PT1673490E

PT1673490E - Camada de protecção para proteger um componente contra a corrosão e a oxidação a altas temperaturas e o componente

Info

Publication number: PT1673490E
Application number: PT04764966T
Authority: PT
Inventors: Werner Stamm
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2011-04-20
Also published as: CN1867699A; CA2542763C; ATE497549T1; CN100572601C; DE502004012166D1; ES2359918T3; EP1524334A1; US20070065675A1; RU2334022C2; JP4874112B2; PL1673490T3; CA2542763A1; WO2005042802A1; EP1673490A1; JP2007508455A; EP1673490B1; RU2006116893A; DK1673490T3; SI1673490T1; US8025984B2

Description

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DESCRIÇÃO "CAMADA DE PROTECÇÃO PARA PROTEGER UM COMPONENTE CONTRA A CORROSÃO E A OXIDAÇÃO A ALTAS TEMPERATURAS E O COMPONENTE" A invenção é relativa a uma camada de protecção para proteger um componente contra a corrosão e a oxidação a altas temperaturas de acordo com a reivindicação 1, em que o componente se trata em particular de um componente de uma turbina a gás, e a um processo de acordo com a reivindicação 5. A invenção é sobretudo relativa a uma camada de protecção destinada a um componente feito de uma superliga à base de niquel ou de cobalto.

As camadas de protecção destinadas a componentes metálicos, que têm por função aumentar-lhes a resistência à corrosão e/ou a resistência à oxidação, são conhecidas em grande número no estado da técnica. A maioria destas camadas de protecção é conhecida pelo nome colectivo McrAlX, representando M pelo menos um dos elementos do grupo composto por ferro, cobalto e niquel, e outros elementos importantes crómio, aluminio e X = itrio, podendo este último também ser total ou parcialmente substituído por um elemento que lhe seja equivalente do grupo composto por escândio e pelos elementos das terras raras.

Os revestimentos tipicos deste tipo são conhecidos das patentes US 4 005 989, 4 034 142, US5273712.

Do EP-A 0 194 392, conhece-se ainda inúmeras composições especiais para camadas de protecção do tipo acima referido 2 com misturas de outros elementos, para diferentes fins de aplicação. Neste caso, também se refere o elemento rénio com misturas até 10% de teor em peso, a par de muitos outros elementos que podem ser facultativamente adicionados. Devido a outras áreas pouco especificadas para possíveis misturas, nenhuma das camadas de protecção indicadas está qualificada para condições particulares, como, por exemplo, as que se verificam no caso das pás do rotor e das pás directrizes das turbinas a gás com grandes temperaturas de entrada, que têm de funcionar durante grandes períodos de tempo.

Também se conhece camadas de protecção que contêm rénio a partir das patentes US 5 154 885, EP-A 0 412 397, DE 694 01 260 T2 e WO 91/02108 Al.

Também o EP 1 306 454 Al revela uma camada de protecção composta por niquel, cobalto, crómio, alumínio, rénio e ítrio. Não estão disponibilizados dados acerca dos teores de níquel e de cobalto. O US 6 346 134 Bl revela uma camada de MCrAlY, com um teor de crómio de 20 a 35% em peso, um teor de alumínio de 5 a 15% em peso, adições de háfnio, rénio, lantânio e tântalo, e um grande teor de ítrio de 4 a 6% em peso. O US 6 280 857 Bl revela uma camada de protecção a altas temperaturas, que revela os elementos cobalto, crómio e alumínio à base de níquel, a adição opcional de rénio e de misturas obrigatórias de ítrio e de silício. É possível encontrar execuções para a aplicação de uma camada de protecção sobre um componente de uma turbina a 3

gás, a ser sujeito a uma grande carga térmica, no EP 0 253 754 91. A luta em torno do aumento das temperaturas de entrada, tanto nas turbinas a gás estacionárias como nos motores dos aviões, tem um grande peso no sector especializado das turbinas a gás, visto que as temperaturas de entrada são factores de especificação importantes para os graus de eficácia termodinâmicos que podem ser atingidos com as turbinas a gás. Através da utilização de ligas especialmente desenvolvidas como materiais de base para componentes a serem sujeitos a grandes cargas térmicas, como as pás do rotor e as pás directrizes, em particular através da utilização de superligas monocristalinas, são possíveis temperaturas de entrada claramente acima dos 1 000 °C. Entretanto, o estado da técnica permite temperaturas de entrada iguais ou superiores a 950 °C no caso das turbinas a gás estacionárias, e iguais ou superiores a 1 100 °C no caso das turbinas a gás dos motores dos aviões.

Os exemplos de construção de uma pá de turbina com um substrato monocristalino, que pode, por seu lado, apresentar uma estrutura complexa, podem ser vistos no WO 91/01433 Al.

Enquanto que, em grande medida, não constitui um problema a capacidade de carga física por parte dos materiais de base entretanto desenvolvidos para os componentes sujeitos a grandes esforços, em termos de outros possíveis aumentos das temperaturas de entrada, será necessário recorrer de novo a camadas de protecção de modo a atingir uma resistência que seja suficiente contra a oxidação e a 4 corrosão. A par da suficiente resistência química por parte de uma camada de protecção face aos ataques previstos dos gases de combustão a temperaturas na ordem de grandeza dos 1 000 °C, é necessário que uma camada de protecção também possua propriedades mecânicas que sejam suficientemente boas, isto sem dúvida também em relação à interacção mecânica da camada de protecção com o material de base. Em particular, é necessário que a camada de protecção seja suficientemente dúctil, de modo a conseguir acompanhar eventuais deformações do material de base e a não se fissurar, visto que com isso seriam gerados pontos de ataque para a oxidação e a corrosão. Neste caso, surge tipicamente o problema relacionado com o facto de um aumento dos teores de elementos como o alumínio e o crómio, os quais conseguem melhorar a resistência de uma camada de protecção contra a oxidação e a corrosão, piorar a ductilidade da camada de protecção, tendo-se de lidar com falhas mecânicas, em particular com a formação de fissuras, no caso de um esforço mecânico como o que se verifica usualmente numa turbina a gás. Os exemplos de redução da ductilidade da camada de protecção pelos elementos crómio e alumínio são conhecidos do estado da técnica. A partir do WO 01/09403 Al, conhece-se uma superliga para um substrato que também contém rénio. Descreve-se neste documento que as fases intermetálicas constituídas por rénio reduzem a estabilidade a longo prazo da superliga. É possível minorar isto pela adição de ruténio.

Em conformidade com isso, a invenção tem o objectivo de arranjar uma camada de protecção que apresente uma boa resistência a altas temperaturas contra a corrosão e a oxidação, que apresente uma boa estabilidade a longo prazo 5 e que esteja ainda em especial bem adaptada a um esforço mecânico particularmente previsto numa turbina a gás a alta temperatura.

Atinge-se este objectivo através de uma camada de protecção de acordo com a reivindicação 1 e de um processo para a produção de uma camada de protecção de acordo com a reivindicação 5.

Nas subreivindicações encontram-se listadas outras medidas favoráveis. É possivel combinar as medidas listadas nas subreivindicações de forma vantajosa umas com as outras. A invenção assenta, entre outros, no conhecimento de que a camada de protecção mostra, na camada e na zona de transição entre a camada de protecção e o material de base, precipitados de crómio-rénio friáveis. Estas fases friáveis, que se formam de forma acentuada com o tempo e a temperatura, levam no funcionamento a fissuras longitudinais fortemente vincadas na camada e também na interface camada-material de base, com um posterior desprendimento da camada. Através da interacção com o carbono que se pode difundir do material de base para dentro da camada, ou que se difunde durante um tratamento térmico no forno através da superfície para dentro da camada, agrava-se ainda mais a friabilidade dos precipitados de Cr-Re. Através de uma oxidação das fases de crómio-rénio, verifica-se um incremento ainda maior da força motriz desta formação de fissuras. 6

Neste caso, também é importante a influência do cobalto, que determina as propriedades térmicas e mecânicas.

Outro objectivo da presente invenção consiste em mostrar um componente que apresente uma maior protecção contra a corrosão e a oxidação.

Também se atinge este objectivo por meio de um componente de uma turbina a gás ou de uma turbina a vapor, que apresenta uma camada de protecção do tipo acima referido, com vista a protecção contra a corrosão e a oxidação a altas temperaturas.

Explica-se seguidamente a invenção em maior detalhe.

As Figuras mostram: Figura 1 um sistema de camadas com protecção, Figura 2 os resultados experimentais de esforço ciclicas, Figura 3 uma turbina a gás, Figura 4 uma câmara de combustão e Figura 5 uma pá de turbina. uma camada experiências de de

Em conformidade com a invenção, uma camada de protecção 7 (Fig. 1) apresenta, para protecção de um componente contra corrosão e oxidação a elevada temperatura, essencialmente os seguintes elementos (indicação dos teores em percentagem em peso): 0,5 a 2% de rénio 15 a 21% de crómio 24 a 26% de cobalto 9 a 11,5% de alumínio 7 0,05 a 0,7% de ítrio e/ou pelo menos de um metal equivalente do grupo que abrange escândio e os elementos das terras raras, o restante níquel e impurezas derivadas do fabrico (NiCoCrAlY).

Neste caso, aproveita-se o efeito favorável do elemento rénio, impedindo-se a formação de fases friáveis. É de constatar que os teores dos diferentes elementos estão especialmente determinados em termos dos seu efeitos, que deverão ser vistos em ligação com o elemento rénio. Se os teores forem medidos de modo a que não se formem precipitados de crómio-rénio, ter-se-á a vantagem do não surgimento de fases friáveis durante a utilização da camada de protecção, pelo que se melhora e se prolonga o comportamento do tempo de operação.

Isto não se deve apenas a um baixo teor de crómio, mas também, tendo em conta a influência do alumínio na formação de fases, através de uma medição precisa do teor de alumínio. A selecção de 24 a 26% de cobalto melhora, de forma surpreendente, clara e sobreproporcionalmente as propriedades térmicas e mecânicas da camada de protecção 7.

Dentro desta estrita gama de valores de cobalto, suprime-se com particular eficácia o surgimento e o reaparecimento da fase y' da liga, que leva normalmente a um pico no coeficiente de dilatação térmico da liga. Caso contrário, este pico provocaria, aquando do grande aquecimento do componente com a camada de protecção 7 (accionamento da turbina) ou de outras oscilações de temperatura, grandes 8 tensões mecânicas (thermal mismatch - variação térmica) entre a camada de protecção 7 e o substrato 4.

Reduz-se esta ocorrência, no minimo de forma drástica, com o teor de cobalto seleccionado em conformidade com a invenção.

Na interacção com a redução das fases friáveis, as quais produzem um efeito negativo sobretudo sob maiores propriedades mecânicas, melhora-se as propriedades mecânicas devido a uma redução das tensões mecânicas graças ao teor de cobalto seleccionado.

Também se promove em especial a formação pretendida da fase β da liga graças ao teor de cobalto seleccionado em conformidade com a invenção.

Neste caso, é favorável que se determine que o teor de rénio seja de 1 a 1,8%, o teor de crómio seja de 16 a 18%, o teor de aluminio seja de 9,5 a 11% e o teor de itrio seja de 0,3 a 0,5%. A camada de protecção apresenta, juntamente com uma boa resistência à corrosão, uma resistência particularmente boa à oxidação e também se distingue por propriedades particularmente boas de ductilidade, ficando em especial qualificada para a aplicação numa turbina a gás no caso de um maior aumento da temperatura de entrada. Durante o funcionamento, dificilmente ocorre friabilidade, dado que a camada dificilmente apresenta precipitados de crómio-rénio que se fragilizem no decorrer da utilização. A superliga não apresenta ou apresenta no máximo 6% de vol. de precipitados de crómio-rénio. 9

Neste caso, é particularmente favorável determinar o teor de rénio em cerca de 1,5%, o teor de crómio em cerca de 17%, o teor de alumínio em cerca de 10%, o teor de cobalto em cerca de 25% e o teor de ítrio em cerca de 0,3%. Ocorrem certas oscilações devido ao fabrico à grande escala industrial, pelo que também se emprega teores de ítrio de 0,2% a 0,3% ou de 0,2% a 0,4% e que também mostram boas propriedades.

Um papel igualmente importante é desempenhado pelos oligoelementos no pó a ser pulverizado, os quais formam precipitados e representam assim ocorrências de friabilidade.

Aplica-se os pós através, por exemplo, de pulverização por plasma (APS, LPPS, VPS,...). Também são concebíveis outros processos (PVP, CVD,...). A soma dos oligoelementos no pó pulverizável é no total sobretudo < 0,5% e convém que seja repartida por alguns elementos como se segue: carbono < 250 ppm, oxigénio < 400 ppm, nitrogénio 100 ppm, hidrogénio < 50 ppm. A camada de protecção descrita também actua como camada promotora de adesão para uma superliga. É possível aplicar sobre esta camada outras camadas, em particular camadas cerâmicas de impermeabilização térmica.

No caso deste componente, convém aplicar a camada de protecção sobre um substrato composto por uma superliga à base de níquel ou de cobalto. O substrato trata-se em 10 10 particular da percentagem em pe so) : 0,03 a 0,05% de carbono 18 a 19% de crómio 12 a 15% de cobalto 3 a 6% de molibdénio 1 a 1,5% de volfrâmio 2 a 2,5% de aluminio 3 a 5% de titânio facultativamente teores baixos de tânt e/ou zircónio, 0 restante niquel. Conhece-se estes materiais na forma de ' as denominações Udimet 520 e Udimet 720. seguinte composição (indicações em boro

Em alternativa, para o substrato do componente entra em linha de conta a seguinte composição (indicações em percentagem em peso): 0,1 a 0,15% de carbono 18 a 22% de crómio 18 a 19% de cobalto 0 a 2% de volfrâmio 0 a 4% de molibdénio 0 â 1,5% de tântalo 0 a 1% de nióbio 1 a 3% de aluminio 2 a 4% de titânio 0 a 0, 75% de háfnio facultativamente baixos teores de boro e/ou zircónio, o restante niquel. 11

Conhece-se composições deste tipo na forma de ligas fundidas com as designações GTD222, IN939, IN6203 e Udimet 500 .

Outra alternativa para o substrato do componente é a seguinte composição (indicações em percentagem em peso) : 0,07 a 0,1% de carbono 12 a 16% de crómio 8 a 10% de cobalto 1,5 a 2% de molibdénio 2,5 a 4% de volfrâmio 1,5 a 5% de tântalo 0 a 1% de nióbio 3 a 4% de alumínio 3,5 a 5% de titânio 0 a 0,1% de zircónio 0 a 1% de háfnio facultativamente um baixo teor de boro, o restante níquel. Conhece-se composições deste tipo na forma de ligas fundidas com as denominações PWA1483SX, IN738LC, GTD111, IN792CC e IN792DS; o material IN738LC é particularmente preferido.

Outra alternativa para o substrato do componente é a seguinte composição (indicações em percentagem em peso) : cerca de 0,25% de carbono 24 a 30% de crómio. 10 a 11% de níquel 7 a 8% de volfrâmio 0 a 4% de tântalo 0 a 0,3% de alumínio 0 a 0,3% de titânio 0 a 0,6% de zircónio 12 facultativamente um baixo teor de boro, o restante cobalto.

Estas composições são conhecidas na forma de ligas fundidas com as denominações FSX414, X45, ECY768 e mar-m-509. Mede-se a espessura da camada de protecção sobre o componente de preferência num valor entre cerca de lOOpm e 300pm. A camada de protecção adequa-se em particular à protecção de um componente contra a corrosão e a oxidação, enquanto esse componente é sujeito a um gás de combustão com o material a uma temperatura de cerca de 950°C, no caso das turbinas dos aviões também de cerca de 1 100°C. A camada de protecção de acordo com a invenção está assim especialmente qualificada para a protecção de um componente de uma turbina a gás, em particular de uma pá directriz, de uma pá do rotor ou de outro componente sujeito a um gás quente antes da turbina ou na turbina da turbina a gás. É possivel utilizar a camada como overlay (a camada de protecção é a camada exterior) ou como bondcoat (a camada de protecção é uma camada intermédia). A Figura 1 mostra um sistema de camadas 1 como componente. 0 sistema de camadas 1 é composto por um substrato 4. 0 substrato 4 pode ser metálico e/ou cerâmico. Sobretudo no caso dos componentes das turbinas, como, por exemplo, as pás do rotor da turbina 120 (Fig. 2) ou as pás directrizes da turbina 130 (Fig. 3, 5), os revestimentos das câmaras de combustão 155 (Fig. 4), assim como outras peças da carcaça de uma turbina a vapor ou a gás 100 (Fig. 5), o substrato 4 13 é composto por uma superliga à base de níquel, cobalto ou ferro.

No substrato 4 encontra-se a camada de protecção 7 de acordo com a invenção.

Em termos preferenciais, aplica-se esta camada de protecção 7 através de LPPS (low pressure plasma spraying pulverização por plasma a baixa pressão). A mesma pode ser utilizada como camada exterior ou como camada intermédia.

Neste último caso, encontra-se na camada de protecção 7 uma camada cerâmica de impermeabilização térmica 10. É possível aplicar a camada 7 sobre os componentes na altura em que são fabricados ou sobre os componentes que vão ser sujeitos a reprocessamento na área da renovação (refurbishment) . O reprocessamento (refurbishment) significa que os componentes são eventualmente separados, depois da sua utilização, de camadas (camada de impermeabilização térmica) e que os produtos de corrosão e oxidação são removidos através, por exemplo, de um tratamento ácido (lavagem ácida). Eventualmente, será ainda necessário reparar fissuras. Posteriormente, será possível voltar a revestir estes componentes, visto que o substrato 13 é muito caro. A Figura 2 mostra os resultados experimentais de amostras de esforço que foram sujeitas a esforços cíclicos. Neste 14 caso, sujeita-se as amostras a um determinado esforço mecânico cíclico (esforço oscilante) e a cargas de temperatura cíclicas (experiências TMF) . A Figura 2 mostra os resultados experimentais no caso de uma amostra com uma composição de acordo com o presente pedido, e os resultados experimentais no caso de uma camada de acordo com o estado da técnica (Est.T), que apresenta uma composição de acordo com a patente US 5 154 885, US 5 273 712 ou US 5 268 238.

Realizou-se as experiências com controlo da dilatação, com uma dilatação de 0,51%.

Aplicou-se as camadas sobre um substrato com a denominação PWA1484 (liga: Pratt & Whitney alloy).

Na Figura 2, o comprimento das fissuras medido na horizontal encontra-se em função do número de ciclos.

Facilmente se vê que a camada de acordo com o estado da técnica já apresenta fissuras nos 700 ciclos, e que estas aumentam muita mais rapidamente do que numa camada de acordo com o presente pedido.

Na camada de acordo com o presente pedido, apenas aparecem fissuras abaixo dos 900 ciclos, que mesmo assim são ainda muito mais pequenas do que na camada de acordo com o estado da técnica.

Também o aumento das fissuras ao longo do número de ciclos é claramente menor. Isto mostra a superioridade da camada de acordo com a invenção. 15 A Figura 3 mostra como exemplo uma turbina a gás 100 numa secção longitudinal. A turbina a gás 100 apresenta no interior um rotor 103, que também é denominado rotor de turbina, apoiado de forma rotativa sobre um eixo de rotação 102.

Ao longo do rotor 103, estão dispostos em série uma carcaça de aspiração 104, um compressor 105, uma câmara de combustão, por exemplo toroidal, 110, em particular uma câmara de combustão anular 106, com vários queimadores 107 de disposição coaxial, uma turbina 108 e a carcaça de gases de escape 109. A câmara de combustão anular 106 comunica com um canal de gás quente 111, por exemplo, anular. Ai, por exemplo, quatro niveis de turbina 112 ligados em série formam a turbina 108.

Cada nivel de turbina 112 é constituído por dois anéis de pás. Na direcção da corrente de um meio de trabalho 113 segue-se, no canal de gás quente 111 a uma série de pás directrizes 115, uma série 125 constituída por pás do rotor 120 .

Neste caso, as pás directrizes 130 estão fixas numa carcaça interior 138 de um estator 143, enquanto as pás do rotor 120 de uma série 125 se encontram colocadas no rotor 103 por meio, por exemplo, de um disco de turbina 133. Ligado ou ligada ao rotor 103 está um gerador ou uma máquina de trabalho (não representado/a). 16

Durante o funcionamento da turbina a gás 100, o compressor 105 aspira e comprime o ar 135 através da carcaça de aspiração 104. O ar comprimido preparado na extremidade do lado da turbina do compressor 105 é conduzido para os queimadores 107 e é ai misturado com um combustível. Depois, faz-se a combustão da mistura mediante a formação do meio de trabalho 113 na câmara de combustão 110. O meio de trabalho 113 sai daí ao longo do canal de gás quente 111, passando pelas pás directrizes 130 e pelas pás do rotor 120. Nas pás do rotor 120, ocorre a descompressão do meio de trabalho 113 que transmite impulso, indo as pás do rotor 120 accionar o rotor 103 e este, por sua vez, a máquina de trabalho a ele acoplada.

Os componentes submetidos ao meio de trabalho 113 quente ficam sujeitos a cargas térmicas durante o funcionamento da turbina a gás 100. As pás directrizes 130 e as pás do rotor 120 do primeiro nível de turbina 112, visto no sentido da corrente do meio de trabalho 113, são, a par das pedras de escudo térmico que revestem a câmara de combustão anular 106, sobretudo sujeitas a cargas térmicas.

De modo a aguentar as temperaturas que aí predominam, é feito o seu arrefecimento por meio de um agente de refrigeração. Do mesmo modo, os substratos podem apresentar uma estrutura apropriada, ou seja, ser monocristalinos (estrutura SX) ou apresentar apenas cristais na direcção longitudinal (estrutura DS). O material empregue consiste em superligas à base de ferro, níquel ou cobalto. 17 A título de exemplo, emprega-se superligas como as que se conhece a partir do EP 1204776, EP 1306454, EP 1319729, WO 99/67435 ou WO 00/44949.

As pás 120, 130 apresentam as camadas de protecção 7 de acordo com a invenção contra corrosão e corrosão (MCrAlX; M é pelo menos um elemento do grupo ferro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), X representa ítrio (Y), silício (Si) e/ou pelo menos um elemento das terras raras) e/ou calor através de uma camada de impermeabilização térmica. A camada de impermeabilização térmica consiste, por exemplo, em Zr02, Y204-Zr02, ou seja, não está total ou parcialmente estabilizada por óxido de ítrio e/ou óxido de cálcio e/ou óxido de magnésio. Através de processos de revestimento adequados, como, por exemplo, deposição em fase de vapor por processo físico com feixe de electrões (EB-PVD), cria-se cristais colunares na camada de impermeabilização térmica. A pá directriz 130 apresenta uma respectiva base (não representada no presente documento) virada para a carcaça interior 138 da turbina 108, e uma respectiva cabeça no lado oposto à base da pá directriz. A cabeça da pá directriz está virada para o rotor 103 e está fixa num anel de fixação 140 do estator 143. A Figura 4 mostra uma câmara de combustão 110 de uma turbina a gás, que pode apresentar um sistema de camadas 1. A câmara de combustão 110 está por exemplo concebida como aquilo que se denomina câmara de combustão anular, na qual uma série de queimadores 102 na periferia em torno do veio da turbina 103 desembocam num espaço comum da câmara de 18 combustão. Para esse fim, a câmara de combustão 110 encontra-se concebida no seu todo na forma de uma estrutura anular posicionada em torno do veio da turbina 103.

Para atingir um grau de acção comparativamente elevado, a câmara de combustão 110 está concebida para uma temperatura relativamente alta do meio de trabalho M de cerca de 1 000°C a 1 600°C. De modo a também conseguir um tempo de operação relativamente longo com estes parâmetros de funcionamento desfavoráveis aos materiais, a parede da câmara de combustão 153 tem, no lado que fica virado para o meio de trabalho M, um revestimento interno formado por elementos de escudo térmico 155. Cada elemento de escudo térmico 155 está equipado, no lado do meio de trabalho, com uma camada de protecção com uma particular resistência térmica ou tem um acabamento feito de um material resistente a altas temperaturas, e apresenta a camada de protecção 7 de acordo com a Figura 1.

Devido às altas temperaturas no interior da câmara de combustão 110, encontra-se ainda previsto um sistema de refrigeração para os elementos de escudo térmico 155 ou para os respectivos elementos de fixação.

Os materiais da parede da câmara de combustão e dos respectivos revestimentos podem ser semelhantes aos das pás da turbina 120, 130. A câmara de combustão 110 está sobretudo concebida para uma detecção de perdas dos elementos de escudo térmico 155. Neste intuito, um número de sensores de temperatura 158 encontra-se posicionado entre a parede da câmara de combustão 153 e os elementos de escudo térmico 155. 19 A Figura 5 mostra em perspectiva uma pá 120, 130, que apresenta um sistema de camadas 1 com a camada de protecção 7 de acordo com a invenção. A pá 120, 130 encontra-se ao longo de um eixo longitudinal 121. A pá 120, 130 apresenta, ao longo do eixo longitudinal 121, consecutivamente uma área de fixação 400, uma plataforma de pás 403 que lhe é adjacente e uma área da folha da pá 406. Sobretudo na área da folha da pá 406, encontra-se concebida a camada de protecção 7 ou um sistema de camadas 1 de acordo com a Figura 1.

Na área de fixação 400, encontra-se uma base da pá 183 que serve para fixar as pás do rotor 120, 130 ao veio. A base da pá 183 tem o formato de cabeça de martelo. São possíveis outras concepções, como as bases em forma de abeto ou de rabo de andorinha. No caso das pás convencionais 120, 130, utiliza-se em todas as áreas 400, 403, 406 da pá do rotor 120, 130 materiais metálicos maciços. A pá do rotor 120, 130 também pode receber acabamento por um processo de fundição, por um processo de forja, por um processo de fresagem ou por combinações destes processos.

Lisboa, 13 de Abril de 2011

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Componente contendo uma camada de protecção para proteger um componente contra a corrosão e a oxidação a altas temperaturas, que é composta pelos seguintes elementos (indicações em percentagem em peso): 0, 5 a 2% de rénio, 15 a 21% de crómio, 24 a 26% de cobalto, 9 a 11,5% de alumínio 0, 05 a 0, 7% de ítrio e/ou pelo menos um metal equivalente do Grupo que abrange escândio e os elementos das terras raras, 0, 0 a 1, 0% de ruténio, o res tante níquel e impurezas derivadas do fabrico.

2. Componente de acordo com a reivindicação 1, contendo para a camada de protecção 1 a 1,8% de rénio 16 a 18% de crómio 9,5 a 11% de alumínio 0,3 a 0,5% de ítrio e/ou um metal equivalente do grupo que abrange escândio e os elementos das terras raras.

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3. Componente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, contendo para a camada de protecção 1,5% de rénio 17% de crómio 25% de cobalto 10% de alumínio 0,4% de ítrio e/ou um metal equivalente do grupo que abrange escândio e os elementos das terras raras. 2

4. Componente de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, cuja camada de protecção contém no máximo 6% de vol. de precipitados de crómio-rénio.

5. Processo para a produção de uma camada de protecção para um componente de acordo com a reivindicação 1, através da utilização de pó, caracterizado por o pó que é utilizado apresentar um teor de oligoelementos de carbono, oxigénio, nitrogénio e hidrogénio < 0,5%, por o teor de carbono ser < 250 ppm, por o teor de oxigénio ser < 400 ppm, por o teor de nitrogénio ser < 100 ppm e por o teor de hidrogénio ser < 50 ppm.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o pó ser pulverizado.

7. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o pó ser depositado em fase de vapor. Lisboa, 13 de Abril de 2011 1 1/4

10 í 4 FiG 2 CcsmpTímentos das fissuras Medirias ιία Horizo»ai Irisa

Número de ciclos N 2/4 co co cn o

4/4 FIG 5