É possível remover e reaplicar TBC danificado sem afetar o material base?

Do ponto de vista de engenharia de manutenção, reparo e revisão (MRO), a remoção e reaplicação de Revestimentos de Barreira Térmica (TBCs) é uma prática estabelecida e essencial para a extensão econômica da vida útil de componentes de turbinas de alto valor. Quando realizada com processos controlados e validados, isso pode ser feito sem prejudicar o substrato de superliga, restaurando o componente a condições semelhantes às de novo ou aptas para serviço.

Processos de Remoção de TBC e Controle de Danos

O sucesso da remoção depende da escolha de um método que remova agressivamente as camadas cerâmica e de ligação sem atacar ou alterar a microestrutura do substrato.

1. Remoção Química

• Processo: Os componentes são imersos em banhos químicos aquecidos e agitados (por exemplo, soluções alcalinas quentes ou ácidos específicos). Essas soluções são formuladas para dissolver o sistema TBC enquanto têm efeito insignificante sobre superligas à base de níquel ou cobalto.

• Controle de Danos: O processo é altamente controlado. A química, temperatura e tempo de imersão são rigorosamente regulados para evitar ataque intergranular, pitting ou fragilização por hidrogênio do material base. Inspeções pós-strip, incluindo inspeção por penetrante fluorescente (FPI), são obrigatórias para verificar a integridade do substrato.

2. Remoção Mecânica

• Processo: Técnicas incluem grit blasting com mídia macia (como cascas de noz trituradas ou esferas plásticas) ou jateamento com água de alta pressão.

• Controle de Danos: Evitar mídias duras (como alumina) é crítico, pois podem deformar plasticamente a superfície, induzir tensões residuais ou criar micro-entalhes que se tornam futuros pontos de iniciação de trincas. O objetivo é abrasar o revestimento sem martelar ou cortar o substrato.

Inspeção e Avaliação Pós-Remoção Críticas

Após a remoção do revestimento, a peça não está automaticamente pronta para nova aplicação. Ela passa por inspeção rigorosa para determinar se o substrato ainda é viável.

1. Inspeção Dimensional: Medir a peça para garantir que ainda está conforme os desenhos de engenharia e que o processo de remoção não causou perda dimensional significativa.

2. Inspeção da Superfície e Subsuperfície:

   • Visual e FPI: Detectar quaisquer trincas, pitting ou corrosão que estavam ocultos pelo revestimento.

   • Análise Metalográfica: Seções transversais podem ser retiradas de áreas de teste ou sacrificiais para verificar danos microestruturais subsuperficiais, como recristalização ou crescimento de grão de serviços anteriores.

3. Avaliação para Recondicionamento: Se danos forem encontrados, a peça pode necessitar de etapas adicionais de recondicionamento antes do recoating, tais como:

   • Reparo por Solda: Para reconstruir áreas desgastadas ou danificadas.

   • Tratamento Térmico: Para restaurar propriedades mecânicas do substrato, crítico para ligas como Inconel 718.

   • Reusinagem: Para restaurar dimensões críticas e acabamentos de superfície via usinagem CNC.

Reaplicação e Garantia de Qualidade

• Re-preparação da Superfície: A peça removida passa por um ciclo completo de preparação de superfície — desengorduramento, jateamento e limpeza química — para garantir perfeita adesão da nova camada de ligação.

• Aplicação Renovada do Revestimento: Nova camada de ligação e camada superior YSZ são aplicadas sob condições controladas, muitas vezes por fornecedores com acreditação NADCAP, garantindo que o processo atenda aos mais altos padrões aeroespaciais.

• Validação Final: O componente recém-revestido passa por inspeção final de espessura, adesão e ausência de defeitos antes de ser liberado para serviço.

Considerações e Limitações de Engenharia

1. Número de Ciclos: Embora os componentes possam passar por múltiplos ciclos de remoção/aplicação, há um limite prático. Cada ciclo térmico em serviço e cada etapa de recondicionamento consome a "vida útil" do metal base, eventualmente a peça pode não mais atender às especificações originais de propriedades do material.

2. Viabilidade Econômica: A decisão de recondicionar é econômica, equilibrando custo de remoção, inspeção, reparo potencial e reaplicação com o preço de uma nova peça substituta.

3. Desempenho das Peças Reaplicadas: Uma peça corretamente recondicionada com um novo sistema TBC é considerada totalmente qualificada para serviço. O desempenho e vida útil do novo revestimento são equivalentes ao original, desde que o substrato subjacente esteja íntegro.