de manera que una superficie de la base del soporte de ánodo (40) envuelve y cubre otra área de la superficie (21) que no debe ser galvanizada y el protector de máscara cubre el área de la superficie de extremo cerrado de la pared interna para que no sea galvanizada, donde el aparato incluye además un tanque que tiene la solución de la electrodeposición en él y en el cual se sumerge el componente con el ánodo (30).
- 6. El aparato de la reivindicación 5,que además incluye una bomba para hacer fluir la solución de la electrodeposición que contiene el metal noble hacia la cavidad (60), donde la solución incluye preferentemente un metal que comprenda Pt, Pd, Au, Ag, Rh, Ru, Os o Ir para depositar dicho metal en el área de superficie.
- 7. El aparato de la reivindicación 5 o 6,donde la solución de la electrodeposición es suministrada a la cavidad (16) a través del conducto de abastecimiento (22) que contiene una o más aperturas de liberación de presión posteriores (22a).
- 8. El aparato de una de las reivindicaciones 5 a 7,donde el ánodo (30) comprende níquel cuando el componente está hecho de una superaleación a base de Ni.
- 9. El aparato de una de las reivindicaciones 5 a 8,donde el ensamblaje del ánodo (30) en el soporte del ánodo (40) se posiciona en la cavidad (16) por la intervención de una superficie del soporte del ánodo (40) con una superficie de la pared que define la cavidad (16).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361854561P | 2013-04-26 | 2013-04-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2859572T3 true ES2859572T3 (es) | 2021-10-04 |
Family
ID=50478751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES14164569T Active ES2859572T3 (es) | 2013-04-26 | 2014-04-14 | Electrodeposición del componente del perfil alar interno |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US9840918B2 (es) |
EP (1) | EP2796593B1 (es) |
JP (1) | JP6403250B2 (es) |
CA (1) | CA2849143C (es) |
ES (1) | ES2859572T3 (es) |
PL (1) | PL2796593T3 (es) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2866479C (en) | 2013-12-20 | 2021-08-17 | Will N. Kirkendall | Internal turbine component electroplating |
US10711361B2 (en) * | 2017-05-25 | 2020-07-14 | Raytheon Technologies Corporation | Coating for internal surfaces of an airfoil and method of manufacture thereof |
CN110129859B (zh) * | 2018-02-08 | 2021-09-21 | 通用电气公司 | 掩蔽元件中的孔并对元件进行处理的方法 |
CN116005079A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-04-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种高导电性能的抗高温氧化涂层及其制备方法 |
Family Cites Families (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2641439A (en) | 1947-10-01 | 1953-06-09 | Chrysler Corp | Cooled turbine or compressor blade |
GB1213821A (en) | 1967-04-12 | 1970-11-25 | Rolls Royce | Method of making a turbine blade |
AT303503B (de) | 1968-02-06 | 1972-10-15 | Du Pont | Verfahren und vorrichtung zum abfuehren von waerme aus kuehlgut, insbesondere aus nahrungsmitteln |
DE1796175C2 (de) | 1968-09-14 | 1974-05-30 | Deutsche Edelstahlwerke Gmbh, 4150 Krefeld | Hochtemperaturkorrosions- und zunderbeständige Diffusionsschutzschicht auf Gegenständen aus hochwarmfesten Legierungen auf Nickel- und/oder Kobaltbasis |
US3801357A (en) * | 1969-06-30 | 1974-04-02 | Alloy Surfaces Co Inc | Diffusion coating |
US3804725A (en) * | 1972-08-10 | 1974-04-16 | Western Electric Co | Methods and apparatus for treating an article |
US4031274A (en) | 1975-10-14 | 1977-06-21 | General Electric Company | Method for coating cavities with metal |
US4132816A (en) * | 1976-02-25 | 1979-01-02 | United Technologies Corporation | Gas phase deposition of aluminum using a complex aluminum halide of an alkali metal or an alkaline earth metal as an activator |
US4323433A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-06 | The Boeing Company | Anodizing process employing adjustable shield for suspended cathode |
JPS58217693A (ja) * | 1982-06-14 | 1983-12-17 | Sonitsukusu:Kk | 微小部分銀メツキ処理物及びそのメツキ方法 |
US4526814A (en) * | 1982-11-19 | 1985-07-02 | Turbine Components Corporation | Methods of forming a protective diffusion layer on nickel, cobalt, and iron base alloys |
GB2181744A (en) | 1985-09-11 | 1987-04-29 | Larcum Kendall Limited | Surface treating hollow objects |
JPS63243297A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-11 | Mitsubishi Metal Corp | 伝熱管の製造方法 |
GB8821005D0 (en) | 1988-09-07 | 1988-10-05 | Johnson Matthey Plc | Improvements in plating |
US5139824A (en) | 1990-08-28 | 1992-08-18 | Liburdi Engineering Limited | Method of coating complex substrates |
US5098542A (en) * | 1990-09-11 | 1992-03-24 | Baker Hughes Incorporated | Controlled plating apparatus and method for irregularly-shaped objects |
US5057196A (en) * | 1990-12-17 | 1991-10-15 | General Motors Corporation | Method of forming platinum-silicon-enriched diffused aluminide coating on a superalloy substrate |
US5261963A (en) | 1991-12-04 | 1993-11-16 | Howmet Corporation | CVD apparatus comprising exhaust gas condensation means |
US5264245A (en) | 1991-12-04 | 1993-11-23 | Howmet Corporation | CVD method for forming uniform coatings |
US7087143B1 (en) * | 1996-07-15 | 2006-08-08 | Semitool, Inc. | Plating system for semiconductor materials |
US5788823A (en) | 1996-07-23 | 1998-08-04 | Howmet Research Corporation | Platinum modified aluminide diffusion coating and method |
US5800695A (en) * | 1996-10-16 | 1998-09-01 | Chromalloy Gas Turbine Corporation | Plating turbine engine components |
US20040018299A1 (en) * | 1996-12-23 | 2004-01-29 | Arnold James E. | Method of forming a diffusion coating on the surface of a workpiece |
US5985122A (en) * | 1997-09-26 | 1999-11-16 | General Electric Company | Method for preventing plating of material in surface openings of turbine airfoils |
US5902471A (en) | 1997-10-01 | 1999-05-11 | United Technologies Corporation | Process for selectively electroplating an airfoil |
JP3797582B2 (ja) * | 1998-02-10 | 2006-07-19 | 株式会社日本製鋼所 | 円筒体内面のめっき方法 |
DE69911948T2 (de) | 1999-08-09 | 2004-11-04 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum Verschliessen von Kühlungsöffnungen eines Gasturbinebauteils |
US6254756B1 (en) | 1999-08-11 | 2001-07-03 | General Electric Company | Preparation of components having a partial platinum coating thereon |
US6332926B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-12-25 | General Electric Company | Apparatus and method for selectively coating internal and external surfaces of an airfoil |
US6290461B1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-09-18 | General Electric Company | Method and tool for electrochemical machining |
US6234752B1 (en) * | 1999-08-16 | 2001-05-22 | General Electric Company | Method and tool for electrochemical machining |
US6435835B1 (en) * | 1999-12-20 | 2002-08-20 | United Technologies Corporation | Article having corrosion resistant coating |
EP1111192B1 (en) | 1999-12-20 | 2005-08-31 | United Technologies Corporation | Articles provided with corrosion resistant coatings |
US6589668B1 (en) | 2000-06-21 | 2003-07-08 | Howmet Research Corporation | Graded platinum diffusion aluminide coating |
US6502304B2 (en) | 2001-05-15 | 2003-01-07 | General Electric Company | Turbine airfoil process sequencing for optimized tip performance |
US6793966B2 (en) | 2001-09-10 | 2004-09-21 | Howmet Research Corporation | Chemical vapor deposition apparatus and method |
US7501328B2 (en) * | 2003-05-07 | 2009-03-10 | Microfabrica Inc. | Methods for electrochemically fabricating structures using adhered masks, incorporating dielectric sheets, and/or seed layers that are partially removed via planarization |
US6743350B2 (en) | 2002-03-18 | 2004-06-01 | General Electric Company | Apparatus and method for rejuvenating cooling passages within a turbine airfoil |
EP1365039A1 (en) | 2002-05-24 | 2003-11-26 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Process of masking colling holes of a gas turbine component |
JP3765292B2 (ja) * | 2002-06-28 | 2006-04-12 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 耐高温酸化性耐熱合金部材の製造方法 |
US7056555B2 (en) | 2002-12-13 | 2006-06-06 | General Electric Company | Method for coating an internal surface of an article with an aluminum-containing coating |
US6929825B2 (en) | 2003-02-04 | 2005-08-16 | General Electric Company | Method for aluminide coating of gas turbine engine blade |
DE10350727A1 (de) * | 2003-10-30 | 2005-06-02 | Mtu Aero Engines Gmbh | Bauteil mit einem Platin-Aluminium-Substratbereich, Platin-Aluminium-Beschichtung und Herstellverfahren |
US7645485B2 (en) | 2004-04-30 | 2010-01-12 | Honeywell International Inc. | Chromiumm diffusion coatings |
US20060042932A1 (en) | 2004-08-25 | 2006-03-02 | Rosenzweig Mark A | Apparatus and method for electroplating a workpiece |
US7494576B2 (en) | 2004-08-26 | 2009-02-24 | General Electric Company | Electroplating apparatus and method for making an electroplating anode assembly |
US20060093849A1 (en) | 2004-11-02 | 2006-05-04 | Farmer Andrew D | Method for applying chromium-containing coating to metal substrate and coated article thereof |
EP1655091A1 (de) | 2004-11-09 | 2006-05-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur elektrolytischen Bearbeitung eines Bauteils und ein Bauteil mit Durchgangsloch |
US20060275624A1 (en) | 2005-06-07 | 2006-12-07 | General Electric Company | Method and apparatus for airfoil electroplating, and airfoil |
US7838070B2 (en) | 2005-07-28 | 2010-11-23 | General Electric Company | Method of coating gas turbine components |
JP2007039779A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Izumi Sogyo Kk | 中空形状物品の内面メッキ方法及びその装置 |
US8101050B2 (en) * | 2006-06-20 | 2012-01-24 | Vetco Gray Inc. | System, method, and apparatus for continuous electroplating of elongated workpieces |
US8501273B2 (en) * | 2008-10-02 | 2013-08-06 | Rolls-Royce Corporation | Mixture and technique for coating an internal surface of an article |
US7992600B2 (en) * | 2009-01-14 | 2011-08-09 | Liu lai-cheng | Apparatus for filling a motor vehicle cooling system |
GB0902633D0 (en) * | 2009-02-18 | 2009-04-01 | Rolls Royce Plc | A method and an arrangement for vapour phase coating of an internal surface of at least one hollow article |
US9085980B2 (en) | 2011-03-04 | 2015-07-21 | Honeywell International Inc. | Methods for repairing turbine components |
US8747639B2 (en) * | 2011-03-31 | 2014-06-10 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Metal plating method and apparatus |
US8636890B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-01-28 | General Electric Company | Method for refurbishing PtAl coating to turbine hardware removed from service |
GB2511768A (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-17 | Rolls Royce Plc | Erosion Resistant Coating |
CA2866479C (en) | 2013-12-20 | 2021-08-17 | Will N. Kirkendall | Internal turbine component electroplating |
-
2014
- 2014-04-14 PL PL14164569T patent/PL2796593T3/pl unknown
- 2014-04-14 ES ES14164569T patent/ES2859572T3/es active Active
- 2014-04-14 EP EP14164569.7A patent/EP2796593B1/en active Active
- 2014-04-14 US US14/120,004 patent/US9840918B2/en active Active
- 2014-04-15 CA CA2849143A patent/CA2849143C/en active Active
- 2014-04-16 JP JP2014084270A patent/JP6403250B2/ja active Active
-
2017
- 2017-11-20 US US15/732,490 patent/US10544690B2/en active Active
- 2017-11-30 US US15/732,592 patent/US10385704B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014224315A (ja) | 2014-12-04 |
US20180163547A1 (en) | 2018-06-14 |
JP6403250B2 (ja) | 2018-10-10 |
US10544690B2 (en) | 2020-01-28 |
US10385704B2 (en) | 2019-08-20 |
US9840918B2 (en) | 2017-12-12 |
EP2796593A3 (en) | 2015-03-11 |
CA2849143C (en) | 2021-04-13 |
EP2796593A2 (en) | 2014-10-29 |
US20180080330A1 (en) | 2018-03-22 |
US20140321997A1 (en) | 2014-10-30 |
PL2796593T3 (pl) | 2021-07-26 |
CA2849143A1 (en) | 2014-10-26 |
EP2796593B1 (en) | 2021-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2859572T3 (es) | Electrodeposición del componente del perfil alar interno | |
US10669865B2 (en) | Internal turbine component electroplating | |
JP5993144B2 (ja) | コーティングによって覆われた高温構成要素のための冷却チャンネルシステム及び関連する方法 | |
JP4564545B2 (ja) | コーティング方法 | |
EP2966190B1 (en) | Method for forming aluminide coating film on base | |
ES2953288T3 (es) | Protección frente a la corrección para boquillas de pistolas de plasma y método de protección de las boquillas de las pistolas | |
CN104271889B (zh) | 具有ptal结合涂层和热障涂层的翼型件装置及相应制造方法 | |
JP2009228121A5 (es) | ||
EP3080338A1 (en) | Nickel-chromium-aluminum composite by electrodeposition | |
US20140231247A1 (en) | Metal plating method and apparatus | |
US11873569B2 (en) | Coating for internal surfaces of an airfoil and method of manufacture thereof | |
EP3080323B1 (en) | Electroformed nickel-chromium alloy | |
CN102762778B (zh) | 用于电解沉积涂层的方法和组件 | |
EP3211115A1 (en) | Article with improved coating system and methods of forming the same | |
US20200190681A1 (en) | Electroforming apparatus and method for forming a rib |