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Turbine a gas innovative. Tecnologie avanzate di rivestimento e riparazione: messa a punto del processo di rivestimento con CoNiCrAlY e NiCrAlY con la tecnica HVOF su superlega e su mock-up in acciaio

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Turbine a gas innovative. Tecnologie avanzate di rivestimento e riparazione: messa a punto del processo di rivestimento con CoNiCrAlY e NiCrAlY con la tecnica HVOF su superlega e su mock-up in acciaio

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 12:48 pm

L’adozione di materiali sempre più costosi per la realizzazione delle parti calde di turbina a gas delle ultime generazioni, il continuo aumento delle temperature d’ingresso turbina e l’impiego di combustibili meno pregiati suggeriscono l’impiego massiccio di rivestimenti protettivi per i materiali base con i quali sono realizzati i componenti – tipicamente pale rotoriche e statoriche dei primi stadi – e, quando possibile, la messa a punto ed adozione di tecniche avanzate di riparazione di quest’ultimi. Nell’ambito della problematica inerente la riparazione di componenti di turbine a gas per la generazione di energia elettrica, un aspetto rivelante concerne la messa a punto operativa del processo di deposizione, mediante HVOF (High Velocity OxiFuel), di coating anticorrosivi di tipo MCrAlY ( M =metallo, generalmente Ni o Co o entrambi) su parti calde con particolare riferimento alle pale rotanti dei primi stadi. La qualità dei riporti che si riescono attualmente a realizzare con questa metodologia di deposizione è infatti paragonabile a quella dei riporti VPS ma al contempo i costi di lavorazione risultano molto più contenuti. L’attività svolta è consistita, anche partendo dai risultati dello scorso anno [1], nella messa a punto del processo di deposizione di rivestimenti di tipo CoNiCrAlY e NiCrAlY su tre diverse superleghe impiegate per la realizzazione di pale mobili e fisse. Questo ha significato valutare l’influenza dei vari parametri di processo sulla qualità del riporto in termini di porosità, qualità dell’interfaccia, entità dei processi di diffusione degli elementi e presenza di ossidi dopo i trattamenti termici di solubilizzazione ed invecchiamento caratteristici dei tre materiali base. Nel caso della lega a base cobalto, al fine di migliorare ulteriormente la qualità dell’interfaccia, è stata proposta una soluzione innovativa consistente nella deposizione di un riporto bistrato con elevato contenuto di fase β – benefica per quanto riguarda il comportamento a corrosione – e contemporaneamente con una ridotta presenza di coalescenze all’interfaccia. L’attività di caratterizzazione è proseguita con la realizzazione di campioni e il conseguente avviamento di prove di corrosione ad alta temperatura, i risultati delle quali saranno disponibili entro fine anno. Successivamente all’ottimizzazione dei parametri di processo, sono stati realizzati, mediante fusione a conchiglia, alcuni simulacri di una pala di primo stadio di turbina a gas per mezzo dei quali sarà possibile testare la sequenza di spruzzatura che è stata definita come miglior compromesso tra gli aspetti puramente tecnici e quelli economici.

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