RU2667267C1 - Technological complex for ultrasound hydro-thermal cleaning of cast turbine blades from ceramic material - Google Patents
Technological complex for ultrasound hydro-thermal cleaning of cast turbine blades from ceramic material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667267C1 RU2667267C1 RU2018104086A RU2018104086A RU2667267C1 RU 2667267 C1 RU2667267 C1 RU 2667267C1 RU 2018104086 A RU2018104086 A RU 2018104086A RU 2018104086 A RU2018104086 A RU 2018104086A RU 2667267 C1 RU2667267 C1 RU 2667267C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alkaline solution
- ultrasonic
- cleaning
- pressure
- washing
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 10
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 40
- 239000000047 product Substances 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 18
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 3
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- MOYKHGMNXAOIAT-JGWLITMVSA-N isosorbide dinitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[C@H]1CO[C@@H]2[C@H](O[N+](=O)[O-])CO[C@@H]21 MOYKHGMNXAOIAT-JGWLITMVSA-N 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003251 chemically resistant material Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Description
B22D 29/00B22D 29/00
Технологический комплекс для ультразвуковой гидротермической очистки литых турбинных лопаток от керамического материала.Technological complex for ultrasonic hydrothermal cleaning of cast turbine blades from ceramic material.
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к литейному производству, а именно, к технологическому и конструктивному решению по очистке внутренних полостей литых охлаждаемых лопаток турбин, изготавливаемых из жаропрочных сталей и сплавов, от высокопрочного керамического материала.The invention relates to foundry, and in particular, to a technological and constructive solution for cleaning the internal cavities of cast cooled turbine blades made of heat-resistant steels and alloys from high-strength ceramic material.
Уровень техникиState of the art
При производстве литых изделий, изготавливаемых из жаропрочных сталей и сплавов, имеющих внутренние полости, часто используют высокопрочные огнеупорные керамические стержни, заполняющие полости. Такие стержни необходимо удалить после отливки изделия. Современные стержни зачастую имеют сложную разветвленную структуру и различную толщину, что может значительно затруднять их удаление. Без дополнительного воздействия удалить такой стержень через выходное отверстие можно только если толщина стержня по всей длине меньше размера отверстия. При наличии геометрически сложных конструктивных элементов стержня в виде многочисленных поднутрений, выступов, утонений, глухих каналов, полное удаление материала стержня гарантировать невозможно. При этом слишком интенсивное механическое воздействие на удаляемый материал может нанести вред поверхности самого изделия.In the manufacture of cast products made of heat-resistant steels and alloys having internal cavities, high-strength refractory ceramic rods often fill cavities. Such rods must be removed after casting the product. Modern rods often have a complex branched structure and various thicknesses, which can significantly complicate their removal. Without additional impact, removing such a rod through the outlet can only be done if the thickness of the rod along the entire length is less than the size of the hole. In the presence of geometrically complex structural elements of the rod in the form of numerous undercuts, protrusions, thinning, blind channels, the complete removal of the material of the rod cannot be guaranteed. At the same time, too intense mechanical action on the removed material can harm the surface of the product itself.
Известны устройства и способы для удаления подобных вспомогательных керамических стержней-заполнителей. Например, в патенте RU 2456122 применяется выщелачивание керамических стержней из отливок в емкости с ультразвуковым воздействием под атмосферным давлением. Щелочной раствор нагревается с помощью теплоэлектронагревателей. Ограничение применения описанного способа заключается в ограниченной номенклатуре обрабатываемых изделий, т.к. лопатки со сложными внутренними полостями невозможно полностью очистить от керамики, не доводя раствор до кипения, тем самым уменьшая скорость реакции стержня со щелочью, а наиболее интенсивно стержень взаимодействует с раствором при температуре свыше 250 °С. При выполнении операции при атмосферном давлении значительно увеличивается длительность процесса, что в свою очередь влияет на глубину растрава внутренней полости отливок и может привести к браку изделий после операции очистки, в случае, если глубина растрава превысит допустимые для конкретной отливки значения. Known devices and methods for removing such auxiliary ceramic filler rods. For example, in patent RU 2456122, leaching of ceramic rods from castings to containers with ultrasonic exposure under atmospheric pressure is used. Alkaline solution is heated with the help of heaters. The limitation of the application of the described method lies in the limited range of processed products, because blades with complex internal cavities cannot be completely cleaned of ceramics without bringing the solution to a boil, thereby reducing the reaction rate of the rod with alkali, and the rod interacts most intensively with the solution at temperatures above 250 ° C. When performing the operation at atmospheric pressure, the duration of the process significantly increases, which in turn affects the depth of the raster of the inner cavity of the castings and can lead to marriage of products after the cleaning operation if the depth of the raster exceeds the values allowed for a particular casting.
В патентах RU 2245220 и RU 2466212 описан принцип работы изостата при высоких давлениях и температурах для удаления керамических стержней из отливок в химически активной и газовой средах. Недостатком реактора является очень высокие закритические рабочие диапазоны значений давления и температуры (свыше 400 °С и 200 атм., соответственно). Такие высокие значения температуры и давления делают процесс дорогим и, самое главное, опасным для производства. Возникают ограничения по размещению и эксплуатации реактора с данными значениями температуры и давления в производственных помещениях общего типа из-за повышенных требований, предъявляемых к сосудам высокого давления согласно федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности со стороны контролирующих и надзорных органов. Кроме того, технологические особенности конструкции изостата не позволяют подключать дополнительное оборудование для приготовления, слива и хранения щелочи, в случае изготовления последнего отдельно от заявляемого устройства.Patents RU 2245220 and RU 2466212 describe the principle of operation of an isostat at high pressures and temperatures to remove ceramic rods from castings in chemically active and gaseous media. The disadvantage of the reactor is the very high supercritical operating ranges of pressure and temperature (over 400 ° C and 200 atm., Respectively). Such high values of temperature and pressure make the process expensive and, most importantly, dangerous for production. There are restrictions on the location and operation of the reactor with the given temperature and pressure values in general production facilities due to the increased requirements for pressure vessels in accordance with federal norms and rules in the field of industrial safety on the part of regulatory and supervisory authorities. In addition, the technological design features of the isostat do not allow you to connect additional equipment for the preparation, discharge and storage of alkali, in the case of manufacture of the latter separately from the claimed device.
Среди зарубежных аналогов можно выделить автоклавы и системы для выщелачивания компании Leeds and Bradford BoilerCo, Ltd (LBBC). Данное оборудование предназначено для удаления только кварцевых стержней, которые широко используются за рубежом. Главным недостатком оборудования является невозможность удаления высокопрочных стержней на основе электрокорунда, который является основным материалом производства стержней в России, так как удаление электрокорундовых стержней происходит при более интенсивных режимах, чем кварцевых. Данная информация была подтверждена как официальным представителем LBBC, так и опытным путем на промышленном предприятии. Among foreign analogues, autoclaves and leaching systems of Leeds and Bradford BoilerCo, Ltd (LBBC) can be distinguished. This equipment is designed to remove only quartz rods that are widely used abroad. The main drawback of the equipment is the inability to remove high-strength rods based on electrocorundum, which is the main material for the production of rods in Russia, since the removal of electrocorundum rods occurs under more intensive conditions than quartz ones. This information was confirmed both by an official representative of LBBC, and empirically at an industrial enterprise.
На сегодняшний день на рынке не существует эффективных и эргономичных устройств для удаления высокопрочных керамических стержней, заполняющих полости литых изделий из жаропрочных сталей и сплавов. Современные отливки с внутренними полостями, выполненными в виде сложных многоканальных циклонно-вихревых матриц, которые в последнее время становятся широко используемыми из-за повышающихся требований к увеличению ресурса работы лопаток, являются сложноочищаемыми. Большинство описанных в литературе способов либо не способны эффективно очистить полости литых изделий, особенно, в случае, когда стержни изготовлены из электрокорунда, либо делают это не рационально, с применением чрезмерно высоких показателей давления или температуры. To date, there are no efficient and ergonomic devices on the market for removing high-strength ceramic rods filling the cavities of cast products from heat-resistant steels and alloys. Modern castings with internal cavities made in the form of complex multichannel cyclone-vortex matrices, which have recently become widely used due to the increasing requirements for increasing the working life of the blades, are difficult to clean. Most of the methods described in the literature are either not able to efficiently clean the cavities of molded products, especially when the rods are made of electrocorundum, or they do not rationally, using excessively high pressure or temperature indicators.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание эффективного и эргономичного способа очистки литого изделия, изготовленного из жаропрочных сталей и сплавов, от керамического материала. Указанная задача решается путем создания способа, осуществляемого при помощи автоматизированной системы устройств, в котором сочетается комбинированное воздействие на керамику щелочной среды, перепадов давления, температуры и ультразвукового воздействия. Предлагаемый способ способен эффективно удалять как кварцевые (основа - SiO2), так и электрокорундовые (основа - Al2O3) керамические стержни. Важным элементом способа очистки по изобретению является также автоматизация процесса при помощи системы управления, которая выполнена с возможностью автоматически регулировать поступление и рабочие концентрации щелочного раствора. The objective of the present invention is to provide an effective and ergonomic method of cleaning a molded product made of heat-resistant steels and alloys from ceramic material. This problem is solved by creating a method carried out using an automated system of devices, which combines the combined effects on ceramics of an alkaline environment, pressure drops, temperature and ultrasonic exposure. The proposed method is able to effectively remove both quartz (base - SiO 2 ) and electrocorundum (base - Al 2 O 3 ) ceramic rods. An important element of the cleaning method according to the invention is also the automation of the process using a control system, which is configured to automatically adjust the flow and working concentration of alkaline solution.
Некоторые варианты изобретения включают в себя способ очистки литого изделия от керамического материала, включающий по меньшей мере следующие стадии: а) производят обработку указанного литого изделия ультразвуковым воздействием; б) обеспечивают наличие и подачу к указанному изделию щелочного раствора; в) производят обработку указанного изделия указанным щелочным раствором при пониженном давлении; г) производят обработку указанного литого изделия указанным щелочным раствором при повышенных температуре и давлении, а также одновременно обработку ультразвуковым воздействием; д) производят промывку указанного литого изделия. В предпочтительных вариантах изобретения интенсивность обработки изделия на стадии г) указанного способа определяется следующими параметрами: время обработки составляет от 1 до 8 часов; температура обработки составляет от 200 до 350 °С; давление при обработке составляет от 1 до 15 МПа; концентрация щелочного раствора составляет от 20 до 80 %; частота ультразвукового воздействия составляет от 20 до 110 кГц; интенсивность ультразвукового воздействия от 3 до 20 Вт/см2. Давление гидродинамической машины для промывки может составлять от 10 до 50 МПа.Some embodiments of the invention include a method of cleaning a molded product from a ceramic material, comprising at least the following steps: a) processing the specified molded product by ultrasonic treatment; b) ensure the presence and supply to the specified product of an alkaline solution; C) carry out the processing of the specified product specified alkaline solution under reduced pressure; d) the processing of said cast product with said alkaline solution is carried out at elevated temperature and pressure, as well as with ultrasonic treatment; d) wash the specified cast product. In preferred embodiments of the invention, the processing intensity of the product in step g) of the method is determined by the following parameters: processing time is from 1 to 8 hours; processing temperature is from 200 to 350 ° C; processing pressure is from 1 to 15 MPa; the concentration of alkaline solution is from 20 to 80%; the frequency of ultrasonic exposure is from 20 to 110 kHz; the intensity of ultrasonic exposure from 3 to 20 W / cm2. The pressure of the hydrodynamic washing machine can be from 10 to 50 MPa.
В некоторых вариантах изобретения вышеуказанный способ характеризуется тем, что промывку литого изделия производят с использованием: а) промывочной ванны с барботированием при атмосферном давлении; и/или б) гидродинамической машины при повышенном давлении. В некоторых вариантах изобретения вышеуказанный способ характеризуется тем, что наличие щелочного раствора обеспечивается автоматически в течение всего процесса очистки изделия.In some embodiments of the invention, the above method is characterized in that the washing of the molded product is carried out using: a) a washing bath with bubbling at atmospheric pressure; and / or b) a hydrodynamic machine at elevated pressure. In some embodiments of the invention, the above method is characterized in that the presence of an alkaline solution is provided automatically during the entire process of cleaning the product.
В некоторых вариантах изобретения указанная задача решается с помощью системы устройств для осуществления вышеуказанного способа, включающую: а) автоклавное устройство из коррозионно-стойкого материала, имеющее внутреннюю рабочую полость со встроенной системой ультразвукового воздействия, данная рабочая полость имеет достаточный объем для помещения в нее указанного изделия, при этом устройство выполнено с возможностью создания в рабочей полости: (i) повышенного (до 15 МПа) или пониженного (до 10-3 Па) давления, и (ii) повышенной температуры (до 350 °С); б) систему приготовления и хранения щелочного раствора; в) систему промывки; г) систему трубопроводов для транспортировки жидкостей, соединяющую автоклавное устройство, систему приготовления и хранения щелочного раствора, и систему промывки; д) систему управления, которая выполнена с возможностью осуществлять управление автоклавным устройством, системой приготовления и хранения щелочного раствора, и системой промывки; автоматически регулировать концентрации щелочного раствора внутри рабочей полости автоклавного устройства. In some embodiments of the invention, this problem is solved using a system of devices for implementing the above method, including: a) an autoclave device made of a corrosion-resistant material having an internal working cavity with a built-in ultrasonic system, this working cavity has sufficient volume to accommodate the specified product , while the device is configured to create in the working cavity: (i) increased (up to 15 MPa) or reduced (up to 10 -3 Pa) pressure, and (ii) increased temperature (up to 350 ° C); b) an alkaline solution preparation and storage system; c) flushing system; d) a system of pipelines for transporting liquids connecting an autoclave device, a system for preparing and storing an alkaline solution, and a flushing system; d) a control system that is configured to control an autoclave device, an alkaline solution preparation and storage system, and a washing system; automatically adjust the concentration of alkaline solution inside the working cavity of the autoclave device.
Предлагаемый технологический комплекс увеличивает производительность и автоматизацию всего процесса очистки литых изделий, за счет автоматизации решает проблему безопасности труда и производственной деятельности, повышает качество очистки, расширяет технологические возможности и номенклатуру обрабатываемых изделий, включая изделия не только с кварцевыми, но и с современными высокопрочными электрокорундовыми стержнями со сложной пространственной геометрией. The proposed technological complex increases the productivity and automation of the entire cleaning process of cast products, through automation solves the problem of labor safety and production activities, improves the quality of cleaning, expands the technological capabilities and range of processed products, including products not only with quartz, but also with modern high-strength electrocorundum rods with complex spatial geometry.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 – Установка для механической ультразвуковой обработки отливок лопаток. Поз. 1 – рама, поз. 2 – ультразвуковой преобразователь, поз. 3 – волновод, поз. 4 – зажимные устройства, поз. 5 – обрабатываемая отливка, поз. 6 – станина. FIG. 1 - Installation for mechanical ultrasonic processing of castings of blades. Pos. 1 - frame, pos. 2 - ultrasonic transducer, pos. 3 - waveguide, pos. 4 - clamping devices, pos. 5 - machined casting, pos. 6 - bed.
Фиг. 2 – Автоклав и система приготовления, транспортировки и хранения щелочных растворов. Поз. 7 – дозатор, поз. 8 – пробоотборник, поз. 9 – емкость для приготовления щелочного раствора, поз. 10 – электронагреватели, поз. 11 - автоклав, поз. 12 – ультразвуковой излучатель, поз. 13 – трубопровод, поз. 14 – химический насос, поз. 15 – вакуумный насос, поз. 16 – емкости для хранения щелочного раствора.FIG. 2 - Autoclave and system for the preparation, transportation and storage of alkaline solutions. Pos. 7 - dispenser, pos. 8 - sampler, pos. 9 - capacity for the preparation of alkaline solution, pos. 10 - electric heaters, pos. 11 - autoclave, pos. 12 - ultrasonic emitter, pos. 13 - pipeline, pos. 14 - chemical pump, pos. 15 - vacuum pump, pos. 16 - containers for storing alkaline solution.
Фиг. 3 – Система промывки лопаток после выщелачивания. Поз. 17 – гидродинамическая установка, поз. 18 – рукоятка, поз. 19 – направляющая рейка, поз. 20 – смотровое окно, поз. 21 – сушильная камера, поз. 22 – промывочная ванна, поз. 23 - пробоотборник.FIG. 3 - Blade washing system after leaching. Pos. 17 - hydrodynamic installation, pos. 18 - handle, pos. 19 - guide rail, pos. 20 - viewing window, pos. 21 - drying chamber, pos. 22 - flushing bath, pos. 23 - sampler.
Подробное раскрытие изобретенияDetailed Disclosure of Invention
В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».In the description of the present invention, the terms “includes” and “including” are interpreted as meaning “includes, inter alia,”. These terms are not intended to be construed as “consists of only”.
Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.Unless defined separately, technical and scientific terms in this application have standard meanings generally accepted in the scientific and technical literature.
Нижеследующие примеры описания способа и работы системы устройств приведены в целях раскрытия характеристик настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения.The following examples of the description of the method and operation of the device system are provided in order to disclose the characteristics of the present invention and should not be construed as in any way limiting the scope of the invention.
Графическая схема установки (Фиг. 1-3) приведена схематично для демонстрации сути работы оборудования и иллюстрации основных элементов и узлов оборудования, главным образом, определяющих результат работы оборудования в предлагаемом оригинальном исполнении. На графической схеме могут быть не показаны, но логично подразумеваются вспомогательные неотъемлемые части, такие как ультразвуковой генератор волн, элементы запорной арматуры и системы управления и т.п.The graphical installation diagram (Fig. 1-3) is shown schematically to demonstrate the essence of the equipment and to illustrate the basic elements and components of the equipment, mainly determining the result of the equipment in the proposed original design. The graphic diagram may not be shown, but logically, auxiliary integral parts, such as an ultrasonic wave generator, elements of stop valves and control systems, etc.
Технологический комплекс (система устройств) по настоящему изобретению представляет собой совокупность объектов оборудования, связанных между собой для выполнения операции очистки литых изделий, таких как, например, отливок лопаток газотурбинного двигателя, от керамического материала (главным образом, электрокорундовых и кварцевых стержней, формирующих внутреннюю полость лопатки). Предлагаемое решение заключается в комплексном подходе, и, в предпочтительных вариантах изобретения, процесс очистки включает в себя 5 (пять) основных стадий: 1 - подготовка отливок к очистке, 2 - приготовление щелочного раствора, 3 - предварительное вакуумирование и нагнетание раствора в камеру, 4 - выщелачивание керамического материала, 5 - окончательная промывка отливок от остатков продуктов реакции. Каждый этап (стадия) является важной частью всего процесса и представляет большую важность для достижения оптимального результата. Отличительной особенностью, наряду с разными подходами в реализации каждого этапа в отдельности по сравнению с аналогами, является эффективная интеграция предлагаемых алгоритмов и решений в единый аппаратный технологический комплекс.The technological complex (system of devices) of the present invention is a set of equipment objects interconnected to perform the cleaning operation of cast products, such as, for example, casting vanes of a gas turbine engine, from ceramic material (mainly electrocorundum and quartz rods forming an internal cavity shoulder blades). The proposed solution consists in an integrated approach, and in preferred embodiments of the invention, the cleaning process includes 5 (five) main stages: 1 - preparation of castings for cleaning, 2 - preparation of an alkaline solution, 3 - preliminary evacuation and injection of the solution into the chamber, 4 - leaching of ceramic material; 5 - final washing of castings from the residues of reaction products. Each stage (stage) is an important part of the whole process and is of great importance to achieve the optimal result. A distinctive feature, along with different approaches to the implementation of each stage separately in comparison with analogues, is the effective integration of the proposed algorithms and solutions into a single hardware technological complex.
Первая стадия заключается в подготовке отливок к основной очистке, а именно, механическое ультразвуковое разрушение керамического стержня через металлические стенки отливки. При этом создаются микро- и макротрещины в стержне, а также происходит его частичное удаление из отливки в местах выхода стержня наружу - через стержневые знаки и технологические отверстия. На обрабатываемую отливку, жестко закрепленную в зажимном механизме, вводят ультразвук через места контакта отливки и зажимного устройства. Зажимное устройство сконструировано и выполнено таким образом, что оно является элементом ультразвукового волновода, которое служит излучающим звеном ультразвуковой системы. В результате ультразвуковых колебаний и возникновения механических вибраций стенок отливки создаются трещины в пористой структуре керамического стержня. Отличительной особенностью выполнения данного этапа является кратковременный характер ультразвуковой механической обработки и необходимость получить в результате только множество трещин по всему стержню, не добиваясь его полного физического удаления, в отличии от аналогов, в виду невозможности осуществления его полного удаления из-за сложной пространственной геометрии внутренней полости, а также возможного нанесения недопустимых механических повреждений поверхности.The first stage is to prepare the castings for basic cleaning, namely, mechanical ultrasonic destruction of the ceramic rod through the metal walls of the casting. In this case, micro- and macrocracks are created in the rod, and it is also partially removed from the casting in the places where the rod exits outward - through the rod signs and technological holes. Ultrasound is introduced through the contact points between the casting and the clamping device onto the machined casting, rigidly fixed in the clamping mechanism. The clamping device is designed and made in such a way that it is an element of the ultrasonic waveguide, which serves as the radiating element of the ultrasound system. As a result of ultrasonic vibrations and the occurrence of mechanical vibrations of the walls of the casting, cracks are created in the porous structure of the ceramic rod. A distinctive feature of this stage is the short-term nature of ultrasonic machining and the need to obtain as a result only a lot of cracks throughout the rod, not achieving its complete physical removal, unlike analogues, since it is impossible to completely remove it due to the complex spatial geometry of the internal cavity , as well as the possible application of unacceptable mechanical damage to the surface.
Частичное разрушение и растрескивание стержня при помощи ультразвука производится с целью более глубокого и интенсивного проникновения щелочи внутрь стержня после предварительного вакуумирования и нагнетания щелочного раствора во время третьей стадии данной технологии (см. ниже) для интенсифицирования процесса разупрочнения стержня.Partial destruction and cracking of the rod by means of ultrasound is performed with the aim of deeper and more intensive penetration of alkali into the rod after preliminary evacuation and injection of the alkaline solution during the third stage of this technology (see below) to intensify the process of softening the rod.
Второй стадией технологии является приготовление, транспортировка и хранение щелочного раствора. Оборудование представлено в виде системы, состоящей из соединенных между собой емкостей для хранения и приготовления щелочных растворов, дозаторов для дозирования порошкообразной щелочи и жидких материалов, главным образом воды, в зависимости от требуемой концентрации рабочего щелочного раствора при его приготовлении, системы трубопроводов для транспортировки жидких материалов, устройства для взятия проб для определения концентрации щелочного раствора, системы управления. Емкости с соединенными трубопроводами снабжены системой регулирования и поддержания заданной температуры, необходимой при приготовлении нового щелочного раствора и с целью предотвращения его кристаллизации при перекачке, фильтрации и хранении. Система насосов обеспечивает перекачку и подачу жидких материалов (готового раствора и его компонентов). Приготовление рабочего щелочного раствора осуществляется во время предварительной обработки отливок. Основными компонентами щелочного раствора является сыпучая (гранулированная) щелочь и свежая вода. Отличительной особенностью предлагаемого решения на данном этапе является полная автоматизация процесса приготовления, транспортировки, фильтрации и хранения щелочи, т.к. существующие на рынке аналоги не имеют подобной системы вовсе; подобная система практически исключает вредное воздействие на человека и снижает расход щелочи на проведение операции за счет ее повторного (многократного) использования.The second stage of the technology is the preparation, transportation and storage of alkaline solution. The equipment is presented in the form of a system consisting of interconnected containers for storing and preparing alkaline solutions, dispensers for dispensing powdered alkali and liquid materials, mainly water, depending on the required concentration of the working alkaline solution during its preparation, piping systems for transporting liquid materials , sampling devices for determining the concentration of alkaline solution, control system. Tanks with connected pipelines are equipped with a system for regulating and maintaining the set temperature necessary for preparing a new alkaline solution and in order to prevent its crystallization during pumping, filtration, and storage. The pump system provides for the transfer and supply of liquid materials (finished solution and its components). Preparation of a working alkaline solution is carried out during the preliminary processing of castings. The main components of the alkaline solution are loose (granular) alkali and fresh water. A distinctive feature of the proposed solution at this stage is the complete automation of the process of preparation, transportation, filtration and storage of alkali, because analogues on the market do not have a similar system at all; such a system virtually eliminates the harmful effects on humans and reduces the alkali consumption for the operation due to its reuse (reuse).
В процессе третьей стадии происходит предварительное вакуумирование камеры автоклава с отливками и последующее нагнетание ранее приготовленного щелочного раствора в камеру. Предварительно подготовленные лопатки после механической ультразвуковой обработки устанавливают в корзину и помещают в камеру автоклава. Камера с помощью вакуумных насосов подвергается вакуумированию и приготовленная щелочь нагнетается внутрь. Предварительное вакуумирование с последующей подачей щелочи способствует более глубокому проникновению щелочи в стержень и его разупрочнению, т.к. стержень имеет пористую структуру и микротрещины, образовавшиеся в результате механического ультразвукового воздействия на первом этапе. Имеющийся воздух в порах и трещинах стержня при вакуумировании откачивается и на его место проникает щелочной раствор при нагнетании. Процесс отличается тем, что на данном этапе разупрочнение стержня происходит еще до начала основного выщелачивания, которое позволяет сократить длительность последнего и повысить эффективность процесса в целом. In the process of the third stage, preliminary evacuation of the autoclave chamber with castings and subsequent injection of the previously prepared alkaline solution into the chamber takes place. Pre-prepared blades after mechanical ultrasonic treatment are installed in a basket and placed in an autoclave chamber. Using a vacuum pump, the chamber is evacuated and the prepared alkali is pumped in. Preliminary evacuation with the subsequent supply of alkali promotes deeper penetration of alkali into the rod and its softening, since the rod has a porous structure and microcracks formed as a result of mechanical ultrasonic action at the first stage. The existing air in the pores and cracks of the rod during evacuation is pumped out and an alkaline solution penetrates into its place during injection. The process is characterized in that at this stage, the softening of the rod occurs even before the start of the main leaching, which allows to reduce the duration of the latter and increase the efficiency of the process as a whole.
Четвертая стадия является основной частью процесса, где происходит полное удаление керамического материала из полости отливки. Оборудование процесса представлено автоклавом, в котором при повышенном давлении и температуре в химически активной среде (щелочном растворе) при ультразвуковом воздействии происходит выщелачивание керамического материала из полости отливки. Автоклав состоит из рабочей камеры, выполненной из химически и коррозионно-стойкого материала, теплоэлектронагревателей, системы ультразвукового воздействия, контрольно-измерительной аппаратуры и системы управления. Отличие предлагаемого решения от аналогов заключается в применении ультразвука в сочетании с гидротермическим способом. В растворе под действием ультразвукового излучения высокой частоты возникает эффект кавитации. Образуется множество мельчайших пузырьков. Микропузырьки, взаимодействуя друг с другом и с керамикой во всем объеме жидкости, мгновенно разрушаются, создавая эффект микрофибрилляции, благодаря чему эффективность разрушения керамического материала и очистки отливок значительно увеличивается. Таким образом, ультразвуковая кавитация в сочетании с гидротермической обработкой интенсифицирует воздействие на стержень для сокращения времени его удаления и позволяет снизить рабочее давление в камере автоклава по сравнению с аналогами в несколько раз, что значительно снижает опасность сосуда, находящегося под давлением, повышая при этом эффективность и производительность процесса. Также расширяется номенклатура обрабатываемых изделий: за счет интенсификации процесса выщелачивания в предлагаемом автоклаве становится возможным удаление не только кварцевых, но и высокопрочных электрокорундовых стержней со сложной пространственной геометрией.The fourth stage is the main part of the process, where the ceramic material is completely removed from the casting cavity. The equipment of the process is represented by an autoclave, in which, at elevated pressure and temperature in a chemically active medium (alkaline solution), ultrasonic treatment results in leaching of the ceramic material from the casting cavity. The autoclave consists of a working chamber made of chemically and corrosion-resistant material, heat electric heaters, an ultrasonic exposure system, instrumentation and a control system. The difference of the proposed solution from analogues is the use of ultrasound in combination with a hydrothermal method. In a solution, under the influence of high-frequency ultrasonic radiation, a cavitation effect occurs. Many tiny bubbles form. Microbubbles, interacting with each other and with ceramics in the entire liquid volume, are instantly destroyed, creating the effect of microfibrillation, due to which the efficiency of destruction of the ceramic material and cleaning of castings is significantly increased. Thus, ultrasonic cavitation in combination with hydrothermal treatment intensifies the impact on the rod to reduce its removal time and allows to reduce the working pressure in the autoclave chamber by several times in comparison with analogues, which significantly reduces the risk of a pressure vessel, while increasing efficiency and process performance. The range of processed products is also expanding: due to the intensification of the leaching process in the proposed autoclave, it becomes possible to remove not only quartz, but also high-strength electrocorundum rods with complex spatial geometry.
В пятой части осуществляется промывка лопаток от остатков продуктов реакции очистки – щелочного раствора и керамического шлама. Оборудование включает в себя промывочные ванны с барботированием, главным образом, для промывки наружной поверхности отливок, аппарат высокого давления в составе гидродинамической установки для промывки внутренней полости, сушильную камеру, устройство для взятия проб для контроля качества воды после промывки. Отличительной особенностью является обеспечение качественной промывки деталей после очистки благодаря сочетанию промывки в промывочных ванных с водой с барботированием при атмосферном давлении и в гидродинамической машине, благодаря которой обеспечивается высокое качество промывки внутренней полости при соблюдении режимов технологического процесса. После ополаскивания деталей в ванне окончательной промывки необходимо взять пробу воды для ее контроля на отсутствие примесей щелочи для подтверждения наличия нейтральной среды на внешних и внутренних поверхностях отливки. Качество промывки внутренней полости является важным аспектом при контроле качества всей операции очистки, т.к. к чистоте внутренней полости предъявляются повышенные требования при последующем рентгенопросвечивании для определения полноты удаления стержня и контроля на отсутствие возможных засоров.In the fifth part, the blades are washed from the remnants of the products of the cleaning reaction — alkaline solution and ceramic sludge. The equipment includes rinsing baths with bubbling, mainly for washing the outer surface of the castings, a high-pressure apparatus as part of a hydrodynamic installation for washing the internal cavity, a drying chamber, and a sampling device for monitoring water quality after washing. A distinctive feature is the provision of high-quality washing of parts after cleaning due to the combination of washing in the washing baths with water with bubbling at atmospheric pressure and in a hydrodynamic machine, due to which a high quality washing of the internal cavity is ensured, subject to the technological process conditions. After rinsing the parts in the final rinse bath, it is necessary to take a water sample to control it for alkali impurities to confirm the presence of a neutral medium on the external and internal surfaces of the casting. The quality of flushing the internal cavity is an important aspect in controlling the quality of the entire cleaning operation, as increased purity is imposed on the purity of the internal cavity during subsequent x-ray diffraction to determine the completeness of removal of the rod and control for the absence of possible blockages.
В предпочтительных вариантах изобретения предлагаемый технологический комплекс работает следующим образом. Обрабатываемая лопатка 5 (Фиг. 1) жестко крепится зажимами 4, которые являются элементами волновода 3. Ультразвуковой преобразователь 2 закреплен на раме 1, которая установлена на станине 6 установки для механической ультразвуковой обработки отливок. При включении ультразвука через волновод 3 и зажимы 4 передаются ультразвуковые колебания обрабатываемой отливке 5 и возникают механические вибрации стенок последней, в результате которых происходит разрушение керамического стержня, создание внутренних микротрещин и его частичное удаление через места его выхода из отливки. Время ультразвукового воздействия на отливку составляет от 10 секунд до 2 минут. Мощность ультразвуковой установки для предварительной подготовки отливок составляет от 0,5 до 8 кВт, частота от 20 до 110 кГц. В это время в емкости 9 с помощью дозатора 7 (Фиг. 2) идет процесс приготовления нового щелочного раствора (например, гидроокись калия или натрия): дозатор 7 подает необходимое количество порошкообразной щелочи в емкость 9 для последующего перемешивания с водой. Количество смешиваемых щелочи и воды зависит от заданной концентрации раствора. В случае повторного использования раствора, хранящегося в емкостях 16 для хранения оборотных растворов и подогреваемого системой электронагревателей 10 для поддержания температуры с целью предотвращения кристаллизации раствора, химический насос 14 обеспечивает подачу жидкого раствора в емкость 9 через систему трубопроводов 13 для подготовки раствора к использованию. При использовании оборотных растворов необходимо провести химический анализ, а также определить концентрацию щелочного раствора, взяв пробу раствора с помощью пробоотборника 8. При необходимости скорректировать концентрацию раствора до величины, установленной технологическим процессом на конкретную деталь, с помощью дозатора 7, добавив новой порошкообразной щелочи или свежей воды, соответственно. Автоматизация процесса приготовления раствора исключает непосредственный контакт рабочего с щелочным раствором и улучшает санитарно-гигиенические условия работы для устранения вредного воздействия на человека.In preferred embodiments of the invention, the proposed technological complex operates as follows. The processed blade 5 (Fig. 1) is rigidly fixed by clamps 4, which are elements of the
После предварительной подготовки лопаток путем ультразвукового механического воздействия, отливки устанавливаются в корзину, изготовленную из химически стойкого материала. Корзина с отливками помещается в камеру автоклава 11, камера герметизируется и с помощью вакуумного насоса 15 откачивается воздух и создается вакуум в камере. После достижения необходимой величины вакуума, заданной технологическим процессом на конкретную отливку, приготовленная щелочь подается из емкости 9 в камеру автоклава 11. При этом происходит насыщение керамических стержней щелочью с их последующим разупрочнением, которое позволяет сократить время основного выщелачивания и повысить эффективность процесса. Длительность процесса предварительного вакуумирования складывается из времени достижения необходимой глубины вакуума в камере с отливками и времени последующей выдержки камеры с отливками и щелочным раствором под вакуумом. Время выдержки обычно составляет не более 5 минут. После выдержки камеры автоклава 11 под вакуумом со щелочью, добавляется нагнетанием заданное количество раствора и с помощью теплоэлектронагревателей температуру доводят до необходимой величины. При этом повышается давление в камере за счет увеличения температуры и испарения раствора. Возможно создание первоначального давления в камере за счет накачивания воздуха или инертного газа, например, аргона в камеру. Последующее включение ультразвуковых излучателей 12 наряду с гидротермическим воздействием интенсифицирует процесс выщелачивания керамики за счет диспергирующего действия ультразвука и возникающего эффекта кавитации. After preliminary preparation of the blades by ultrasonic mechanical action, the castings are installed in a basket made of chemically resistant material. The basket with castings is placed in the chamber of the autoclave 11, the chamber is sealed and air is pumped out using a
Конструкция автоклава предусматривает, при необходимости, автоматическую откачку и нагнетание щелочного раствора во время процесса выщелачивания с целью его фильтрации от керамического шлама, освежения или замены для вывода кислорода и водорода из раствора. Необходимость периодической откачки щелочного раствора во время работы определяется типом обрабатываемых лопаток и регламентируется нормативными документами (технологический процесс, инструкция) по очистке конкретной детали. После завершения процесса выщелачивания, щелочной раствор из камеры автоклава 11 по системе трубопроводов перекачивается в емкость для хранения 16, предварительно пройдя фильтрование от керамического шлама. Для большего повышения безопасности процесса предпочтительная величина, равная произведению давления камеры автоклава в МПа на ее объем в м³, должна быть не больше 0,019. The design of the autoclave provides, if necessary, the automatic pumping and injection of alkaline solution during the leaching process with the aim of filtering it from ceramic sludge, refreshing or replacing it to remove oxygen and hydrogen from the solution. The need for periodic pumping out of the alkaline solution during operation is determined by the type of blades being processed and is regulated by regulatory documents (technological process, instructions) for cleaning a particular part. After completion of the leaching process, the alkaline solution from the chamber of the autoclave 11 is pumped through a piping system into a
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения автоклав имеет нижеследующие основные рабочие и конструкционные характеристики. Объем автоклава может составлять от 5 до 50 литров. Время очистки от керамики в автоклаве составляет от 1 до 8 часов. Температура от 200 до 350 °С при давлении от 1 до 15 МПа. Частота ультразвукового воздействия может варьироваться в диапазоне от 20 до 110 кГц. Очистка деталей производится в щелочной среде (гидроксид калия или натрия) с концентрацией от 20 до 80 %. Количество отливок для разовой загрузки в автоклав определяется габаритными размерами лопаток. В большинстве случаев количество загружаемых отливок составляет более 10 шт.In preferred embodiments of the invention, the autoclave has the following basic operating and structural characteristics. The volume of the autoclave can be from 5 to 50 liters. The time for cleaning ceramics in an autoclave is from 1 to 8 hours. Temperature from 200 to 350 ° C at a pressure of from 1 to 15 MPa. The frequency of ultrasonic exposure can vary in the range from 20 to 110 kHz. Parts are cleaned in an alkaline medium (potassium or sodium hydroxide) with a concentration of 20 to 80%. The number of castings for a single charge into the autoclave is determined by the overall dimensions of the blades. In most cases, the number of loaded castings is more than 10 pieces.
В составе одного комплекса может быть несколько автоклавов в зависимости от требуемого количества лопаток для очистки и планируемой загрузки оборудования. A single complex may include several autoclaves, depending on the required number of blades for cleaning and the planned loading of equipment.
Величины параметров и режимы технологического процесса зависят от типа обрабатываемых деталей и регламентируются нормативными документами по обработке конкретного типа деталей.The values of the parameters and modes of the technological process depend on the type of workpiece and are regulated by regulatory documents on the processing of a particular type of part.
Система управления обеспечивает автоматизированную и скоординированную работу всех элементов системы. Для каждого наименования обрабатываемых деталей возможно задавать определенные параметры и характеристики технологического процесса. С помощью системы управления становится возможным автоматическое приготовление и регулирование концентрации рабочего щелочного раствора и ее корректировка в процессе работы без остановки процесса и извлечения деталей из автоклава; так обеспечивается наличие щелочного раствора в течение всего процесса очистки.The control system provides automated and coordinated work of all elements of the system. For each item of workpieces it is possible to set certain parameters and characteristics of the process. Using the control system, it becomes possible to automatically prepare and adjust the concentration of the working alkaline solution and adjust it during operation without stopping the process and removing parts from the autoclave; this ensures the presence of an alkaline solution throughout the entire cleaning process.
Благодаря устройствам вывода информации оператор и обслуживающий персонал комплекса имеет доступ ко всем рабочим показателям и параметрам процесса в непрерывном режиме, а также в любой момент есть возможность ручной корректировки и управления заданным процессом. Информация о рабочих параметрах процессов обрабатывается, архивируется и хранится в базе данных системы и может быть выведена в электронном или графическом виде.Thanks to information output devices, the operator and maintenance personnel of the complex have access to all operating indicators and process parameters in a continuous mode, and also at any time there is the possibility of manual adjustment and control of a given process. Information about the operating parameters of the processes is processed, archived and stored in the database of the system and can be displayed in electronic or graphic form.
Одной из важнейших функций системы управления является обеспечение безопасности во время работы оборудования. В случае превышения заданных максимальных показателей технологического процесса или возникновения внештатной ситуации система управления незамедлительно остановит процесс и сообщит информацию об этом оператору в виде графических, звуковых и цветовых сигналов. One of the most important functions of the control system is to ensure safety during operation of the equipment. If the specified maximum process parameters are exceeded or an emergency occurs, the control system will immediately stop the process and report this to the operator in the form of graphic, sound and color signals.
После выщелачивания лопатки загружаются в гидродинамическую установку 17 (Фиг. 3) для промывки по отдельности или в составе корзины, если обеспечивается достаточное усилие закрепления отливок в корзине. Управление промывкой задается рукояткой 18 струйного сопла аппарата высокого давления, которая может перемещаться по направляющей рейке 19. Смотровое окно 20 позволяет наблюдать и контролировать процесс промывки наружной и, главным образом, внутренней полости лопаток. Окончательная промывка отливок осуществляется в промывочной ванне в барботированием 22. Финишное ополаскивание в ванне окончательной промывки 22 необходимо для удаление возможных остатков продуктов реакции после обработки в гидродинамической машине 17 и контроля полноты промывки путем взятия проб воды пробоотборником 23 после промывки для подтверждения наличия нейтральной среды на внешних и внутренних поверхностях отливки. В случае определения щелочной среды в воде окончательную промывку следует повторить до получения положительных результатов. Ванна окончательной промывки может быть оборудована ультразвуковым излучателем. Завершающей операцией очистки является сушка отливок в сушильной камере 21. Качество удаления стержня и промывки играет важную роль в определении качества лопаток в целом.After leaching, the blades are loaded into the hydrodynamic installation 17 (Fig. 3) for washing individually or as part of the basket, if sufficient force is secured to fix the castings in the basket. Flushing control is set by the
Описанный способ очистки по настоящему изобретению обеспечивает повышенную производительность и качество очистки по сравнению с существующими аналогами за счет комбинированного воздействия на керамику факторов щелочной среды, перепадов давления, температуры и ультразвукового воздействия. Предложенная автоматизация процесса очистки и контроля качества очистки позволит ограничить вредное воздействие щелочи на операторов процесса и улучшить санитарно-гигиенические условия их работы. The described cleaning method of the present invention provides improved productivity and cleaning quality compared to existing analogues due to the combined action of alkaline factors on the ceramics, pressure drops, temperature and ultrasonic exposure. The proposed automation of the cleaning process and quality control of cleaning will limit the harmful effects of alkali on process operators and improve the sanitary and hygienic conditions of their work.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.Although the invention has been described with reference to the disclosed embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the specific experiments described in detail are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. It should be understood that various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104086A RU2667267C1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Technological complex for ultrasound hydro-thermal cleaning of cast turbine blades from ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104086A RU2667267C1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Technological complex for ultrasound hydro-thermal cleaning of cast turbine blades from ceramic material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2667267C1 true RU2667267C1 (en) | 2018-09-18 |
Family
ID=63580535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104086A RU2667267C1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Technological complex for ultrasound hydro-thermal cleaning of cast turbine blades from ceramic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667267C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714976C1 (en) * | 2019-10-10 | 2020-02-21 | ООО "РусТурбоТехнологии" | Power unit of process complex for cleaning castings |
| CN115519103A (en) * | 2022-09-19 | 2022-12-27 | 江苏永瀚特种合金技术股份有限公司 | A method for removing complex ceramic cores from hollow blades of heavy-duty gas turbines |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2015838C1 (en) * | 1991-07-08 | 1994-07-15 | Конструкторско-технологический институт гидроимпульсной техники СО РАН | Method for cleaning of precision castings from ceramic particles and device for its realization |
| UA23106A (en) * | 1995-07-24 | 1998-06-30 | Запорізька Державна Інженерна Академія | Method for removal of ceramic cores from articles |
| RU2158655C2 (en) * | 1998-11-23 | 2000-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Казанское моторостроительное производственное объединение" | Method of removal of corundum and quartz- containing ceramic cores from internal hollows of castings |
| RU2245220C1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-01-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Автоклавы Высокого Давления И Температуры" | Isostatic apparatus for processing materials and method for removing ceramic material out of metallic articles with use of such apparatus |
| RU2466212C2 (en) * | 2010-07-26 | 2012-11-10 | Михаил Александрович Судинин | Cleaning method of turbine blade surfaces in turbine blade processing unit |
| RU133442U1 (en) * | 2013-06-07 | 2013-10-20 | Анатолий Николаевич Воронцов | INSTALLATION FOR REMOVING CERAMICS FROM CASTINGS |
| WO2016151514A2 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Europea Microfusioni Aerospaziali S.P.A. | Method and plant of leaching ceramic residues of components made by lost-wax casting with recirculation of caustic soda |
-
2018
- 2018-02-02 RU RU2018104086A patent/RU2667267C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2015838C1 (en) * | 1991-07-08 | 1994-07-15 | Конструкторско-технологический институт гидроимпульсной техники СО РАН | Method for cleaning of precision castings from ceramic particles and device for its realization |
| UA23106A (en) * | 1995-07-24 | 1998-06-30 | Запорізька Державна Інженерна Академія | Method for removal of ceramic cores from articles |
| RU2158655C2 (en) * | 1998-11-23 | 2000-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Казанское моторостроительное производственное объединение" | Method of removal of corundum and quartz- containing ceramic cores from internal hollows of castings |
| RU2245220C1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-01-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Автоклавы Высокого Давления И Температуры" | Isostatic apparatus for processing materials and method for removing ceramic material out of metallic articles with use of such apparatus |
| RU2466212C2 (en) * | 2010-07-26 | 2012-11-10 | Михаил Александрович Судинин | Cleaning method of turbine blade surfaces in turbine blade processing unit |
| RU133442U1 (en) * | 2013-06-07 | 2013-10-20 | Анатолий Николаевич Воронцов | INSTALLATION FOR REMOVING CERAMICS FROM CASTINGS |
| WO2016151514A2 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Europea Microfusioni Aerospaziali S.P.A. | Method and plant of leaching ceramic residues of components made by lost-wax casting with recirculation of caustic soda |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714976C1 (en) * | 2019-10-10 | 2020-02-21 | ООО "РусТурбоТехнологии" | Power unit of process complex for cleaning castings |
| CN115519103A (en) * | 2022-09-19 | 2022-12-27 | 江苏永瀚特种合金技术股份有限公司 | A method for removing complex ceramic cores from hollow blades of heavy-duty gas turbines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2667267C1 (en) | Technological complex for ultrasound hydro-thermal cleaning of cast turbine blades from ceramic material | |
| KR102045739B1 (en) | How to repair turbine blades | |
| US10640845B2 (en) | High-pressure liquid-state or supercritical-state quenching apparatus | |
| TW555891B (en) | Anodization method and treatment apparatus thereof | |
| WO2019132693A1 (en) | Technological complex for ultrasonic hydrothermal cleaning of ceramic material from cast turbine blades | |
| RU2714976C1 (en) | Power unit of process complex for cleaning castings | |
| TW202108254A (en) | Method for cleaning semiconductor manufacturing equipment parts with gas holes | |
| JP7157168B2 (en) | METHOD OF MANUFACTURING AND CLEANING METAL PIPE | |
| EP2471615B1 (en) | Method for leaching cast components | |
| JP2017189731A (en) | Powder adhesion preventing method and powder handling device for powder handling device | |
| US6481449B1 (en) | Ultrasonic metal finishing | |
| CN110935688A (en) | Cleaning method | |
| KR20050062563A (en) | Anodic oxidation method and production method for titanium oxide coating and method of supporting catalyst | |
| HK1257948A1 (en) | Treatment device for pickling and phosphating wire or wire parts, and treatment method, and treatment plant for coating the wire or the wire parts | |
| CN104923520A (en) | Cleaning method for residual abrasive materials on turbine blades after being subjected to abrasive flow machining | |
| EP0553149A1 (en) | Apparatus and method for hydrolysis of cyanide-containing liquids. | |
| RU2557119C1 (en) | Removal of ceramic material from parts casts | |
| EP2503028B1 (en) | Application of treatment fluids to components | |
| KR20110058685A (en) | Chemical dissolution method of corrosion products | |
| Kruglov et al. | Improvement of a technological process for ceramic core removal out of internal cavities of aircraft GTE turbine blade castings | |
| JP5353433B2 (en) | Method and apparatus for cleaning photomask substrate | |
| RU2695811C2 (en) | Complex plant for decontamination of solid radioactive wastes and conditioning of formed liquid radioactive wastes | |
| CN211404281U (en) | Be used for heavy tombarthite grain boundary infiltration pretreatment device | |
| JP2004349577A (en) | Object processing device and object processing method | |
| JP2018075655A (en) | Ultrasonic deburring/polishing method and ultrasonic deburring/polishing device |