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증기터빈 블레이드의 마찰마모 저항계수가 낮은 코팅기술

전문가 제언: ○ 국내외를 막론하고 발전설비에 설치되어 있는 증기터빈 설비는 장기사용에 따른 노후화, 교체 및 보수유지 기술의 확립에 정성을 쏟아야 한다. 이에 대비하여 사용 도중에 결함 발생에 대한 예방과 작업 시에 진동에 대한 감쇠(damping) 효과를 줄 수 있는 인자를 파악하고 보수유지 방법에 대한 기술을 확립해 두는 것이 무엇보다 중요하다.

○ 증기터빈에 부착되어 있는 회전 블레이드는 더 많은 에너지를 얻기 위하여 작업온도와 압력을 상승하게 되는데, 이때에 열, 진동, 굴곡, 원심력, 접촉 및 비틀림과 같은 응력을 받게 되어 결함 내지 균열의 발생에 항상 노출되어 있다. 국내 관련 설비에도 이를 방지할 수 있는 구체적인 대책이 강구되어야 한다.

○ 본 발명은 터빈 블레이드의 마찰, 마모저항계수를 낮추기 위한 코팅재료로서 텅스텐탄화물/코발트(WC/Co)와 윤활재료를 표면에 코팅하는 방법에 관한 것이다. 관련 산업계에서는 코팅재료의 개발과 조업조건을 파악하는데 큰 도움이 될 수 있는 자료가 될 것으로 기대된다.

○ 윤활재료는 마찰마모에 대한 저항계수를 감소시켜 피로현상으로 야기된 결함을 없애주는 역할을 하는데, 흑연, 황, 유리탄소, 은, 금속플루오르화물이 함유된 금속결합의 크롬산화물, 인공불소중합체(PTFE)와 같은 고온용 폴리머, 몰리브덴 중에서 하나 이상의 성분으로 구성되어 있다. 성능이 우수하고 가격이 싸고 원료공급이 용이한 재료를 구하여 미리 시험 검토하여 둠으로써 효과적인 성분비를 파악해 두어야 한다.

○ 표면 코팅방법으로서는 용사(thermal spray) 혹은 저온분사(cold spray), 전기도금 등의 방법이 있는데, 관련 산업계에서는 이 중에서 최대의 효율을 나타낼 수 있는 가장 적당한 방법을 선정하여야 하며, 아울러 가장 효율적인 코팅두께도 설정하여 두는 것이 대단히 중요하다.

저자: SIEMENS POWER GENERATION, INC.
자료유형: 특허정보