一种燃气轮机热端部件制造服务技术

Alexandria2020

一种燃气轮机热端部件制造服务技术

一、所属领域

燃气轮机制造服务

二、项目介绍

1. 痛点问题

叶片作为燃气轮机组最重要的气动部件之一，在工作中，处于高温高压的工作环境，对叶片的尺寸和质量有极高要求。其中，叶片形面检测对空气动力转化和振动特性有很大影响，叶身壁厚对叶片结构性能起主要决定作用。目前一般采用三坐标测量机进行测量，但存在周期长、效率低、设备成本高的问题。另外，随着高性能航空发动机的研制，热障涂层成为提高其性能的关键技术之一。现有高温叶片涂层存在的问题，会影响叶片整体使用寿命。目前国内对热障涂层的工艺很不成熟，正在逐步开发完善中。

2. 解决方案

本项目对测量工艺进行改进，通过提高超声波测量叶片壁厚的速度和一致性，提高制造质量，为后道工序打基础；通过特制的叶片形面测具，快速、精确测量涡轮叶片形面，解决采用三坐标测量机的周期长、效率低、设备成本高等问题，为大批量生产提供助力。

热障涂层工艺方面，在现有技术基础上，提出一种新型热障涂层的制备工艺。提出制备一种梯度的金属粘结底层，通过干冰粗话、洁净粘结层表面，进行真空热处理，原位生成一层热生长氧化物膜。然后在此基础上，制备陶瓷隔热层。该新型热障涂层的抗热冲击性能和服役寿命要远优于传统热障涂层。

等离子喷涂枪机构原理

3. 竞争优势分析

本项目从燃气轮机、航空发动机涡轮叶片型面、壁厚、热障涂层三方面进行开发、创新，从而在检测和涂层服务上提高服务能力。

检测服务方面，协助检测人员快速定位定点检测，达到高速和准确测量叶片壁厚的目的；提供新型叶片形面测量夹具，代替昂贵的三坐标测量机，达到高速、准确和低成本的测量叶片的目的。涂层服务方面，通过技术的应用，提高涡轮叶片的抗热冲击性能，延长叶片的服役寿命。综上，相较于目前通用的做法，通过本项目技术组合所生产的产品将具备更低的成本，更高的效率和质量。

快速检测叶片尺寸工装及方法

4. 市场应用前景

燃气轮机的核心部件的设计和加工制造，市场规模巨大，在年均百亿以上，关键零部件维修和备件服务是国外燃气轮机厂家主要利润来源。目前国内没有形成完整、成熟的制造和维修产业链，公司将以提供技术服务的形式介入制造企业和修复企业的生产，帮助企业提升检测效率，降低检测成本，改善提高工艺的适用性和稳定性。

5. 发展规划

本项目拟以作价入股方式，建设一个燃气轮机关键部件检测及涂层服务机构，主要实现燃气轮机关键部件的测绘检测、工程设计和涂层开发能力。

根据市场需求和企业发展情况，项目达产后，年可完成的检测服务和涂层开发服务，预期实现年销售超2000万元。

6. 知识产权

三项核心技术均申请了专利，均获得了授权。

三、合作需求

寻求燃气轮机、航空发动机相关产业资源的对接、合作。

四、团队介绍

研发团队来自清华大学无锡应用技术研究院燃气轮机维修维护中心，主要运营团队具备丰富的燃气轮机行业经验及资源。拟招聘热端部件缓进磨削、热障涂层、电火花加工、激光制孔等稀缺行业人才，建立高技能人才和成熟的产业工人集聚的技术团队。

五、联系方式

联系人：杨老师

E-mail:yangshusheng@tsinghua.edu.cn

成果编号：2021111

内容来源：清华大学技术转移