La rimozione dei coating da componenti di turbine a gas
A. Scrivani, G. Rizzi, C. Giolli
ABSTRACT
Le barriere termiche (TBC – Thermal Barrier Coating) sono rivestimenti formati da un strato metallico detto bond coat (BC) depositato sul metallo base e da un rivestimento più esterno ceramico detto top coat (TC). Il BC è costituito da leghe tipo MCrAlY (dove M sta per Ni, Co o una loro combinazione), che può essere generalmente depositato mediante processi Thermal Spray quali Low Pressure Plasma Spray, Vacuum Plasma Spray o High Velocity Oxygen Fuel. Per la deposizione del TC si utilizzano polveri di zirconia parzialmente stabilizzata con ossido di ittrio (YPSZ – Yttria Partially Stabilized Zirconia) depositate mediante Air Plasma Spray. I sistemi TBC sono applicati ai componenti per turbine a gas (componenti rotorici e statorici, mattonelle e pareti delle camere di combustione) allo scopo di incrementare la loro resistenza alla corrosione ed all’ossidazione ad alta temperatura ed aumentare la loro vita in servizio attraverso la riduzione della temperatura di lavoro. Lo stripping ovvero la rimozione dei due strati che formano la barriera termica nel suo complesso è un aspetto fondamentale nella produzione dei ricoprimenti e soprattutto nel ricondizionamento dei componenti eserciti. La caratteristica principale della procedura di stripping deve essere quella di garantire la completa rimozione del rivestimento senza danneggiare il substrato. I campioni sottoposti ad analisi sono stati caratterizzati mediante analisi metallografia (microscopia ottica), spettroscopia di fotoelettroni (XPS) e metodi non distruttivi, quali l’analisi della rugosità e l’analisi ai liquidi penetranti. I metodi di stripping analizzati sono stati: rimozione mediante bagno acido, water jet stripping, immersione in sali fusi. Lo stripping chimico è efficace nella rimozione del bond coat. E’ possibile modificare i parametri di processo in modo da ottenere solo la rimozione del rivestimento senza alterare le caratteristiche del substrato. La rimozione dei ricoprimenti mediante water jet è efficace ma presenta il pericolo di danneggiare geometricamente i componenti trattati. L’utilizzo di bagni di sali fusi (molten salt stripping) a temperature comprese tra 500-600°C può risultare utile nella rimozione del TC ma non per il BC. In pratica il metodo più versatile è la rimozione chimica, preceduta da sabbiatura nel caso il componente presenti sia un ricoprimento metallico che un ricoprimento ceramico.
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