[發明專利]發電設備部件及用于制造這種部件的方法

在審

• 申請號: 201610993381.7
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN107043928A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: M.巴賴尼哈薩尼;H-P.博斯曼恩
• 申請（專利權）人: 安薩爾多能源瑞士股份公司
• 主分類號: C23C18/16
• 分類號: C23C18/16;C25D9/04;C23C4/134;C25D13/02;C23C4/129;C25D17/00;C23C4/02;C23F15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 吳超,譚祐祥

技術領域

本發明涉及發電設備的技術。本發明涉及根據權利要求1的前序部分的發電設備部件。

本發明還涉及用于制造這種部件的方法。

背景技術

若干發電設備部件（諸如壓縮機葉片、蒸汽渦輪機葉片以及風力葉片）經歷水滴侵蝕、腐蝕以及污垢。避免這些損壞的最佳保護方法是使用多功能復合涂層來保護葉片（或其他部件）。

用于燃氣渦輪機中的壓縮機葉片的鋼材料遭受水滴侵蝕和點蝕引起的開裂以及污垢。

以所需間隔進行在線和離線洗滌以便改善渦輪機的性能。通過在壓縮機葉片上施用功能性復合涂層，能夠延長離線洗滌間隔；在線洗滌期間發生更少的葉片侵蝕并且在高霧化系統中提高了壓縮機效率。

此外，燃氣渦輪機用在高度腐蝕性的環境中，例如在工業區域或海岸線中，并因此經歷大量點蝕。

氣溶膠和煙灰在大氣中的存在導致在葉片上形成污垢，這加劇腐蝕。

現存的解決方案未解決侵蝕、腐蝕和污垢這三個主要性質，尤其是污垢未被解決或其是非常含糊的。或者被認為是防污垢的涂層不耐侵蝕，并因此在操作期間將損失防污性能。或者使用諸如濺射或CVD和PVD的涂層施用方法，其不具有成本效益或難以施用。

文獻US 2010/0247321 A1提供了包括金屬基底的制品。該制品還包括沉積在基底的表面上的犧牲層和沉積在犧牲層上的防污層。防污層包括金屬-聚合物復合材料。還提供了包括具有氮化物的防污層的制品。

文獻US 2009/0176110 A1公開了能夠為部件（尤其是工業燃氣渦輪機的鋼制壓縮機葉片）提供耐侵蝕和耐腐蝕性的涂層系統和過程。涂層系統包括在部件基底的表面上的金屬犧牲底涂層，和通過熱噴涂沉積在底涂層上的陶瓷頂涂層。底涂層包含在電偶序中比鐵更活潑的金屬或金屬合金，并且與基底的表面電接觸。陶瓷頂涂層基本上由從下述組中選擇的陶瓷材料組成，所述組由氧化鋁和二氧化鈦的混合物，氧化鉻和二氧化硅的混合物，氧化鉻和二氧化鈦的混合物，氧化鉻、二氧化硅和二氧化鈦的混合物，以及氧化鋯、二氧化鈦和氧化釔的混合物組成。

EP 2 374 916 A1描述了一種用于向金屬表面提供保護涂層的過程，其包括向表面施用鎳或鉭板層，以及在進行電鍍時將硬質材料（諸如金剛石、氧化鋁、氮化釩、碳化鉭和/或碳化鎢）的顆粒散布在鎳或鉭板層內。

EP 2 060 328 A2公開了一種形成復合粉末涂層的方法，其包括將多層粉末涂層合成物沉積在基底上，其中，相鄰層由不同粉末涂層合成物形成；以及在單個熱固化步驟中固化該多層粉末涂層合成物。該層能夠用于保護發電裝備免受水腐蝕、顆粒侵蝕、泥漿侵蝕、磨損和污垢。

US 8,007,246 B2提供一種制造用于燃氣渦輪發動機的部件的方法。該方法包括向部件的至少一部分施用粘結涂層，使用定位成與部件相距第一距離的噴涂機構將致密垂直開裂（DVC）熱障涂層施用到粘結涂層的至少一部分，以及使用定位成與部件相距第二距離的噴涂機構使DVC熱障涂層的至少一部分與軟涂層熱障涂層重疊，其中，第二距離大于第一距離以促進軟涂層熱障涂層到DVC熱障涂層的粘附。

發明內容

本發明的目的是提供具有功能性表面的發電設備部件，該功能性表面具有抗侵蝕、抗腐蝕和防污性能。

本發明的另一目的是提供具有復合涂層系統的發電設備部件，以便提供具有改善的水滴侵蝕、增強的耐腐蝕性以及增強的防污性能的金屬和陶瓷表面。

本發明的另一目的是公開一種用于制造這樣的部件的方法。

這些和其他目的通過根據權利要求1的發電設備部件和根據權利要求9的方法實現。

根據本發明的發電設備部件包括基底，所述基底的表面涂覆有具有抗侵蝕、抗腐蝕和防污性能的預定厚度的功能性梯度涂層。

其特征在于，所述功能性梯度涂層包括耐腐蝕第一物料，和耐侵蝕且疏水性第二物料，并且特征在于所述功能性梯度涂層是由單層組成的復合涂層，因此所述耐腐蝕第一物料的濃度和所述耐侵蝕且疏水性第二物料的濃度沿著所述復合涂層的厚度逐漸變化，因此所述耐腐蝕第一物料的濃度從在所述復合涂層的內側處的高濃度逐漸變化到在所述復合涂層的外側處的低濃度，并且所述耐侵蝕且疏水性第二物料的濃度從在所述復合涂層的內側處的低濃度逐漸變化到在所述復合涂層的外側處的高濃度。

根據本發明的實施例，所述基底是金屬或復合聚合物基底。

根據本發明的另一實施例，所述耐腐蝕第一物料包括金屬、陶瓷、金屬陶瓷和/或聚合物基體，顆粒嵌入到其中，因此所述顆粒的濃度從在所述復合涂層的內側處的高濃度逐漸變化到在所述復合涂層的外側處的低濃度。