RECUBRIMIENTO POR PROYECCIÓN TÉRMICA

Las opciones de servicio de recubrimiento por pulverización térmica de Curtiss-Wright producen un recubrimiento rentable y de alto rendimiento que protege los componentes del calor, el desgaste, la corrosión, la fatiga y la oxidación.

El recubrimiento por pulverización térmica puede reparar componentes dañados y desgastados según las especificaciones originales.

Proceso de recubrimiento por pulverización térmica

1. Las partículas de polvo (normalmente de 20 a 120 micrones) se calientan hasta un estado fundido o semifundido y se impulsan hacia el sustrato a alta temperatura y velocidad.
2. Las partículas fundidas forman una “salpicadura” en la superficie, que se contrae al enfriarse para formar un fuerte vínculo con la superficie.
3. Las salpicaduras subsiguientes se acumulan en capas para generar el espesor y la densidad requeridos.

Aplicaciones de recubrimiento por pulverización térmica

• Motores de turbina de gas
• Sección de admisión (fría)
• Sección de compresión (fría)
• Sección de combustión (caliente)
• Escape (caliente)
• Válvulas de bola
• Cilindros compresores
• Cuchillas mezcladoras para autoclave
• Álabes y paletas del compresor
• Tubos de llama de combustión
• Sellos de panal
• Discos de turbina de potencia
• Boquillas
• Anillos y sellos
• Pelotas y asientos
• Cilindros
• Ejes
• Cuchillas mezcladoras

Recubrimiento por pulverización térmica: beneficios

El uso de la tecnología de pulverización térmica ofrece una serie de ventajas en comparación con los métodos de recubrimiento más tradicionales, entre ellas:

• Versatilidad – La elección de recubrimientos incluye metales, aleaciones, cerámicas y carburos, entre otros.
• Protección – contra el desgaste, la corrosión, la fatiga, la oxidación y las altas temperaturas dependiendo del recubrimiento utilizado en el proceso.
• Control de temperatura – sustrato a granel a 200 °C o menos evitando cualquier efecto perjudicial del calor sobre las propiedades del material del sustrato.
• Control de espesor – Los procesos se controlan fácilmente y se pueden utilizar para restaurar las dimensiones de una pieza desgastada o un componente mecanizado incorrectamente.
• Animación robótica – Se pueden recubrir formas complejas ya que la automatización robótica permite un recubrimiento uniforme de piezas multifacéticas.
• Fuerza de unión – Excelente resistencia de adhesión que puede soportar cargas mecánicas extremas y situaciones de desgaste severo.

Recubrimiento por pulverización térmica: tipos

• Proyección térmica de alambre de combustión
• Pulverización con plasma
• HVOF - Combustible de oxígeno de alta velocidad
• Proyección de arco y alambre de arco eléctrico
• Proyección térmica de polvo de combustión
• Rociar y fusionar

Certificaciones de pulverización térmica

Recubrimiento por pulverización térmica: experiencia de CWST

• Gestión Térmica
  Los recubrimientos de barrera térmica pueden maximizar la eficiencia de las turbinas al permitir temperaturas de combustión más altas, a la vez que reducen la fatiga térmica, la deformación, la oxidación y el agrietamiento de los componentes. La combinación de componentes cerámicos y superaleaciones en los recubrimientos de barrera térmica GPX refleja el calor hacia la trayectoria de los gases de combustión y aísla las piezas, reduciendo eficazmente la temperatura de su superficie.
• Control de desgaste
  El desgaste debido a la vibración, la fricción, los gradientes térmicos y la presión acorta la vida útil de los componentes de la turbomaquinaria. Y si no se controla, puede causar costosas paradas imprevistas. Un recubrimiento que controla el desgaste puede prolongar la vida útil de piezas críticas de la turbomaquinaria hasta diez veces. Cualquier zona de contacto entre metales es apta para recubrimientos de control de desgaste.
• Control de corrosión - Baja temperatura
  La corrosión de los componentes de las turbomáquinas cuesta a los operadores miles de millones de dólares al año debido a fallos prematuros de piezas y resistencia aerodinámica inducida. Los recubrimientos para el control de la corrosión pueden reducir drásticamente los daños causados ​​por esta, a la vez que proporcionan una superficie aerodinámica lisa en los álabes del compresor y los conjuntos del estator. Los recubrimientos resistentes CWST también ofrecen resistencia a la erosión causada por el polvo y los gases a alta velocidad.
• Control de corrosión - Alta temperatura
  Los componentes de turbinas expuestos a la corrosión a altas temperaturas (+1000 °F) no solo se degradan más rápido que a temperaturas más bajas, sino que también están sujetos a agrietamiento debido a la fatiga térmica y los ciclos térmicos. Los recubrimientos de alta temperatura se difunden en el sustrato, creando una superficie de óxido casi impermeable que puede reducir la formación de incrustaciones y grietas causadas por los ciclos térmicos.
• Control de oxidación
  La oxidación a alta temperatura es una condición en las turbinas de gas, la principal responsable del fallo prematuro de los componentes de la sección caliente. A medida que los diseñadores aumentan las temperaturas de encendido de las turbinas, los componentes de superaleaciones se acercan a sus límites teóricos. Los recubrimientos resistentes a la oxidación amplían estos límites al impedir la penetración de oxígeno en la superficie del componente, a la vez que proporcionan una capa de sacrificio capaz de proteger la pieza entre revisiones.
• Control de la erosión por partículas sólidas
  La erosión por partículas sólidas destruye toneladas de componentes de turbinas de vapor cada año y es la principal causa de fallos prematuros en las turbinas. A menudo asociada a Daño por objetos extraños (FOD), la erosión por partículas sólidas puede controlarse eficazmente considerando la temperatura, el ángulo de impacto, la velocidad y el tamaño de las partículas. Los recubrimientos antierosión por partículas sólidas están diseñados y probados específicamente para este entorno y han demostrado su eficacia para prolongar la vida útil de componentes críticos de las turbinas de vapor.

Recubrimiento por pulverización térmica: preguntas frecuentes

• ¿Cómo se aplica el recubrimiento por pulverización térmica?

En los procesos de pulverización térmica, la materia prima se introduce en una antorcha/pluma de pulverización térmica inducida por medios eléctricos (plasma o arco) o de combustión, luego se calienta, se funde y se impacta a alta velocidad sobre las superficies de los componentes para producir depósitos de capas bien adheridas.

• ¿Cuánto tiempo se tarda en aplicar el recubrimiento por pulverización térmica?

La pulverización térmica es un proceso altamente eficiente para aplicar un recubrimiento a una tasa de deposición aceptablemente alta. El tiempo del proceso depende de múltiples factores, como el área y el espesor del recubrimiento, el tipo de recubrimiento y la eficiencia del proceso, y varía desde unos pocos minutos hasta varias horas.

• ¿Qué elementos se pueden pulverizar térmicamente?

Se pueden pulverizar térmicamente muchos artículos, incluidos componentes de motores de gas, turbinas, maquinaria compleja y válvulas, así como elementos individuales más pequeños de los componentes, como anillos, sellos, asientos y discos.

• ¿Qué procesos se utilizan más comúnmente en la proyección térmica?

Para las tecnologías avanzadas de pulverización térmica, normalmente se utiliza la pulverización de plasma para recubrimientos cerámicos y la pulverización de oxicorte a alta velocidad para recubrimientos de aleaciones y carburos.

• ¿Qué formas de materiales se utilizan comúnmente en este proceso?

Las materias primas típicas se presentan en forma de polvos sólidos y alambres. Los procesos más recientes, como la pulverización de plasma en solución o suspensión, pueden utilizar precursores líquidos y suspensiones líquidas como materia prima.

• En comparación con otras tecnologías de recubrimiento, ¿cuáles son las ventajas de la pulverización térmica?

Las tecnologías de proyección térmica se consideran tecnologías "verdes" y se aplican como alternativas a algunos recubrimientos de galvanoplastia químico, por ejemplo. A diferencia de muchas pinturas, estas producen o contienen compuestos orgánicos volátiles que pueden causar problemas ambientales, pero que no se presentan en las técnicas de proyección térmica. Muchos materiales, desde polímeros, plásticos, metales ligeros, superaleaciones, aleaciones refractarias, carburos, compuestos y cerámicas, se depositan de forma segura y sencilla mediante este proceso. Además, la proyección térmica es aplicable para la deposición sobre componentes de diferentes dimensiones (de pequeñas a grandes) y configuraciones (de diámetro exterior a diámetro interior).

• ¿Cuál es el mecanismo de unión y la resistencia máxima de unión por tracción en la proyección térmica?

La unión no metalúrgica es típica de los recubrimientos por proyección térmica. La unión del recubrimiento se crea sobre una superficie rugosa principalmente mediante el mecanismo de enclavamiento mecánico. En algunos sistemas de recubrimiento, la resistencia máxima de adhesión mediante prueba de tracción puede superar los 10 000 psi.

• ¿Cómo funciona la pulverización térmica?

Puede operarse manualmente o mediante una pistola de pulverización automática robótica, normalmente en una cabina de pulverización térmica insonorizada. Si es necesario, la pulverización térmica también puede realizarse in situ. El espesor del recubrimiento se ajusta en múltiples pasadas/ciclos de pulverización.

• ¿En qué industria se aplica la proyección térmica?

Los procesos de pulverización térmica se utilizan ampliamente en numerosos sectores industriales, como el aeroespacial, el mecánico, el naval y el automotriz. También se emplean en electrónica, biomedicina y otras aplicaciones.

• ¿Cuáles son los criterios clave para la evaluación del recubrimiento por pulverización térmica?

Para evaluar la calidad de los recubrimientos se utilizan varios criterios, como la resistencia de la unión, la porosidad, la oxidación, la dureza y la rugosidad.

• ¿Cuáles son los espesores típicos para el recubrimiento por pulverización térmica?

El espesor típico del recubrimiento varía entre unas pocas milésimas de pulgada y 20 milésimas de pulgada. El espesor del recubrimiento puede ser de tan solo 20 micras o de varios milímetros.

OTROS RECUBRIMIENTOS INGENIERILES

Instalaciones de pulverización térmica