Спосіб нанесення шлікера металокерамічного покриття на внутрішню поверхню статора турбіни

Реферат: Винахід належить до галузі металургії, зокрема до способів нанесення покриттів зі шлікерів на металеві деталі складної форми, а саме на внутрішню поверхню проточної частини статора турбіни. Спосіб здійснюють шляхом заливанням шлікера у внутрішню порожнину статора турбіни через вхідний патрубок об'ємом, достатнім для повного занурення лопаток соплового апарата в шлікер. Статор турбіни включає корпус, виконаний у вигляді півсфери, сопловий апарат з лопатками, вхідний патрубок і втулку. Вхідний патрубок герметизують, а потім повертають статор турбіни навколо власної осі на кут, при якому вхідний патрубок буде знаходитися в нижньому положенні. Далі статор турбіни повертають за годинниковою стрілкою навколо осі, перпендикулярної власній, на кут нахилу до горизонту, при якому не станеться витікання шлікера зі статора турбіни при розгерметизації вхідного патрубка і соплового апарата. Потім для зливання шлікера повертають статор турбіни навколо вказаної осі проти годинникової стрілки на кут нахилу власної осі нижче горизонту, при якому здійснюють остаточне зливання шлікера зі статора турбіни, причому після зливання шлікера статор турбіни обертають навколо власної осі при її горизонтальному положенні до зникнення водного блиску шлікерного шару. Застосування винаходу дозволяє отримати рівномірний шлікерний шар без непрокриттів, напливів, потовщень у важкодоступних місцях, канавках, порожнинах, які UA 102991 C2 (12) UA 102991 C2 призводять до утворення усадкових тріщин і розривів в покритті. Отримане покриття надійно захищає внутрішні поверхні статорів турбін від займання у високоагресивному середовищі. UA 102991 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до способів нанесення покриттів зі шлікерів на металеві деталі складної форми, зокрема на внутрішню поверхню проточної частини статора турбіни. Відомий спосіб нанесення шлікера стеклоемалевих покриттів на плоскі металеві деталі побутової техніки методом розпилення [див. Петцольд А. Емаль і емалювання. - М.: Металургія, 1990. - с. 304, 307]. Дане технічне рішення є аналогом пропонованого винаходу. Відомий також інший аналог пропонованого винаходу - спосіб нанесення шлікера на внутрішню поверхню каструль шляхом заливання їх з подальшим застосуванням обертальних і коливальних рухів [див. Петцольд А. Емаль і емалювання. - М.: Металургія, 1990. - с. 311]. Відомий також спосіб нанесення шлікера шляхом заглиблення (занурення) порожнистих виробів в шлікер з подальшим струшуванням надлишку шлікера обертальними і різкими зворотно-поступальними рухами або вібрацією [див. Петцольд А. Емаль і емалювання. - М.: Металургія, 1990. - с. 308-309-310]. Однак методом розпилення неможливо отримати шлікерні шари на всіх внутрішніх поверхнях статора турбіни. Заливання шлікера в статор турбіни і використання вказаних видів обертання і рухів призводить до утворення в шлікерному шарі напливів, потовщень в порожнинах і в місцях з'єднань поверхонь. Задачею винаходу є створення способу нанесення рівномірного шару шлікера металокерамічного покриття на всю внутрішню поверхню проточної частини статора турбіни. Ця задача вирішена за рахунок того, що в способі нанесення шлікера металокерамічного покриття на внутрішню поверхню статора турбіни, який включає корпус, виконаний у вигляді півсфери, сопловий апарат з лопатками, вхідний патрубок і втулку, основаному на заливанні шлікера у внутрішню порожнину статора турбіни, перед заливанням шлікера герметизують статор турбіни з боку соплового апарата і втулки, а заливання здійснюють через вхідний патрубок, який встановлюють у верхнє вертикальне положення, об'ємом, достатнім для повного занурення лопаток соплового апарата в шлікер, після цього герметизують вхідний патрубок, а потім повертають статор турбіни навколо власної осі на кут, при якому вхідний патрубок буде знаходитися в нижньому положенні, далі статор турбіни повертають за годинниковою стрілкою навколо осі, перпендикулярної власній, на кут нахилу до горизонту, при якому не станеться витікання шлікера зі статора турбіни при розгерметизації вхідного патрубка і соплового апарата, потім для зливання шлікера повертають статор турбіни навколо вказаної осі проти годинникової стрілки на такий кут нахилу власної осі нижче горизонту, при якому здійснюють остаточне зливання шлікера зі всіх порожнин статора турбіни, причому після зливання шлікера статор турбіни обертають навколо власної осі при її горизонтальному положенні до зникнення водяного блиску шлікерного шару. Іншими відмінностями пропонованого винаходу є: після заливання шлікера статор турбіни повертають навколо горизонтально розташованої власної осі на 180±15 градусів вперед спинками лопаток, далі повертають статор турбіни навколо осі, перпендикулярної власній, в сторону, протилежну розташуванню вхідного патрубка, до кута нахилу власної осі до горизонту, який дорівнює 100±20 градусів, після цього здійснюють зливання шлікера через відкритий вхідний патрубок, нахиляючи статор турбіни до положення власної осі на 30±15 градусів нижче горизонтального; статор турбіни повертають навколо власної осі зі швидкістю 2-3 об./хв., а навколо осі, перпендикулярної власній, зі швидкістю 1-1,5 об./хв. Технічний результат - отримання рівномірного шлікерного шару, відсутність непрокриттів, напливів, потовщень у важкодоступних місцях, канавках, порожнинах, які приводять до утворення усадкових тріщин і розривів в покритті. На кресленні представлений подовжній переріз статора турбіни. Запропонований спосіб проілюструємо на прикладі способу нанесення шлікера металокерамічного покриття на внутрішню поверхню статора турбіни, наведеному на фігурі, де: 1 - металевий корпус, виконаний у вигляді півсфери, 2 - сопловий апарат, 3 - лопатки, 4 вхідний патрубок, 5 - втулка, 6 - шар металокерамічного покриття. Шлікер металокерамічного покриття являє собою водну суспензію із суміші тонкодисперсних порошків металів і неметалевих сполук. Нанесення покриття здійснюють заливанням в корпус 1 шлікера. Перед заливанням шлікера виставляють статор турбіни відносно власної осі О'-О' в таке положення, при якому вхідний патрубок 4 буде знаходитися у верхньому положенні. Після цього здійснюють герметизацію корпусу 1 з боку соплового апарата 2 (заглушка - 7) і втулки 5 (втулку 5 вставляють у шпиндель 8 станка). Потім шлікер заданого об'єму заливають в статор турбіни через вхідний патрубок 4. Далі здійснюють герметизацію вхідного патрубка 4 встановленням заглушки 9. Об'єм шлікера 1 UA 102991 C2 5 10 15 20 25 становив приблизно половину внутрішнього об'єму корпусу 1 статора турбіни. При такому заливанні досягалося повне змочування приблизно половини внутрішньої поверхні корпусу 1 і половини від загальної кількості лопаток 3 соплового апарата 2. Після герметизації вхідного патрубка 4 здійснюють поворот статора турбіни навколо власної осі О'-О' на 180±15 градусів зі швидкістю 2-3 об./хв., при цьому вхідний патрубок 4 займе нижнє положення (показано пунктирними лініями). У цьому положенні незмочені при заливанні внутрішні поверхні корпусу 1 і лопаток 3 соплового апарата будуть знаходитися в шлікері. Поворот статора турбіни навколо осі О'-О' і неповне заповнення шлікером внутрішнього об'єму корпусу 1 сприяє видаленню бульбашок газу або повітря зі шлікера, що підвищує якість покриттів. 2 Після цього статор турбіни повертають за годинниковою стрілкою навколо осі О , перпендикулярної власній осі О'-О', на кут, при якому вісь О'-О' буде нахилена до горизонту на 100±20 градусів. У цьому положенні статора турбіни знімають заглушки 7 і 9, при цьому не станеться витікання шлікера з корпусу 1. Після цього починають зливання шлікера зі статора 2 турбіни, повертаючи його навколо осі О , перпендикулярної осі О'-О', проти годинникової стрілки до положення осі О'-О' на 30±15 градусів нижче рівня горизонту. При цьому поворот статора турбіни здійснюють зі швидкістю 1-1,5 об./хв. Після зливання шлікера статор турбіни обертають навколо власної осі в його горизонтальному положенні до зникнення блиску шлікерного шару. Умови нанесення шлікера і отримані результати показують, що всі внутрішні поверхні корпусу статора турбіни і лопаток соплового апарата покриті шаром шлікера без напливів рівномірним шаром. Заявлений винахід знайде застосування в ракетній техніці і, зокрема, при виготовленні статорів турбін рідинних ракетних двигунів. Його застосування дозволяє надійно захистити внутрішні поверхні статорів турбін від займанні у високоагресивному середовищі. Даний винахід перебуває в стадії промислового застосування. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 1. Спосіб нанесення шлікера металокерамічного покриття на внутрішню поверхню статора турбіни, який включає корпус, виконаний у вигляді півсфери, сопловий апарат з лопатками, вхідний патрубок і втулку, оснований на заливанні шлікера у внутрішню порожнину статора турбіни, який полягає в тому, що перед заливанням шлікера герметизують статор турбіни з боку соплового апарата і осьового отвору у втулці, а заливання здійснюють через вхідний патрубок, який встановлюють у верхнє вертикальне положення, об'ємом, достатнім для повного занурення лопаток соплового апарата в шлікер, після цього герметизують вхідний патрубок, а потім повертають статор турбіни навколо власної осі на кут, при якому вхідний патрубок буде знаходитися в нижньому положенні, далі статор турбіни повертають за годинниковою стрілкою навколо осі, перпендикулярної власній, на кут нахилу до горизонту, при якому не станеться витікання шлікера зі статора турбіни при розгерметизації вхідного патрубка і соплового апарата, потім для зливання шлікера повертають статор турбіни навколо вказаної осі проти годинникової стрілки на кут нахилу власної осі нижче горизонту, при якому здійснюють остаточне зливання шлікера зі статора турбіни, причому після зливання шлікера статор турбіни обертають навколо власної осі при її горизонтальному положенні до зникнення водного блиску шлікерного шару. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що повертають статор турбіни навколо горизонтально розташованої власної осі на 180±15 градусів вперед спинками лопаток, далі повертають статор турбіни навколо осі, перпендикулярної власній, в сторону, протилежну розташуванню вхідного патрубка, до кута нахилу власної осі до горизонту, який дорівнює 100±20 градусів, після цього здійснюють зливання шлікера через відкритий вхідний патрубок, нахиляючи статор турбіни до положення власної осі на 30±15 градусів нижче горизонтального. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що статор турбіни повертають навколо власної осі зі швидкістю 2-3 об./хв., а навколо осі, перпендикулярної власній, зі швидкістю 1-1,5 об./хв. 2 UA 102991 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3