Brevet FR3082886A1 — publié le 20191227

DOMAINE DE [INVENTION La présente invention concerne une [échelle pour un système d'étanchéité, et un procédé de fabrication d'une telle [échelle. ETAT DE LA TECHNIQUE Une turbine à gaz comprend conventionnellement un rotor et un stator entourant le rotor. Le rotor est mobile en rotation par rapport au stator. Il peut exister un jeu entre le stator et le rotor. Ce jeu doit être réduit autant que possible de sorte à éviter un passage direct de gaz entre le rotor et le stator, car un tel passage réduirait le rendement de la turbine à gaz. Pour réduire ce jeu, il est connu d'agencer entre le rotor et le stator un système d'étanchéité. Un tel système d'étanchéité comprend un joint à labyrinthe formé par un matériau abradable et des [échelles faisant face au matériau abradable en étant en saillie vers celui-ci. Les [échelles comprennent un corps de base en saillie du rotor, et peuvent comprendre un revêtement déposé sur le corps de base. Le revêtement est destiné à venir en contact avec le matériau abradable. Au cours du fonctionnement de la turbine à gaz, le revêtement des [échelles peut s'écailler si bien que le jeu entre le stator et le rotor peut augmenter, dégradant ainsi les performances d'étanchéité du système d'étanchéité. Selon la taille des zones écaillées, [es [échelles peuvent nécessiter des réparations impliquant un reconditionnement de leur revêtement. Notamment, si le matériau de base est mis à nu en raison d'un écaillage particulièrement profond, la durée de vie de la structure mobile peut être ainsi réduite. Pour savoir si une [échelle écaillée doit faire l'objet d'une réparation, on estime un débit de fuite induit par ses écaillages. Cette estimation consiste à évaluer le nombre de zones écaillées de la [échelle, leur longueur, leur profondeur ainsi que la couche mise à nu par chaque écaillage. La longueur et le nombre de zones écaillées d'une [échelles sont des paramètres facilement mesurables. Cependant, la profondeur et La surface de [échelle mise à nue par chaque écaillage sont toutefois plus difficiles et plus long à estimer. EXPOSE DE L'INVENTION 2 Un but de la présente invention est de quantifier plus précisément les profondeurs et surfaces sur lesquelles s'étendent les écaillages pour ainsi déterminer de façon plus rapide et plus simple si une [échelle d'un système d'étanchéité doit être réparée ou non. Il est ainsi proposé, selon un premier aspect de l'invention, une [échelle pour un 5 système d'étanchéité d'une turbomachine, la [échelle étant destinée à coopérer avec un élément abradable, la léchette comprenant un corps de base et un revêtement comprenant une première couche ayant une couleur différente de celle du corps de base et/ou de celle d'une deuxième couche du revêtement. Le fait que la première couche et la deuxième couche du revêtement ou le corps de 10 base soient de couleurs différentes a pour effet de constituer une indication visible à l'ceil nu du degré de profondeur d'un écaillage qui serait formé dans le revêtement de [a [échelle. Il est ainsi possible d'identifier facilement si la couche mise à nu par ['écaillage est le corps de base, la première couche du revêtement ou la deuxième couche du revêtement, en inspectant sa couleur. L'estimation du débit de fuite induit par cet écaillage est donc plus 15 facilement estimée, ce qui a pour conséquence de déterminer plus facilement et plus rapidement si [a [échelle écaillée doit ou non faire l'objet d'une réparation. La [échelle selon le premier aspect de l'invention peut comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou bien en combinaison lorsque cela est techniquement possible : 20 - Le revêtement comprend une première couche et une deuxième couche, la première couche étant agencée entre le corps de base et la deuxième couche, la première couche et la deuxième couche ayant des couleurs respectives différentes. - Le corps de base et la deuxième couche ont des couleurs respectives différentes. - La première couche est formée à partir d'un colorant poudreux, ou est une couche 25 métallique colorée par anodisation, ou est une couche de peinture au latex et/ou acrylique. - La première couche présente une épaisseur allant de 5 micromètres à 100 micromètres. - La deuxième couche est en un métal non coloré. 30 Il est également proposé, selon un deuxième aspect de l'invention, un système d'étanchéité comprenant au moins une [échelle selon le premier aspect de l'invention et un élément abradable agencé en regard de [a [échelle. Il est également proposé, selon un troisième aspect de l'invention, un ensemble pour turbomachine comprenant un rotor, un stator, et un système d'étanchéité selon le deuxième 3 aspect de l'invention, dans lequel la léchette est fixée à l'un parmi le rotor et le stator, et l'élément abradable étant fixé à l'autre parmi le rotor et le stator. Il est également proposé, selon un quatrième aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'une [échelle pour un système d'étanchéité d'une turbomachine, le procédé 5 comprenant la mise en place d'un revêtement sur un corps de base de [a [échelle par empilement d'au moins une couche de revêtement sur le corps de base de la [échelle, la mise en place du revêtement comprenant une étape de coloration d'une première couche du revêtement pour que [a première couche présente une couleur différente de celle du corps de base et/ou de celle d'une deuxième couche du revêtement. 10 L'étape de coloration de la première couche peut notamment être réalisée avec un colorant poudreux, ou par anodisation, ou par dépôt d'une couche de peinture. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de ['invention ressortiront de la description 15 qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue de profil partielle d'un ensemble pour turbomachine comprenant un système d'étanchéité. - La figure 2 est une vue en perspective d'un flasque comprenant des parties du 20 système d'étanchéité de la figure 1. - La figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale du flasque représenté sur la figure 2. - Les figures 4 et 5 sont deux vues de profil d'une [échelle d'étanchéité selon un mode de réalisation de l'invention, respectivement dans un état normal et dans un état 25 écaillé. Sur l'ensemble des figures, [es éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 et 2, une turbomachine, par exemple une turbine à gaz, 30 comprend un rotor 1 et un stator 2. Le stator 2 comprenant un carter 4 s'étendant autour d'un axe X de la turbomachine. Le carter 4 présente une surface radialement interne 6 orientée vers l'axe X. Le stator 2 comprend une structure d'étanchéité 8 fixée sur la surface radialement interne 6. Cette structure d'étanchéité 8 est un élément abradable pouvant avoir une structure alvéolaire, cette structure d'étanchéité comprend une surface libre 10 orientée 4 vers l'axe qui présente un profil discontinu. La structure d'étanchéité 8 est réalisée dans un matériau abradable. Le rotor 1 est mobile en rotation autour de l'axe X, par rapport au carter 6 du stator 2. En référence aux figures 2 et 3, le rotor 1 comprend un flasque 11. Un tel flasque 11, 5 a par exemple été décrit dans Le document FR2893360. Le flasque 11 présente une forme annulaire qui s'étend autour de l'axe X. Le flasque 11 présente une surface amont 12 et une surface aval 13 opposée à la surface amont 12. Deux supports 15, 17 font saillie vers l'amont, depuis [a surface amont du flasque 11. 10 Le premier support 15 est de forme annulaire autour de l'axe X. Il est agencé à une première distance de l'axe X. Le deuxième support 17 est également de forme annulaire autour de l'axe X. Le premier support 15 s'étend autour du deuxième support 17. Autrement dit, le deuxième support 17 est plus proche de l'axe X que le premier support 15. 15 Chacun des deux supports comprend une surface radialement externe, et plusieurs léchettes 18 faisant saillie depuis la surface radialement externe vers la structure d'étanchéité 8. La surface radialement externe du premier support 15 est référencée 14 est également visible sur la figure 1. Trois léchettes 18 font ainsi saillie depuis la surface radialement externe 14 du premier 20 support, tandis que deux léchettes 18 font saillie depuis la surface radialement externe du deuxième support. Les [échelles 18 faisant saillie sont typiquement de révolution autour de l'axe X, si bien qu'elles présentent chacune une forme annulaire, comme cela est visible sur la figure 2. Chaque léchette 18 présente ainsi un sommet destiné à être en regard de la structure 25 d'étanchéité 8, et deux surfaces opposées reliées par un sommet. Les [échelles 18 présentent une forme effilée radialement vers l'extérieur de l'axe X, c'est-à-dire vers le carter 6. Ces [échelles 18 présentent un profil en V. Les [échelles 18 faisant saillie depuis un même support 15 ou 17 ont des positions respectives différentes le long de l'axe X. Autrement dit, des espaces sont ménagées entre 30 chaque paire de [échelles 18 en saillie le long de l'axe. Ces [échelles 18 en saillie sont par exemple en métal. Les léchettes 18 et la structure d'étanchéité 8 en regard forment un système d'étanchéité [imitant un passage de gaz entre le rotor 1 et le stator 2. En référence à la figure 4, une [échelle 18 comprend un corps de base 16 et un 35 revêtement déposé sur le corps de base 16. 5 Le revêtement est formé par une couche de revêtement, ou par un empilement de plusieurs couches. Le revêtement comprend par exemple une couche externe 20 et au moins une couche intermédiaire 22 agencée entre la couche externe 20 et le corps de base 16. Chaque couche de l'empilement est de préférence en contact avec au moins une autre 5 couche de l'empilement : dans la suite, on considère que deux couches mutuellement en contact sont adjacentes. La [échelle 18 représentée en figure 3 comprend une seule couche intermédiaire 22 entre et en contact avec d'une part le corps de base 16 et d'autre part avec ta couche externe 20. Au moins deux couches adjacentes du revêtement ont des couleurs respectives 10 différentes et qui peuvent chacune être d'une couleur différente que la couleur du corps de base 16 de la [échelle 18. Par ailleurs, le corps de base a de préférence une couleur différente d'une des couches du revêtement, voire de chacune des couches du revêtement. La couche intermédiaire 22 a une couleur différente de celle d'au moins une couche 15 qui lui est adjacente. De préférence, les différentes couches du revêtement de la [échelle 18 ont toutes des couleurs différentes et en particulier la couche intermédiaire 22, la couche externe 20 et le corps de base 16 ont des couleurs respectives différentes. La couche externe 20 est en métal. 20 La couche intermédiaire 22 est par exemple une couche constituée d'un colorant non métallique. En variante, [a couche intermédiaire 22 comprend du métal mélangé à un colorant en sus de ce métal. Dans une autre variante, la couche intermédiaire 22 est constituée d'un métal dont la couleur a été modifiée par un procédé d'anodisation. Il va maintenant être décrit un procédé de fabrication de léchettes 18 à partir d'un 25 rotor 1. Dans une première étape, le corps de base 16 de chaque [échelle est formé en saillie sur le rotor 1 puis sont nettoyé avec un solvant dégraissant. Dans une deuxième étape, les portions de la surface radialement externe 14 du flasque 11 qui s'étendent entre chaque paire de [échelle 18 adjacentes sont recouverts de masques 30 24 (l'un de ces masques étant visible sur la figure 1). Dans une troisième étape, est mis en oeuvre une projection thermique pour déposer, sur chaque corps de base 16, une première couche de revêtement 22. Au cours de cette étape, est par exemple déposé sur le corps de base 16 un matériau composite comprenant du nickel et de l'aluminium, sur une épaisseur allant de 0,01 à 1 millimètres, ce matériau 35 composite formant [a première couche de revêtement. 6 De préférence, le corps de base 16 est sablé avant mise en oeuvre de cette projection thermique, notamment si le corps de base 16 est réalisé dans un alliage comprenant du nickel. L'angle de sablage utilisée est par exemple compris entre 30 et 90 degrés par rapport au plan de la surface du corps de base 16 à sabler. 5 Est en outre mise en oeuvre une étape de coloration de chaque léchette 18 en cours de fabrication. De préférence, l'étape de coloration est mise en oeuvre tandis que le masque est toujours en place entre chaque paire de léchette 18 du flasque 11. Cette étape de coloration peut faire l'objet de différents modes de réalisations. 10 Dans un premier mode de réalisation, un colorant poudreux est projeté sur la première couche de revêtement déjà déposée sur le corps de base 16, par exemple au moyen d'un pistolet. Le colorant poudreux forme ainsi une deuxième couche de revêtement recouvrant la première couche de revêtement. Cette deuxième couche de revêtement est ensuite chauffée à une température comprise entre 100°C et 300°C, par exemple en plaçant le rotor 15 1 dans un four. Il est de préférence fait en sorte que la deuxième couche constituée de colorant poudreux présente une épaisseur comprise entre 2 et 20 micromètres. Dans un deuxième mode de réalisation, la première couche de revêtement est elle-même colorée par anodisation. Autrement dit, la couleur originelle de La première couche de revêtement est modifiée. 20 De préférence, il est fait en sorte que la première couche de revêtement présente une épaisseur comprise entre 5 micromètres et 100 micromètre. Cette épaisseur est de préférence uniforme. Dans un troisième mode de réalisation, l'étape de coloration utilise de la peinture colorée, et comprend les sous-étapes suivantes. 25 Le corps de base 16 est nettoyé à l'aide d'un solvant dégraissant, puis rincé. Le corps de base 16 est ensuite poncé puis rincée à nouveau. Est ensuite déposée sur le corps de base 16 une première couche adhésive, par exemple réalisée dans un matériau époxydique ou en alodine. La première couche adhésive peut être transparente (auquel cas on considère qu'elle n'a pas de couleur) ou bien peut avoir une 30 couleur. Est ensuite déposé sur la première couche adhésive une deuxième couche colorée ayant une couleur différente de celle du corps de base et/ou de la première couche. La deuxième couche est par exemple une couche de peinture au latex ou une couche de peinture acrylique. 7 De préférence, il est fait en sorte que la deuxième couche présente une épaisseur comprise entre 5 micromètres et 100 micromètre. Cette épaisseur est de préférence uniforme. L'étape de coloration selon le troisième mode de réalisation est alors terminée. Dans une quatrième étape postérieure à l'étape de coloration selon l'un ou l'autre des 5 modes de réalisations présentés ci-dessus, est déposée sur la deuxième couche de revêtement appliquée un manteau (« wear coat » en anglais), destiné à former la couche externe 20 de la [échelle. Dans ce cas la deuxième couche est la dernière couche de revêtement, cette dernière couche est une couche externe qui se distingue des autres couches en ce qu'elle présente une surface externe libre. En outre, l'homme du métier 10 pourrait prévoir d'autres couches de revêtement par exemples analogues à la première couche qui seraient disposées entre le corps de base 16 et cette dernière couche. La couche externe 20 comprend par exemple de l'oxyde d'aluminium et/ou du dioxyde de titane. Cette couche externe 20 présente de préférence une épaisseur comprise entre 0,01 millimètres et 1 millimètres. 15 La fabrication de la [échelle 18 est alors terminée. Les étapes qui précèdent sont mises en oeuvre pour chaque [échelle 18 à fabriquer. Le rotor 1 et le stator 2 sont ensuite assemblés de sorte que chaque [échelle 18 soit en regard de la structure d'étanchéité 8. Le corps de base 16, et les couches 22, 20 d'une [échelle 18 peuvent faire l'objet d'une 20 coloration selon l'un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment, ou bien seulement une partie d'entre elles. On a représenté en figure 5, la [échelle 18 de la figure 3 dans un état écaillé. La [échelle 18 comprend une première zone écaillée El de profondeur telle que la couche intermédiaire 22 est mise à nu. Un opérateur peut directement observer la couleur 25 de la couche intermédiaire 22 est en déduire que : 1) la deuxième couche ou couche externe 20 a été entièrement écaillée, et que 2) la ou les couches intermédiaires n'ont pas été entièrement écaillées. La [échelle 18 comprend une deuxième zone écaillée E2 de profondeur telle que Le corps de base 16 est mis à nu. Un opérateur peut directement observer la couleur du corps 30 de base et en déduire que la deuxième couche 20 (ou la couche externe) et la couche intermédiaire (ou REVENDICATIONS1. Léchette (18) pour un système d'étanchéité d'une turbomachine, la léchette étant destinée à coopérer avec un élément abradable et comprenant un corps de base (16) et un revêtement comprenant une première couche (22) ayant une couleur différente de celle du corps de base (16) et/ou de celle d'une deuxième couche (20) du revêtement. 2. Léchette (18) selon la revendication précédente, dans laquelle le revêtement comprend une première couche (22) et une deuxième couche (20), la première couche (22) étant agencée entre le corps de base (16) et la deuxième couche (20), la première couche (22) et ta deuxième couche (20) ayant des couleurs respectives différentes. 3. Léchette (18) selon la revendication précédente, dans laquelle le corps de base (16) et la deuxième couche (20) ont des couleurs respectives différentes. 4. Léchette (18) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la première couche (22) est formée à partir d'un colorant poudreux, ou est une couche métallique colorée par anodisation, ou est une couche de peinture au latex et/ou acrylique. 5. Léchette (18) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la première couche (22) présente une épaisseur allant de 5 micromètres à 100 micromètres. 6. Léchette (18) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la deuxième couche (20) est en un métal non coloré. 7. Système d'étanchéité comprenant au moins une [échelle (18) selon l'une des revendications précédentes et un élément abradable (8) agencé en regard de la [échelle (18). 8. Ensemble pour turbomachine comprenant un rotor (1), un stator (2), et un système d'étanchéité selon la revendication précédente, dans Lequel la [échelle (18) est fixée à l'un parmi le rotor (1) et le stator (2), et l'élément abradable (8) étant fixé à l'autre parmi le rotor (1) et le stator (2). 9 9. Procédé de fabrication d'une [échelle (18) pour un système d'étanchéité d'une turbomachine, le procédé comprenant la mise en place d'un revêtement sur un corps de base (16) de la [échelle (18) par empilement d'au moins une couche de revêtement sur le corps de base (16) de [a [échelle (18), la mise en place du revêtement comprenant une étape de 5 coloration d'une première couche (22) du revêtement pour que la première couche (22) présente une couleur différente de celle du corps de base (16) et/ou de celle d'une deuxième couche (20) du revêtement. 10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de coloration de la 10 première couche (22) est réalisée avec un colorant poudreux, ou par anodisation, ou par dépôt d'une couche de peinture. 15