Aubes de turbine

Polissage de turbines d’avion, de turbines à gaz et de turbines hydrauliques avec du papier émeri VSM

Production

  • De l’enlèvement des traces de jets de coulée au travail d’ébavurage, nos abrasifs à grain céramique permettent un enlèvement de matière important et rapide.
  • Notre formule éprouvée d’abrasif au carbure de silicium est particulièrement adaptée au polissage de surfaces en titane.
  • Quelle que soit la turbine (aéronef, gaz ou eau), VSM propose une vaste gamme de bandes abrasives et de disques, des plus gros aux plus fins.

Réparations

  • Lors du meulage des turbines, les changements structurels ou les microfissures causés par le débit calorifique sont de véritables obstacles.
  • Avec le grain abrasif de forme géométrique VSM ACTIROX, la génération automatique de chaleur est réduite, grâce à des temps de contact courts et à une coupe plus rapide.
  • L’enlèvement de matière maximal au fil du temps est également garanti avec VSM CERAMICS et sa couche additionnelle TOP SIZE, pour un débit calorifique réduit.

Aubes de turbine : travail de haute précision

Le moteur d’un Airbus A-380 est une œuvre d’art remarquable, conçue pour la haute performance. 20 000 pièces détachées, pesant 6,5 tonnes, qui, à pleine poussée, font monter la température des chambres de combustion à plus de 2 000 degrés. Les aubes doivent pouvoir résister à cela. Afin de faire face à ces températures extrêmes, dont certaines peuvent même provoquer un recuit, ainsi qu'à de fortes contraintes de traction et de vibration, les aubes de turbine sont fabriquées dans des matériaux très résistants et durables : Alliages de titane, superalliages à base de nickel et alliages de tungstène-molybdène. Le travail réalisé doit être 100 % irréprochable, avec un état de surface exceptionnel, une précision maximale et une exactitude dimensionnelle. Le secteur du polissage de pièces de moteur est donc l’un des segments de marché les plus exigeants.

Turbines à air, gaz et eau

Les aubes de turbine en titane sont essentiellement utilisées dans l’aéronautique. L’autre marché important est celui des turbines à gaz industrielles, généralement fabriquées à partir d’Inconel, qui sont utilisées pour la production d’énergie, mais aussi comme machines d’entraînement mécanique. Les turbines en acier inoxydable les plus petites du marché se trouvent dans les turbines à eau, qui sont utilisées dans les zones récréatives (piscines, bassins) ou pour les petites centrales hydroélectriques, par exemple.

Matériaux utilisés

Pour améliorer encore plus leur résistance thermique et leur résistance à l’usure, un enduit est souvent appliqué sur les aubes de turbine en titane ou Inconel. Cependant, ces propriétés des matériaux posent des défis particuliers pour l'usinage, que VSM relève avec ses gammes Ceramics et Compactgrain. Le titane, qui pèse environ la moitié du poids de l’acier, présente une grande solidité et une très bonne résistance à la corrosion dans certains alliages. Mais sous l’influence de la température, il est très sensible et devient rapidement cassant. En raison de la pression élevée à la pointe du grain, il y a une tendance au durcissement sous contrainte et à la déformation plastique pendant l’usinage. Il est donc nécessaire de travailler avec des outils tranchants et à la bonne vitesse de coupe. Le titane est environ 30 fois plus cher que l’acier conventionnel en raison du processus de fabrication complexe.

L’Inconel, un alliage à base de nickel à haute température principalement utilisé dans le secteur des turbines à gaz, est également très difficile à usiner. Mais on le trouve également dans l'industrie pétrolière et gazière ainsi que dans la technologie médicale. Les principaux avantages sont une bonne conservation de la solidité et de la dureté à haute température et une excellente résistance à la corrosion. Cependant, en combinaison avec le chrome, le manganèse et d’autres alliages, l’Inconel est très difficile à usiner. Le matériau est très dur et a également tendance à durcir sous contrainte pendant la coupe en raison de la pression élevée à la pointe du grain. C'est pourquoi il est également recommandé d'utiliser des grains tranchants et un polissage froid.

Particularités du traitement

Surfaces incurvées et nombreuses pièces difficiles d’accès – le polissage est donc le premier choix pour la fabrication d’aubes de turbine. Le plus grand défi du polissage est la chaleur générée dans la zone de travail, tant pour le titane que pour l’Inconel. Le titane, par exemple, est très sensible à la chaleur. Par conséquent, il ne doit pas trop monter en température, car il s’agit d’un très mauvais conducteur de chaleur. La forte concentration de chaleur lors de l’usinage dans la zone de formation des copeaux entraîne sinon des microfissures ou des fissures de contrainte. Il y a également la difficulté inhérente à l'usinage du titane et de l'Inconel. C’est pourquoi il est important d’optimiser les abrasifs et les paramètres de polissage, c'est-à-dire de trouver la combinaison idéale d'abrasifs et de réglages de la machine.

Tâches de meulage, de gros à fin

L'usinage des aubes de turbine consiste principalement à travailler sur les soudures et les carottes, à ébavurer, à chanfreiner et à fabriquer ou restaurer des structures de surface spécifiques. Pour ce type d’usinage, nous recommandons les bandes abrasives à grain céramique auto-affûtant des gammes VSM Ceramics et VSM Ceramics Plus. Ils garantissent un enlèvement de matière important dans les plus brefs délais et la couche active additionnelle réduit considérablement la température dans la zone de polissage. Avec ses grains abrasifs de forme géométrique et sa propriété d’auto-affûtage optimisée, VSM Actirox offre des résultats rapides et une meilleure performance de polissage avec un enlèvement de matière maximal. Nous recommandons nos abrasifs au carbure de silicium, en particulier pour le polissage de surface.

Processus de rectification et utilisation des machines

Les backstands, aussi appelés cales à poncer, sont habituellement utilisés pour usiner les aubes de turbine. Outre le polissage manuel traditionnel, il s’agit également de machines fixes qui sont majoritairement commandées par un robot. Selon la taille de la pièce, l'unité de rectification est soit guidée au-dessus de la pièce - soit le robot guide la lame vers le bloc de ponçage. Il est également possible d’utiliser des « outils électroportatifs » tels que des meuleuses d’angle, des meuleuses à lime, des meuleuses à tambour et d’autres.

Différentes exigences de fabrication et de réparation

Dans la production et la réparation des aubes de turbine, les abrasifs doivent répondre à un large éventail d'exigences. En termes simples, la production consiste à usiner des pièces moulées ou forgées qui sont rectifiées à l'état brut afin d'obtenir une surface finie ou de produire une certaine dimension, conformément au plan. Outre l’abrasif à grain céramique VSM, la gamme VSM Silicon Carbide est utilisée afin d'obtenir un dessin de stries très fin.

En revanche, lors de la remise en état, les aubes de turbine usagées sont inspectées aux rayons X pour vérifier l’absence de dommages, puis soudées. La tâche principale lors du processus de polissage est ici le post-traitement des travaux de soudure afin de ramener la pièce à la dimension requise. Il s’agit donc principalement d’enlever les cordons de soudure et de traiter les surfaces sans créer de microfissures. Là aussi, les abrasifs à grain céramique de VSM constituent le choix idéal - de VSM Ceramics à VSM Actirox.