Brevet FR2980487A1 — publié le 20130329

Pièce de turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion La présente invention concerne une pièce de turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, et en particulier une aube de soufflante, présentant une bonne tenue à l'érosion et aux impacts. En fonctionnement, les aubes de soufflantes sont soumises à de fortes contraintes qui entraînent des dégradations, en particulier lorsque les aubes sont réalisées en un matériau composite. Ces dégradations sont principalement dues à l'érosion et aux impacts causés notamment par des gravillons ou des grêlons. Afin de protéger des pièces mécaniques, il est connu de les recouvrir d'un primaire d'accrochage et d'une couche de peinture de protection contre l'érosion. Une peinture généralement utilisée à cet effet est par exemple une peinture à base de polyuréthane, par exemple une peinture dont la dénomination commerciale est CA8201. Plus la couche de peinture est épaisse, plus la tenue à l'érosion est importante. En général, la couche de peinture appliquée a une épaisseur de l'ordre de 200 ilm. Ce type de peinture présente toutefois un aspect mat, c'est-à-dire non brillant. Or, les constructeurs imposent que les aubes de soufflante soient brillantes, pour des raisons notamment esthétiques. Aucune solution n'a à ce jour été trouvée pour répondre à la problématique de la tenue à l'érosion, d'une part, et à celle de l'aspect brillant des aubes, d'autre part. C'est ainsi que les aubes actuelles ne sont pas protégées efficacement contre l'érosion, une peinture brillante étant simplement appliquée sur un primaire d'accrochage formé par un film en polyuréthane. Des tests ont montré que de telles aubes ont une faible tenue à l'érosion et aux impacts. II est donc nécessaire de trouver une solution offrant à la fois une bonne tenue à l'érosion et aux impacts, qui puisse supporter un nombre important de cycles, tout en gardant une certaine souplesse afin de pouvoir épouser le profil de l'aube lors de son dévrillage en fonctionnement, et en permettant son décapage à volonté pour les besoins de la réparation. En outre, les couches de peinture et/ou de primaire d'accrochage recouvrant la pièce doivent présenter une épaisseur limitée. Bien entendu, les problèmes indiqués ci-dessus pourraient concerner d'autres pièces de turbomachine soumises à l'érosion et aux impacts, et nécessitant une finition brillante. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, 10 efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose une pièce de turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comportant un substrat revêtu d'une couche d'un primaire d'accrochage et d'une couche de peinture brillante de finition, caractérisée en ce qu'une couche de peinture de 15 protection contre l'érosion est déposée sur le primaire d'accrochage et est recouvert par la couche de peinture de finition brillante. L'application d'une couche de peinture brillante sur la peinture de protection contre l'érosion n'a jamais été envisagée jusqu'alors et était même déconseillée car il était considéré que cela pouvait affecter la 20 fonction « anti-érosion » et que la couche de peinture brillante risquait de ne pas accrocher sur la peinture de protection contre l'érosion. Or, de façon surprenante, des tests ont montré que la tenue à l'érosion de la solution proposée par l'invention est 18 fois meilleure que celle de la solution de l'art antérieur, dans laquelle la peinture brillante est 25 appliquée directement sur le primaire d'accrochage. La tenue au gravillonnage, c'est-à-dire la tenue aux impacts, est également bien meilleure. Les essais de gravillonnage pratiqués correspondent à ceux de la norme ISO 20567-1 Méthode C. Dans le cas d'impacts en particulier, la couche de peinture de finition brillante protège la 30 peinture de protection qu'elle recouvre. Préférentiellement, le primaire d'accrochage est un primaire de type Epoxy Polyamide Hydrodiluable. Un exemple d'un tel primaire est connu sous la dénomination commerciale PCEH100. En outre, la peinture de protection contre l'érosion de la pièce peut être une peinture à base d'une résine polyuréthane. Une telle peinture est connue sous la dénomination commerciale LBYH200. De plus, la peinture de finition brillante peut être une peinture à base de polyuréthane et de type bi-composants en phase aqueuse. Un exemple d'une telle peinture est connu sous la dénomination commerciale 10 LBYH150. Selon une caractéristique de l'invention, la couche de primaire d'accrochage présente une épaisseur comprise entre 10 et 50 ilm, préférentiellement de l'ordre de 20 ilm. Avantageusement, la couche de peinture de protection contre 15 l'érosion présente une épaisseur comprise entre 30 et 80 ilm, préférentiellement de l'ordre de 50 ilm. En outre, la couche de peinture de finition brillante peut présenter une épaisseur comprise entre 10 et 30 ilm, préférentiellement de l'ordre de 15 ilm. 20 Selon une forme de réalisation de l'invention, la pièce est réalisée en un matériau composite tissé, la surface de la pièce étant recouverte d'une couche de matériau de lissage, de préférence une résine telle que du mastic, sur laquelle est apposée la couche de primaire d'accrochage. La pièce est par exemple une aube de soufflante. 25 L'invention concerne en outre un procédé de protection de la surface d'une pièce de turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : - appliquer par pulvérisation une couche d'un primaire d'accrochage sur la surface de la pièce, 30 - appliquer par pulvérisation une couche de peinture de protection contre l'érosion de la pièce, sur la couche de primaire d'accrochage, - appliquer par pulvérisation une couche de peinture brillante, sur la couche de peinture de protection contre l'érosion. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé qui est une vue en coupe d'une partie de la pièce selon l'invention. Un procédé selon l'invention, visant à protéger la surface d'une aube 1 de soufflante de turbomachine, est décrit en référence à la figure unique représentant une aube de soufflante en composite. Cette aube 1 est classiquement réalisée par un procédé appelé RTM (Resin Transfer Moulding) lors duquel une préforme est obtenue par tissage en trois dimensions de fibres de carbone, de verre ou d'aramide par exemple. La préforme est ensuite placée dans un moule dans lequel est injectée de la résine à l'état liquide. Le moule est ensuite chauffé afin de provoquer la polymérisation de la résine et obtenir ainsi une aube composite. Les fibres peuvent générer des aspérités à la surface externe 2 de l'aube 1. Ces aspérités sont comblées par application d'une couche 3 d'un matériau de lissage, de préférence une résine telle qu'un mastic. Cette couche 3 de matériau de lissage présente une épaisseur de l'ordre de 30 à 80 ilm, de préférence de l'ordre de 50 à 60 ilm. On procède ensuite à un séchage de cette couche 3 à l'air libre, à température ambiante (par exemple 23°C), pendant une durée d'environ 25 30 minutes, puis à un séchage dans une étuve à 80°C pendant environ 1 heure. La couche 3 de matériau de lissage est ensuite poncée. On applique ensuite par pulvérisation une couche 4 d'un primaire d'accrochage. Le primaire d'accrochage est par exemple un primaire de type Epoxy Polyamide Hydrodiluable. Un exemple d'un tel primaire est 30 connu sous la dénomination commerciale PCEH100. La couche 4 de primaire d'accrochage présente une épaisseur comprise entre 10 et 50 ilm, préférentiellement de l'ordre de 20 ilm. La pièce est ensuite à nouveau passée dans une étuve afin de faire sécher la couche 4 de primaire d'accrochage, pendant une durée d'environ 1 heure à une température d'environ 80°C. Une couche 5 de peinture de protection contre l'érosion de la pièce, d'aspect mat, est alors appliquée par pulvérisation sur le primaire d'accrochage 4. Cette peinture est par exemple une peinture à base d'une réside polyuréthane. Un exemple d'une telle peinture est connu sous la dénomination commerciale LBYH200. La couche 5 ainsi appliquée présente une épaisseur comprise entre 30 et 80 ilm, préférentiellement de l'ordre de 50 ilm. La pièce est alors à nouveau passée dans une étuve afin de faire sécher la couche 5 de peinture, pendant une durée d'environ 30 minutes, à une température d'environ 80°C. Enfin, une couche de peinture 6 de finition brillante est appliquée par pulvérisation sur la couche 5 de peinture de protection contre l'érosion. Cette peinture brillante est par exemple une peinture à base de polyuréthane et de type bi-composants en phase aqueuse. Un exemple d'une telle peinture est connu sous la dénomination commerciale LBYH150. La couche 6 ainsi appliquée présente une épaisseur comprise entre 10 et 30 ilm, préférentiellement de l'ordre de 15 ilm. La pièce est enfin passée dans une étuve afin de faire sécher la couche 6 de peinture brillante, pendant une durée d'environ 1 heure, à une température d'environ 80°C. Ce procédé permet d'obtenir une pièce comportant un revêtement de faible épaisseur et protégée efficacement contre l'érosion et les impacts. Un tel revêtement peut supporter un nombre important de cycles, tout en gardant une certaine souplesse afin de pouvoir épouser le profil de l'aube lors de son dévrillage en fonctionnement. Ce revêtement est également compatible avec un décapage de la pièce pour les besoins de la réparation. REVENDICATIONS1. Pièce de turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comportant un substrat (1) revêtu d'une couche (4) d'un primaire d'accrochage et d'une couche (6) de peinture brillante de finition, caractérisée en ce qu'une couche (5) de peinture de protection contre l'érosion est déposée sur le primaire d'accrochage et est recouverte par la couche (6) de peinture de finition brillante. 2. Pièce de turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en 10 ce que le primaire d'accrochage est un primaire Epoxy Polyamide Hyd rod il uable. 3. Pièce de turbomachine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la peinture de protection contre l'érosion de la pièce est une peinture à base d'une résine polyuréthane. 15 4. Pièce de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la peinture de finition brillante est une peinture à base de polyuréthane. 5. Pièce de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche (4) de primaire d'accrochage présente 20 une épaisseur comprise entre 10 et 50 ilm, préférentiellement de l'ordre de 20 ilm. 6. Pièce de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la couche (5) de peinture de protection contre l'érosion présente une épaisseur comprise entre 30 et 80 ilm, 25 préférentiellement de l'ordre de 50 ilm. 7. Pièce de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couche (6) de peinture de finition brillante présente une épaisseur comprise entre 10 et 30 ilm, préférentiellement de l'ordre de 15 ilm. 30 8. Pièce de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en un matériau composite tissé, lasurface (2) de la pièce (1) étant recouverte d'une couche (3) de matériau de lissage, de préférence une résine telle qu'un mastic, sur laquelle est apposée la couche (4) de primaire d'accrochage. 9. Pièce de turbomachine selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pièce est une aube (1) de soufflante. 10. Procédé de protection de la surface d'une pièce (1) de turbomachine, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : - appliquer par pulvérisation une couche (4) de primaire d'accrochage sur la surface de la pièce, - appliquer par pulvérisation une couche de peinture (5) de protection contre l'érosion de la pièce, sur la couche (4) de primaire d'accrochage, - appliquer par pulvérisation une couche (6) de peinture brillante, sur la couche (5) de peinture de protection contre l'érosion.