ForschungAktuelle Projekte
Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse

Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse

Jahr:  2018
Förderung:  DFG / SFB 871
Laufzeit:  01.01.2018 – 31.12.2021 (3. Förderperiode)

Die Reparatur von Komponenten in der Luftfahrtindustrie und Kraftwerkstechnik spielt angesichts steigender Rohmaterialien- und Herstellungskosten eine immer stärker werdende Rolle. Bei der Reparatur von Turbinenschaufeln hat sich, neben dem Schweißen, das Hochtemperaturlöten im Vakuum etabliert, was mit mehreren, z.T. aufwendigen Verfahrensschritten verbunden ist. Die verschlissene Turbinenschaufel wird bis auf den Grundwerkstoff entschichtet. Es erfolgt der manuelle Auftrag des Lotes in Form von Pasten, Meltspinfolien oder Tapes, wobei es sich ebenfalls um Nickelbasislegierungen handelt. Nach dem Löten im Hochvakuum wird überschüssiges Lot durch Schleifen oder Fräsen entfernt. Anschließend wird die Heißgaskorrosionsschutzschicht (z.B. NiCoCrAlY) durch thermisches Spritzen appliziert. Anschließend wird die Turbinenschaufel einem Alitierprozess unterzogen. Es bildet sich NiAl (β-Phase), welches die Heißgaskorrosionsschutzbeständigkeit weiter erhöht. Der Alitierprozess wird in der Regel in einer Pulverpackung oder in einem speziellen Alitierofen mit entsprechend reaktiver Atmosphäre durchgeführt. Stand der Technik ist, dass eine Turbinenschaufel ca. 3 – 4 Reparaturzyklen unterzogen werden kann.

In diesem Teilprojekt B1 wird mittels thermischen Spritzens eine Reparaturbeschichtung auf die Turbinenschaufel appliziert und anschließend ein kombinierter Löt-, Alitierprozess durchgeführt. Hierdurch wird die dem Stand der Technik entsprechende Reparaturlötprozesskette wesentlich verkürzt, wodurch sich mechanisch-technologische Verbesserungen (z.B. Erhöhung der Reparaturzyklenzahl auf 6 – 7, verbesserte Schichthaftung) und gleichzeitig wirtschaftliche Vorteile regenerierter Turbinenschaufeln ergeben.