Studija primene plazma naprskanih prevlaka na sekcijama turbo-mlaznog motora Astazou III B / Study of the application of plasma sprayed coatings on the sections of the Astazou III B turbo - jet engine / Исследование по применению плазменного напыления покрытия деталей турбореактивного двигателя ASTAZOU III B

• Main Author: Mihailo R. Mrdak
• Format: Article
• Language: English
• Published: University of Defence in Belgrade 2016-01-01
• Series: Vojnotehnički Glasnik
• Subjects: spray coatings; repairs; plasmas; engines; deposits; coating; sprej prevlaka; popravka; plazma; motori; depoziti; prevlaka; плазменное покрытие; ремонт; плазменное напыление; двигатели; депозиты; покрытие
• Online Access: http://scindeks.ceon.rs/Article.aspx?artid=0042-84691601001M

Plazma-sprej proces intenzivno koriste avio-industrije u proizvodnji ključnih komponenti prekomerno izloženih visokim temperaturama, hemijski agresivnim sredinama, habanju, abraziji, eroziji i kavitaciji. Proces pokriva veliko polje parametara, tako da se može kombinovati skoro svaki sloj sa svakim i sa osnovnim materijalom. Prevlake mogu da se deponuju ravnomerno i stoga omogućavaju da se pohabane komponente dovedu na konačne dimenzije u procesu remonta vazduhoplova. U ovom istraživanju prikazan je efikasan postupak primene plazma-sprej prevlaka na delovima turbomlaznog motora ASTAZOU III B u procesu remonta. Proizvođač motora TURBOMECA predvideo je da se prahovi deponuju plazma-sprej sistemima sa oznakom Metco 3M ili 7M za koje je propisao parametre depozicije prahova, tako da se kod primene drugih plazma-sprej sistema parametri deponovanja moraju ispitati i optimizirati. Cilj rada bio je da se u remontu motora primeni plazma-sprej sistem firme Plasmadyne i izvrši optimizacija parametara, koja će omogućiti da se proizvedu prevlake koje će ispuniti sve kriterijume propisane standardom proizvođača motora. Izvršena je optimizacija parametara za plazma pištolj MINI - GUN II, pri čemu je urađen veliki broj uzoraka. U radu su prikazani optimalni parametri depozicije sa kojima su deponovane prevlake na kućištu, međukućištu, sprovodnom aparatu i rezervoaru za ulje motora ASTAZOU III B. Procena mehaničkih karakteristika prevlaka urađena je ispitivanjem mikrotvrdoće prevlaka metodom HV0.3. Zatezne čvrstoće spoja prevlaka ispitane su metodom kidanja na zatezanje. Mikrostrukture slojeva prevlaka procenjene su na optičkom mikroskopu - OM. Analiza mikrostruktura i mehaničkih karakteristika prevlaka urađena je u skladu sa standardom TURBOMECA. Kvalitet deponovanih prevlaka potvrđen je 42-časovnim ispitivanjem delova u sklopu motora ASTAZUO III B na ispitnoj stanici. Izvršena ispitivanja potvrdila su kvalitet prevlaka i na taj način omogućila primenu plazma-sprej tehnologije u proces remonta motora ASTAZOU III B. / The plasma spray process is used extensively in the aerospace industry for manufacturing key components exposed to excessively high temperatures, aggressive chemical environments, wear, abrasion, erosion and cavitation. The process covers a large field of parameters so that almost every layer can be combined with any other as well as with the base material. Coatings can be deposited uniformly; therefore, they allow worn components to be brought to final dimensions in the process of aircraft repair. This research shows an effective procedure of the application of plasma spray coatings on the parts of the Astazou IIIB turbo - jet engine in the process of repair. The engine manufacturer, Turbomeca, has prescribed that powders should be deposited by plasma spray systems under designation Metco 3M and 7M for the prescribed parameters of powder deposition, so that during the application of other plasma spray depositing systems the parameters must be tested and optimized. The aim was to apply the Plasmadyne plasma spray system during the repair process and to optimize the parameters, which will enable producing coatings that fulfill all the criteria prescribed in the engine manufacturer standard. The optimization of the parameters was carried out with a plasma gun MINI - GUN II with a large number of samples. This paper presents the optimal parameters of the deposition on the ASTAZOU III B engine casing, casing frame, duct and oil tank. The assessment of the coating mechanical properties was done by the HV0.3 microhardness testing method. Tensile bond strength of the coatings was investigated by a tensile test. The microstructures of the coating layers were evaluated on an optical microscope - OM. The analysis of the microstructures and the mechanical characteristics of the coatings was done in accordance with the TURBOMECA standard. The quality of the deposited coatings was confirmed by a 42-hour test of the ASTAZUOIIIB engine parts on a test stand. The performed tests have confirmed the quality of the coatings thus enabling the application of the plasma spray technology in the process of the ASTAZOUIIIB engine overhaul. / Плазменное напыление широко применяется в области авиационной промышленности и производстве ключевых деталей, подверженных воздействию высоких температур, химически агрессивных средств, износу, повреждениям, эрозии и кавитации. Процесс плазменного напыления включает широкое поле параметров, таким образом его возможно применять к каждому слою, в том числе и защитному слою покрытия. В процессе ре- монта самолета плазменное покрытие наносится равномерно, тем самым выравнивая части поврежденных покрытий до необходимой толщины. В данном исследовании представлен эффективный метод применения плазменного напыления покрытий частей турбореактивных двигателей ASTAZOU III B в процессе ремонта. Производитель двигателей TURBOMECA рекомендует для покрытия своей продукции порошковые плазменные напылители системы Metco 3M или 7M, предписывая параметры нанесения покрытия, таким образом при применении иных плазменных напылительных систем необходимо провести тестирования и испытания. Цель данной работы состоит в разработке и производстве плазменного напылителя от компании Plasmadyne, которое будет соответствовать всем стандартам и удовлетворять требования производителя двигателей, с целью его применения в ремонте двигателей. Проведена оптимизация параметров для плазменных пистолетов MINI – GUN II, в процессе которой было тестировано большое количество образцов. В работе представлены соответствующие параметры нанесения покрытия на корпус, входную кромку корпуса, промежуточный контур и масляный резервоар турбореактивного двигателя ASTAZOU III B. Тестирование механических характеристик покрытия проводилось испытанием микротвердости покрытия, методом HV0.3. Прочность соединения покрытия тестирована по методу испытаний на сдвиг при растяжении. Микроструктура слоев покрытия наблюдалась под оптическим микроскопом − OM. Анализ микроструктуры и механических характеристик покрытия был проведен в соответствии со стандартами и рекомендациями TURBOMECA. Качество нанесенного покрытия подтверждено 42-х часо- вым испытанием частей двигателя ASTAZUO III B, проведенного в испытательной станции. Выполненные испытания подтвердили качество покрытия, таким образом доказано, что технологию плазменного напыление покрытий можно применя- ть в процессе ремонта двигателей ASTAZOU III B.