用于制造涡轮组件的方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及一种用于制造涡轮组件的方法以及一种根据这种方法制造的用于高温应用的涡轮组件，所述涡轮组件包括朝向彼此邻近布置的至少两个翼面。
【背景技术】
[0002]
[0003]现代燃气轮机通常以极其高温操作。温度对涡轮叶片和/或定子轮叶的影响对涡轮的有效操作是有害的，并且在极端情况下会导致叶片或轮叶的变形、氧化和可能故障。为了克服这种风险，高温涡轮的比如叶片或定子轮叶的部件可由热障涂层(TBC)涂覆。
[0004]通常，叶片和轮叶设计为单个部件，允许它们单独地涂覆，以获得满意的涂覆结果。这导致操纵更多数量的零件以及增加的成本。因此，为了减少时间和成本以及为了提供具有低泄漏流且在组装和操作时更稳定的组件，在单个铸造中处理多个翼面。当涂覆这种铸件时，使用所谓的视线涂覆方法(line of sight coating approach)，一些区域中的涂层质量比较差。
[0005]当在涂覆过程中，涡轮组件的翼面布置成一个或若干翼面的特定区域由另一翼面覆盖或妨碍时，这种方法会出现问题。这产生了所谓的盲点，在盲点处，会发生具有涂层质量和厚度的局部不确定性。由于表面或涂层状态的温度过高，这不利地影响部件的寿命和整体性。
[0006]本发明的第一目的是提供一种用于制造涡轮组件的有利方法，所述涡轮组件包括朝向彼此邻近布置的至少两个翼面。本发明的第二方法是提供一种用于高温应用的由此制造的有利涡轮组件。
【发明内容】
[0007]相应地，本发明提供了一种用于制造涡轮组件的方法，所述涡轮组件包括朝向彼此邻近布置的至少两个翼面。
[0008]所述方法包括至少下列步骤:以第一保护技术处理涡轮组件，第一保护技术提供对至少两个邻近翼面的第一保护，其中，至少两个邻近翼面的一个翼面的至少一个区域保持未处理；用第二保护技术预处理所述至少两个邻近翼面的一个翼面的在利用第一保护技术进行处理期间保持未处理的至少一个区域或者后处理所述至少两个邻近翼面的一个翼面的在利用第一保护技术进行处理期间保持未处理的至少一个区域，第二保护技术提供对至少两个邻近翼面的一个翼面的保持未处理的至少一个区域的第二保护，其中，第一和第二保护技术彼此不同。
[0009]由于创造性事项，提供了对涡轮组件的翼面的恰当且可靠保护。此外，利用该创造性方法，与第一处理技术相关的至少两个邻近翼面的一个翼面的保持未处理的至少一个区域(所谓的盲点区域)内的不确定性可以最小化，并有利地完全消除。另外，空气动力/性能损失可以最小化。这导致改进的发动机性能。利用这种方法和由此制造的涡轮组件，例如通过改型现存部件或实施额外结构可以使用具有翼面的现有精密铸件(例如转子叶片或定子轮叶)的常规状态。因此，可以省略对这些翼面的复杂且昂贵改造以及对铸造过程的改变。因此，可以有利地分别提供有效的涡轮组件或涡轮。
[0010]如从本发明的结构化中明显的是，可在第二保护技术之前或之后执行利用第一保护技术对涡轮组件的处理。涡轮组件意指提供用于涡轮(比如燃气轮机)的组件，其中，该组件具有至少两个翼面。优选地，涡轮组件包括具有周向布置翼面的涡轮叶栅和/或轮和/或包括布置在翼面的相对两端的内外平台。词语“两个邻近翼面”应理解为词语“朝向彼此邻近布置的两个翼面”的缩写。而且，在下面的描述中，为了更好的易读性，词语“至少两个邻近翼面的保持未处理的至少一个区域”指代为“未处理区域”。此外，术语“未处理区域”和“盲点区域”彼此同义。此外，保护技术意指本领域技术人员可用的、提供对消极条件、影响和/或侵略(例如热、湿度、辐射、酸度和/或看起来本领域技术人员适应的任何其它条件、影响和/或侵略)的防护的任何技术。因此，保护可以是例如热保护、防腐保护和/或抗反射保护。第一和第二保护之间的差别在于，所述技术使用和/或具有不同功能原理。特别地，差别不在于不同的处理时间或使用不同物质，比如不同涂层或辐射。
[0011]根据本发明的另一有利方面，第一保护技术是热保护技术，由此提供对高温应用领域(比如燃气轮机)中的公知问题的保护。优选地，第二保护技术是热保护技术。因此，可以避免具有低冷却属性的区域，导致翼面冷却效率明显提高，同时使性能损失最小。
[0012]总体上，还可配置两个不同保护技术。例如，可使用热保护技术作为第一保护技术，使用抗反射保护技术作为第二保护技术，或者反之亦然。
[0013]在优选的实施例中，第一保护技术，尤其是第一热保护技术，是涡轮组件的涂覆工艺。借此，可建设性地容易地施加热保护。有利地，第一保护技术，尤其是第一热保护技术，是涡轮组件的视线涂覆工艺。因此，可以使用这样的工艺，借助所述工艺，可以在单个铸造中处理多个翼面(成为单件)，导致节省成本、低泄漏流和在组装和操作中更稳定的涡轮组件。
[0014]另外有利地，至少一个未处理区域布置在翼面的前缘区域中。因此，暴露于高度有害性环境的区域被充分地保护。此外，未处理区域布置在翼面的前缘和抽吸侧之间的交叉部中。然而，由此，至少两个邻近翼面可以极其空气动力的方式布置，并具有对有害影响的有效保护。
[0015]另外，有利地，当第二保护技术提供对未处理区域的至少一个修改。因此，可以有针对性地且有益地避免盲点区域的消极影响。例如，具有涂层质量和厚度的局部不确定性(由于表面或涂层状态的温度过高，影响部件的寿命和整体性)可以最小化。在本文中，修改意指本领域技术人员可用的、改变至少区域的属性(例如对热、腐蚀、反射等的抵抗)的任何改变和/或变化。所述修改可以是表面变化，比如施加涂层、蚀刻、粗糙化和/或施加至少一个特定结构(诸如沟槽或凹槽)，或者插入孔等。总体上，还可通过例如借助辐射或酸的物理、化学和/或生物处理导致化学转变。
[0016]替代地和/或额外地，第二保护技术提供了对未处理区域处的至少一个额外件的布置。该布置消除了与处理有关的寿命和温度不确定性，例如盲点区域内的涂层、不确定性，同时使冷却消耗和相关气体路径空气动力损失最小，导致改进的发动机性能。额外件意指与翼面、尤其与翼面壳体分离地实施的部件。特别地，额外件和翼面不是一体地形成。
[0017]在另一改进例中，第二保护技术，尤其是第二热保护技术，在未处理区域中和/或处提供了冷却结构。因此，可以简单且容易构造和实施的方式获得了冷却。在本文中，冷却结构意指提供对未处理区域的冷却的任何结构、装置和/或本领域技术人员可用的多个相同结构或不同结构。冷却结构可以实现为例如孔，比如薄膜冷却孔、沟槽、冲击管等。
[0018]有利地，第二保护技术，尤其为第二热保护技术，在未处理区域处提供了薄膜冷却效果。借此，可以使用有效冷却策略。薄膜冷却效果可由本领域技术人员适应的导致薄膜冷却或排出冷却介质(例如空气)的任何方式提供，冷却介质提供沿翼面的外部表面的薄冷隔离覆盖。短语“提供/导致薄膜冷却/薄膜冷却效果”意指打算、准备、设计和/或实施成引起和/或促进薄膜冷却的方式。这种方式可以是槽、孔或多个槽和/或孔。
[0019]根据优选的实施例，未处理区域和/或冷却结构的至少一个修改是薄膜冷却孔的至少一柱。由此，可使用即使提供有效冷却也仅轻微地影响翼面整体性的构造。
[0020]替代地和/或额外地，当未处理区域和/或冷却结构处的至少一个额外件是至