مقدمه اي بر توانايي سيستم HVOF در ايجاد پوششهاي MCrALX روي پره هاي توربين گاز  Fulltext 

[ عليرضا صبور ] - توسعه صنايع نيروگاهي ايران - دانشگاه تربيت مدرس
[ رامين شمس ] - توسعه صنايع نيروگاهي ايران - دانشگاه تربيت مدرس
[ سياوش پهلوان يلي ] - توسعه صنايع نيروگاهي ايران - دانشگاه تربيت مدرس

خلاصه مقاله:

قطعات داغ توربينهاي گازي مانند پره هاي متحرك و ثابت در شرايط حادي ( تنش بالا، دماي بالا و محيط خورنده ) كار مي كنند . پوشش ها براي مقابله با تهاجمات محيطي بر سطح اين قطعات اعمال مي شوند . تاريخچه اعمال پوشش بر سطح اين قطعات به دهه 50 ميلادي بر مي گردد، كه در ابتدا براي توربين هاي گازي هوايي بكار رفته است . پوشش هاي بكار رفته بر سطح اين قطعات را مي توان به دو دسته پوشش هاي نفوذي 1 و روكشي 2 تقسيم كرد . اعمال پوشش هاي نفوذي بر مبناي يك فرآيند ترموشيميايي بوده كه در اين روش گازهاي هاليدي عنصر فلزي مورد نظر را در اطراف قطعه ايجاد و با انجام واكنشهاي مناسب در سطح قطعه موجب آزاد شدن عنصر فلز پوشش شده و نهايتاص با يك فرآيند نفوذي اين پوشش ايجاد مي شود . [1]
علاوه بر توانايي هاي خوب، اين پوشش ها داراي ضعف هايي هستند كه مي توان به داكتيليته پايين آنها، محدوديت تركيب عناصر براي هر پوشش، ضخامت مشترك و تشكيل فازهاي ناخواسته در فصل مشترك پوشش / فلز پايه را نام برد [2]
محدود پوشش، نفوذ زياد در فصل به عنوان مثال پوشش هاي نفوذي آلومينايدي اصلاح شده با پلاتين (RT22) گرچه مقاومت به اكسيداسيون و خوردگي داغ دماي بالا ( نوع ) I خوبي دارند ولي داكتيليته پاييني دارند كه وقتي توربين در شرايط برق پيك استفاده مي گردد تركهاي مختلفي در آنها جوانه زده و تا داخل فلز پايه رشد مي كند ( شكل ).1 با توسعه توربينهاي گازي و نياز به پوششهايي كه در عين مقاومت به خوردگي و اكسيداسيون خوب و داكتيليته مناسب عمر قابل قبول داشته باشند پوشش هاي روكشي McrA1X بكار گرفته شدند . [3]
در اين پوششها M بيانگر عنصر فلزي پايه پوشش كه معمولاً Ni ، Co و Fe يا تركيبي كه از آنها بوده، عنصر X يكي يا تركيبي از عناصر Y ، Hf ، Si ، Zr ، Pt ، Ta و Re و غيره مي باشند . عناصر افزودني X به مقادير كم به اين پوششها اضافه شده منتها خواص بسيار خوبي ايجاد مي كند كه مي توان به افزايش مقاومت به خوردگي و اكسيداسيون افزايش داكتيليته و كاهش نفوذ در فصل مشترك را با مكانيزم هايي چون جذب عناصري مانند گوگرد و كاهش تخلخل در فصل مشترك اكسيد محافظ سطح و پوشش اشاره كرد . [4]
دو روش پلاسما اسپري در اتمسفر كنترل شده ) 3 LPPS يا (4 VPS و رسوب فيزيكي از فاز بخار با منبع تبخير الكتروني ) PVD - (5 EB براي اعمال پوششهاي روكشي بر پره هاي ثابت و متحرك توربين گازي بكار مي روند، كه روش پلاسما اسپري در اتمسفر كنترل شده كاربرد بيشتري داشته و رايج تر است . با سيستم پلاسما اسپري مي توان پوششهاي روكشي با كيفيت بالا بدست آورد . عواملي چون سرمايه گذاري اوليه خيلي بالا، هزينه نگهداري و بهره برداري بالا و زمان طولاني تر پوشش دهي سبب شده كه پوششهاي روكشي بدست آمده با اين روش گرانقيمت باشند . لذا از سالهاي گذشته تحقيقات گسترده اي در اين راستا انجام شد تا با سيستمهاي ديگر بتوان پوششهاي روكشي با كيفيت مناسب ايجاد كرد .
حاصل اين تحقيقات توسعه سيستم HVOF بوده كه بدليل سهولت فرآيند، اقتصادي بودن و توانايي در ايجاد پوششهايي با كيفيت بالا كاربرد روز افزوني را در اين صنعتي پيدا كرده است