燃气轮机热部件防护涂层介绍.ppt

*/30 热障涂层系统的失效及应对 EB-PVD法制备热障涂层系统中热生长氧化物的生长动力学 TGO层的厚度随着时间的增加呈抛物线式增长，表明它的形成受扩散控制 有资料表明，当TGO层的厚度达到10μm时，涂层将失效，因此，TBC系统的寿命与TGO层的厚度密切相关 */30 热障涂层系统的失效及应对 粘接层中的Al随着时间的增加而逐渐减少，这是因为 形成富含氧化铝的TGO层 和金属基体进行互扩散，Al逐渐进入基体 以上削弱了包覆涂层的氧化保护作用，加速了TBC涂层的失效 对于EB-PVD技术，随着时间的增长，TGO层加厚，并由开始的光滑逐渐变成起伏状 对于PS技术，开始时TGO层就较为粗糙，然而在随后的服役直至失效不再发生明显的粗化 */30 热障涂层系统的失效及应对 五种TBC系统的循环剥离寿命 总的来说，EB-PVD法制备的顶部陶瓷涂层比PS法的寿命更长，这是因为其顶部陶瓷涂层中存在微裂纹而使得它具有较大的应变极限 粘接层的工艺对TBC系统的寿命影响不大 */30 热障涂层系统的失效及应对 在TGO层与顶部陶瓷层界面处存在很多缺陷，而分散的初期裂纹在缺陷处形成，这些裂纹生长并连接 当裂纹生长到一定尺寸而使TGO层发生弯曲时，涂层即发生失效（在冷却时TGO内部产生较大的压应力） 经过一定循环次数后，TGO层发生弯曲并与顶部陶瓷层分离 应尽量避免负荷和燃料热值的快速变化 */30 热障涂层系统的失效及应对 空气和燃料中通常含有Ca，Mg，Al，Si等，它们的氧化物会沉积在热障涂层的表面，导致其部分熔解，从而使涂层的应变极限降低，硬度升高而加速其失效 随着时间的增加，燃料中的V会逐渐熔解YSZ中的Y元素，导致涂层失效 S在粘接层中易形成低熔点夹杂并偏聚在晶界处极大地削弱其强度 应严格限制燃料和空气中的Ca，Mg，Al，Si，V，S等杂质 */30 目录 燃机热端部件防护涂层概述 1 2 3 4 涂层工艺 涂层类型 热障涂层系统的失效及应对 5 国内热部件涂层公司简介 */30 国内热部件涂层公司简介 三菱重工东方燃气轮机（广州）有限公司 由日本三菱重工和中国东方汽轮机有限公司共同出资，是制造燃机热部件和提供燃机售后服务及维修的中外合资企业。公司主要产品是M701F燃机的核心热部件，有燃烧器、分割环、透平前几级级动、静叶片等。此外，公司还提供M701F和M251S燃机热部件维修等售后服务。（目前杭汽承接的钢厂客户M251S燃机热部件的维修均委托该公司完成。） */30 国内热部件涂层公司简介 上海西门子燃气轮机部件有限公司 西门子燃气轮机部件有限公司是由西门子和上海电力集团联合投资的合资公司。公司主要制造和整修SGT5-4000F级燃气轮机高温涡轮叶片并装配燃烧室耐高温的瓷砖。 注：目前该公司已解散 通用电气哈动力能源服务（秦皇岛）有限公司 公司由通用电气能源集团与哈尔滨动力设备股份公司合资成立，哈汽和南汽与通用电气合作生产的重型燃气轮机热部件的维修和服务主要由该公司承接。 */30 国内热部件涂层公司简介 梯西艾燃气轮机材料技术（上海）有限公司 梯西艾（上海）公司的燃机部门专门为燃机热通道部件进行涂层和焊接修理，公司的技术、工艺和质量标准来源于美国通用电气集团电力系统公司大本营的美国TCI公司，梯西艾公司与其美国总公司的生产工艺标准是按照美国航空工业的标准来严格制定的。公司客户包括西门子、上海电气集团及江苏沙钢等。 * * * * * */30 燃气轮机热部件防护涂层 */30 目录 燃机热端部件防护涂层概述 1 2 3 4 涂层工艺 涂层类型 热障涂层系统的失效及应对 5 国内热部件涂层公司简介 */30 燃机热端部件防护涂层 概述 现代燃气轮机为了获得较高的效率而采用较高的涡轮进口温 度，热端部件因此需要承受氧化腐蚀及高速气流的冲刷，抵抗 高温蠕变和热机械疲劳长期工作而不致失效 对于现代燃气轮机，空气和燃料中常含有硫、钠盐等腐蚀性成分，工作在这样恶劣的环境下，金属会很快失效 对热端部件进行涂层可以降低其表面温度，并有效地抵抗氧化和腐蚀 在海边附近长期工作的燃气轮机叶片 左：没有涂层 右：NiAl涂层 */30 联合循环出力 联合循环热效率 燃机热端部件防护涂层 概述 叶片温度承受能力 高温合金 制造成本 涂层成本 热部件制造成本 较低 */30 燃机热端部件防护涂层 概述 几种涂层类型的比较 APS:空气等离子喷涂 VPS:真空等离子喷涂 EB-PVD :电子束物理气相沉积 YSZ :氧化钇稳定的氧化锆 三种防护涂层以及它们的寿命和耐受温度 */30 燃机热端部件防护涂层 概述 制造商 型号 静叶片 动叶片 涂层 ABB 11N2 IN939 IN