Estudio y desarrollo de recubrimientos proyectados térmicamente. Aplicación como elementos protectores de la oxidación, la corrosión en caliente y como barreras térmicas en materiales operando en ciclo combinado

Abstract

Se ha realizado un estudio experimental del comportamiento en situación de servicio simulado, en régimen estático, de las barreras anticorrosivas y térmicas a emplear para la protección superficial de los álabes y otros elementos anexos de la turbina de gas, así como de los elementos que operan en el generador de vapor recuperador, que prestan servicio a muy altas temperatura y bajo condiciones de corrosión en caliente en ciclos energéticos combinados, turbina de gas- turbina de vapor. Los recubrimientos anticorrosivos se han realizado con polvos de NiCr y NiCrAlY, utilizando las técnicas de proyección térmica mediante plasma, HVOF y HFPD, mientras que para la confección de la barreras térmicas se utilizaron las mismas técnicas de proyección para depositar una capa de anclaje de NiCrAlY, seguida de una capa aislante de zircona estabilizada con Ytria. Todos estos recubrimiento se han ensayado bajo ciclados térmicos en los que se han alcanzado temperaturas máximas de 800, 1000 y hasta 1100ºC al aire y en un combustor experimental con refrigeración interna de las probetas y en presencia de una atmósfera con un 10% de oxígeno. Los recubrimientos anticorrosivos de NiCrAlY proyectados por HVOF y HFPD dieron los mejores resultados ya que, aparte de su baja porosidad, en el curso de su oxidación generan capas continuas de alúmina protectoras. Las barreras térmicas evaluadas proporcionaron gradientes térmicos de casi 200ºC, pero incluso las realizadas utilizando polvos de zircona HOSP, no fueron capaces de aguantar los ciclados a las temperaturas mayores en virtud de los agrietamientos que se inducen durante el servicio en la capa de zircona.