JPS61234203A - Repair of impeller - Google Patents

Repair of impeller

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Publication number
JPS61234203A
JPS61234203A JP7431185A JP7431185A JPS61234203A JP S61234203 A JPS61234203 A JP S61234203A JP 7431185 A JP7431185 A JP 7431185A JP 7431185 A JP7431185 A JP 7431185A JP S61234203 A JPS61234203 A JP S61234203A
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JP
Japan
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blade
blades
welding
shroud
tenon
Prior art date
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Pending
Application number
JP7431185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuro Momoeda
桃枝 克郎
Kanji Seya
瀬谷 莞爾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61234203A publication Critical patent/JPS61234203A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve workability by cutting down blades, in a condition where they are joined with a shroud, at their effective parts and subsequently welding their tip blocks shaped as initially designed. CONSTITUTION:In a condition where a shroud 15 is joined to the plural number of blades 1 by means of tenons 14, blades 1 are cut down at their effective parts 1a. Subsequently, welding tip blocks 25 shaped as initially designed are joined to the cut down parts through welding. This reduces quantity of welding and improves welding points, therefore, workability of repair can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野1 本発明は蒸気タービンの羽根補修方法に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention 1] The present invention relates to a method for repairing blades of a steam turbine.

[発明の技術的背景] 一般に発電用の大型蒸気タービンの低圧ロータ等におい
ては、大量の蒸気を流すために平均直径が大きく、かつ
長大な羽根が用いられている。このような巨大なロータ
においては、製造技術的問題、経済的問題を解決するた
め、各段落の羽根を植込むホイールをシャフトと別体で
製作しその後ホイールを加熱してからシャフトにlN−
1するいわゆる焼成めホイールが採用されている。
[Technical Background of the Invention] Generally, in a low-pressure rotor of a large steam turbine for power generation, etc., blades having a large average diameter and a long length are used in order to flow a large amount of steam. In such a huge rotor, in order to solve manufacturing technology and economic problems, the wheel in which each stage of blades is implanted is manufactured separately from the shaft, and then the wheel is heated and then 1N-
A so-called fired wheel is used.

第10図はこのような焼成めホイールを有する蒸気ター
ビンロー夕を示す概略断面図であり、各段落の羽根1は
公知技術(たとえば日本機械学会発行「機械工学便覧」
)によりホイール2に植え込まれている。各段落のホイ
ール2はシャフト3に焼成めによりvI着されており、
ホイール2とシャフト3との間にはアキシャルキー4が
装着されている。なお、シャフト3端には、隣接ロータ
(図示せず)との連結用カップリング5が嵌着されてい
る。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a steam turbine rotor having such a fired wheel.
) is embedded in wheel 2. The wheel 2 of each paragraph is attached to the shaft 3 by firing,
An axial key 4 is mounted between the wheel 2 and the shaft 3. Note that a coupling 5 for connection to an adjacent rotor (not shown) is fitted to the end of the shaft 3.

このような構造の焼成めホイールを有する蒸気タービン
ロータ(以後焼成めロータと記す)においては、第11
図および第12図に符号Cで示すような割れがホイール
2の内径部に生ずることがある。これは、タービンの負
荷増加あるいは減少の過程において、タービン内の蒸気
温度と金属温度との温度変化率が相違するため、キー溝
付近が乾燥、湿潤の繰返し状態となること、遠心力と焼
嵌め血圧によりホイール内径部に円周方向応力が作用し
、これがキー溝付近では、応力集中現象を生ずること、
および蒸気中に微量に含まれている塩素イオンや酸素等
の腐蝕因子が作用すること等により応力腐蝕割れ(SC
C)として生ずるものである。 このような割れが発生
したままタービンの運転を続けると、割れは徐々に進展
成長し、ある時点で急速な破壊現象が起こる。したがっ
て、このような重大事故に至る前にホイール内径部より
割れを除去する必要がある。
In a steam turbine rotor having a fired wheel with such a structure (hereinafter referred to as fired rotor), the 11th
A crack as shown by the symbol C in the figure and FIG. 12 may occur in the inner diameter portion of the wheel 2. This is because the temperature change rate between the steam temperature and the metal temperature in the turbine differs during the process of increasing or decreasing the load on the turbine, resulting in the area around the keyway becoming repeatedly dry and wet, and due to centrifugal force and shrink-fitting. Circumferential stress acts on the inner diameter of the wheel due to blood pressure, which causes a stress concentration phenomenon near the keyway.
Stress corrosion cracking (SC) occurs due to the action of corrosive factors such as chlorine ions and oxygen contained in trace amounts in steam.
C). If the turbine continues to operate with such cracks generated, the cracks will gradually develop and grow, and at a certain point a rapid destruction phenomenon will occur. Therefore, it is necessary to remove cracks from the inner diameter portion of the wheel before such a serious accident occurs.

従来、このような割れが発生した時のロータの補修方法
は、その割れの生じたホイールをシャフトから取外し、
新製したホイールと交換するというものであった。
Conventionally, the method of repairing a rotor when such a crack occurs is to remove the cracked wheel from the shaft,
The plan was to replace it with a newly manufactured wheel.

このようにホイールを交換したとしても完全な解決には
至らず、ある期間再使用するとSCCが再発生する可能
性が依然として存在する。ところが最近では、幾多の技
術進歩により超大形の素材が製造できるようになったた
め、ホイールとシャフトを一体で製作したロータ(以後
一体重軸と記す)と交換して禍根を取りのぞいてしまう
ことも可能になった。
Even if the wheel is replaced in this way, it is not a complete solution, and there is still a possibility that SCC will reoccur after reuse for a period of time. However, in recent years, numerous technological advances have made it possible to manufacture extremely large materials, so it is possible to eliminate the root cause of this problem by replacing the wheel and shaft with a rotor that is manufactured as one unit (hereinafter referred to as a single weight shaft). It's now possible.

このように焼嵌めロータのシャフト3とホイール2を一
体車軸と交換する場合、羽根1も一緒に新製してしまう
ことが一般的であるが、ホイールのキー溝部に生じたS
CCの為に羽根1まで新装することは不経済であること
は明らかである。
When replacing the shaft 3 and wheel 2 of a shrink-fitted rotor with an integrated axle, it is common to make new blades 1 as well, but S
It is clear that it is uneconomical to replace even the first blade for CC.

ところでホイールと羽根との関係は次のようになってい
る。
By the way, the relationship between the wheel and the blades is as follows.

一般に、蒸気タービン等におけるタービン羽根車におい
ては、ロータ円盤の外周に半径方向に単段あるいは複数
段に渡って形成された円周方向溝に、羽根の根元(以下
植込部と称す)を係合させて、この半径方向の移動を規
制するようにしたものが使用されている。
Generally, in a turbine impeller for a steam turbine, etc., the roots of the blades (hereinafter referred to as implants) are connected to circumferential grooves formed in a single or multiple stages in the radial direction on the outer periphery of the rotor disk. In addition, a device is used that restricts movement in the radial direction.

第13図はタービン羽根車の分解部分図であり、ロータ
円盤1の外周には、前後両面に延びる複数段の満2が形
成されており、このロータ円盤1の外周部には、羽根3
の植込部3′がくら状に嵌合せしめられ、当該植込部3
′の対向内面に形成された突条部4が上記ロータ円盤1
の溝2と係合している。
FIG. 13 is an exploded partial view of the turbine impeller. On the outer periphery of the rotor disk 1, a plurality of stages extending on both front and rear surfaces are formed. On the outer periphery of the rotor disk 1, blades 3
The implanted part 3' is fitted in a hollow shape, and the implanted part 3'
The protrusion 4 formed on the opposing inner surface of the rotor disk 1
is engaged with the groove 2 of.

ところで、上記ロータ円盤1の溝2の形成部には、半径
方向に延びるとともに、植込部3′の厚さとほぼ等しい
幅の切欠部5が、円周上に1個あるいは複数個形成され
ており、当該切欠部5から羽根3の植込部3′を半径方
向に挿入した後、円周方向にm動させて、ロータ円盤1
の外周に結合させることにより、羽根3の半径方向の移
動が規制される。
Incidentally, in the groove 2 forming portion of the rotor disk 1, one or more notches 5 are formed on the circumference, extending in the radial direction and having a width approximately equal to the thickness of the implanted portion 3'. After inserting the implanted part 3' of the blade 3 in the radial direction from the notch 5, move it in the circumferential direction m to remove the rotor disk 1.
By coupling to the outer periphery of the blade 3, movement of the blade 3 in the radial direction is restricted.

このようにして、所定数の羽根3が円周方向に圧接せし
められ、環状体に組立てられる。そして、その最終段階
において、上記切欠部5には、第14図に示すように、
当該切欠部形状に一致する溝状部6を有する止め羽根7
が係合される。
In this way, a predetermined number of blades 3 are pressed against each other in the circumferential direction and assembled into an annular body. In the final stage, the notch 5 has the following features as shown in FIG.
A stopper blade 7 having a grooved portion 6 that matches the shape of the notch.
is engaged.

この止め羽根7の溝6とタービン円盤1の切欠部5の係
合は、羽根3の場合とは異なって単純な嵌合であり、ロ
ータ円盤1に対する半径方向の移動規制が行なわれない
ため、止め羽根7は第15図あるいは第16図に示すよ
うに、止め羽根7とこれに隣接する羽根3a、3bある
いはさらにそれに隣接する羽根3c、3dの植込部の接
合面に、ロータ円5181の厚さ方向のビン孔8を設け
て、これにピン9を圧入すると共に、止め羽根7とこれ
に嵌合する切欠部5に、これらを貫通するビン孔10を
段けてビン11を圧入するという方法により行なわれて
いる。
The engagement between the groove 6 of the stopper blade 7 and the notch 5 of the turbine disk 1 is a simple fit, unlike the case of the blade 3, and the movement of the rotor disk 1 in the radial direction is not restricted. As shown in FIG. 15 or 16, the stopper blade 7 has a rotor circle 5181 on the joint surface of the implanted part of the stopper blade 7 and the adjacent blades 3a, 3b, or the adjacent blades 3c, 3d. A bottle hole 8 in the thickness direction is provided, and a pin 9 is press-fitted into it, and a bottle 11 is press-fitted into the stopper blade 7 and the notch 5 that fits into the stopper blade 7 by forming a bottle hole 10 that passes through them. It is done by this method.

このように止め羽根9が組立てられて羽根は円周および
半径方向の移動が規制されることになる。
When the stopper blade 9 is assembled in this way, movement of the blade in the circumferential and radial directions is restricted.

一方羽根先端側においては第13図に示すごとく、羽根
1の先端には、羽根1から一体に削りだされた突起(以
下テノンと称する)14が設けられており、当該テノン
14を通して囲い輪(以下シュラウドと称する)15が
圧接せしめられ、環状体に組立てられた羽根群を第15
図のごとく数枚を一つの群として周方向に幾つかの群に
分割固定している。
On the other hand, on the blade tip side, as shown in FIG. 15 (hereinafter referred to as shroud) is pressed into contact with the blade group assembled in the annular body.
As shown in the figure, several sheets are made into one group and are divided and fixed into several groups in the circumferential direction.

第17図は、当該シュラウド15の羽根1どの接合部を
示す拡大図であって、テノン14を偏平状のカシメ部1
4′になるまでコーキングすることによってシュラウド
15が羽根1に固定されている。このテノン14とかし
め部14′により、シュラウド15に作用する蒸気力、
遠心力、その他種々の励振力に対抗している。
FIG. 17 is an enlarged view showing the joining parts of the blades 1 of the shroud 15, and shows the tenon 14 connected to the flat caulked part 1.
The shroud 15 is fixed to the blade 1 by caulking until it reaches 4'. The steam force acting on the shroud 15 due to the tenon 14 and the caulking portion 14'
It resists centrifugal force and various other excitation forces.

蒸気タービンロータはこのような構造を有しているため
、いったん使用した羽根をロータから取外して再使用す
る場合、次のような手順となる場合がある。
Since the steam turbine rotor has such a structure, when once used blades are removed from the rotor and reused, the following procedure may be required.

すなわち、羽根の扱取りのためには、前記のタービン羽
根車の組立手順の逆を行なえば良いわけであるが、すべ
ての羽根は、第15図のごとく、群に構成されているた
め、まず抜取り対象羽根のすべてを単独羽根に分離する
必要がある。このために、通常第18図の二点鎖線で示
すようにグラインダ等によるシュラウド15の切断が行
なわれる。このようにして分離された羽根は、まず第1
5図の止め羽根9が扱かれるが、このためには、ビン1
1.13を打らf&けば良い。
In other words, in order to handle the blades, it is sufficient to reverse the assembly procedure for the turbine impeller described above, but since all the blades are arranged in groups as shown in Figure 15, first It is necessary to separate all the blades to be sampled into individual blades. For this purpose, the shroud 15 is usually cut using a grinder or the like as shown by the two-dot chain line in FIG. The blades separated in this way are first
Stopping blade 9 in Fig. 5 is treated, but for this purpose bottle 1
Just type 1.13 and do f&.

いったん止め羽根9が扱取られると、残りの羽根1a1
1b、1c・・・は第13図における満2′に沿って円
周方向に摺動させ、切欠部7から容易に扱き取ることが
できる。
Once the stop blade 9 is handled, the remaining blades 1a1
1b, 1c, . . . can be slid in the circumferential direction along 2' in FIG. 13, and can be easily handled from the notch 7.

このようにして扱取られた個々の羽根は、第19図に承
りごとく適当な工具を使用して、まずテノンかしめ部1
4′を撤去して、シュラウド15を抜取り、次いでグラ
インダあるいは機械加工により第20図に示すごとく、
新しい1ノン16を羽根有効部の一部を使って成形する
ことになる。
The individual blades handled in this way are first cut into the tenon crimped portion using an appropriate tool as shown in Figure 19.
4' is removed, the shroud 15 is extracted, and then, as shown in FIG. 20, by grinding or machining,
A new 1-non 16 will be molded using a part of the effective part of the blade.

これは上記のごとく、テノン14′を削り落としている
ため、ロータ円盤2に再度シュラウド15を嵌合固定さ
せる際のテノンかしめ部14′に相当するコーキング代
を確保するためである。この結果、新しい羽根17の有
効部高さは、元の高さぶ1から12すなわちΔぶだけ短
くなるため、通常層すり下げと称し、Δぷを肩すり下げ
着と称している。
This is because, as mentioned above, since the tenon 14' is shaved off, a caulking allowance corresponding to the tenon caulking portion 14' is secured when the shroud 15 is fitted and fixed to the rotor disk 2 again. As a result, the height of the effective part of the new blade 17 becomes shorter than the original height 1 by 12, that is, Δ, so it is called a normal layer sagging, and ΔP is called a shoulder sagging.

一方、損傷範囲が全周に渡る場合には、そのタービン羽
根車に属する全部の羽根の肩すり下げが必要となる。こ
の場合には、上述のような単独間へ分離して処置する方
法がとられることもあるが、むしろ、旋盤上での全周剤
りによってシュラウドおよびテノンを削除する方法がと
られることの方が多い。
On the other hand, if the damage ranges over the entire circumference, it is necessary to lower the shoulders of all blades belonging to the turbine impeller. In this case, the method of separating the shroud and tenon may be used as described above, but it is better to remove the shroud and tenon by lathing all around them on a lathe. There are many.

即ら、第21図に示すように、まず切削線1a11bに
沿って、テノン幅を残して、両側からシュラウド13を
削りとる。このとぎ、第20図の肩すり下げ邑Δβに相
当する分だけ深く羽根3を切込むこともできる。ついで
、切削線■に沿って、テノンかしめ部12′を削除すれ
ば、第22図および第23図に示すJ:うに内面側から
の簡単な打撃によって、残りのシュラウド16を撤去で
きる。
That is, as shown in FIG. 21, first, the shroud 13 is cut off from both sides along the cutting line 1a11b, leaving a tenon width. At this point, it is also possible to cut the blade 3 deeply by an amount corresponding to the shoulder cutting edge Δβ in FIG. Next, by removing the Tenon caulked portion 12' along the cutting line (2), the remaining shroud 16 can be removed by a simple blow from the inner surface of the sea urchin shown in FIGS. 22 and 23.

この状態でグラインダ等により第20図のようにテノン
14と羽根15の頂部の仕上げを行えば、そのまま再組
立の準備が整うことになる。
In this state, if the tops of the tenon 14 and blades 15 are finished using a grinder or the like as shown in FIG. 20, preparations for reassembly will be completed.

このようにして、羽根3を抜かずにその頂部のみを補修
することが可能となる。勿論、グラインダ等による手作
業を行えば、後者の全周補修のやり方を前者の部分補修
に適用することができるし、逆に、手間さえかければ前
述の如く前者の単独羽根への分離処理法を後者の全周補
修に適用することもできる。
In this way, it is possible to repair only the top portion of the blade 3 without removing it. Of course, if manual work is done using a grinder or the like, the latter method of all-around repair can be applied to the former partial repair, and conversely, if it takes time and effort, the former method of separating into individual blades as described above can be applied. can also be applied to the latter all-around repair.

このような肩すり下げ技法は、局部的な補修あるいは緊
急時の暫定処置としては極めて有効であるが、第20図
の如く、もともと必要な羽根有効長℃1を肩ずり下げ間
Δβだけ取去る訳であるから、羽根としての効率が低下
することは避番プ得ない、l 特に、ロータ羽根車全周に渡って、この技法を適用する
場合にはその影響は無視できなくなり、蒸気タービンの
複数段落に適用される場合には、蒸気タービン性能その
ものを相当に悪くすることになる。例えば火力タービン
の265MW級の中nすり下げを避けること、即ち、テ
ノンの削り落しFILl 2’ を他のなんらかの方法
で補うことが必要であり、例えば、第24図の如く、テ
ノンの肉盛溶接による再成形という手法も部分的には行
なわれている。
This technique of lowering the shoulders is extremely effective for local repairs or temporary measures in emergencies, but as shown in Figure 20, the originally required effective blade length ℃1 is removed by the shoulder lowering interval Δβ. Therefore, it is unavoidable that the efficiency of the blades decreases.In particular, when this technique is applied to the entire circumference of the rotor impeller, the effect cannot be ignored, and the If applied to multiple stages, the performance of the steam turbine itself will be considerably degraded. For example, it is necessary to avoid downgrading of a 265 MW class thermal power turbine, that is, to compensate for Tenon's scraping FIL1 2' by some other method. For example, as shown in Fig. 24, Tenon's overlay welding A method of reshaping is also partially used.

この方法が一般的に行なわれないのは、例え適正な溶接
棒を使用して、適切な溶接と熱処理が施されたとしても
、第24図に示す如く残存テノン0    17と肉盛
部18との間に溶接による熱影響部19とマクロ的な溶
接欠陥(アンダーカットと称する)が溶接開始点20a
と終了点20bに発生しやすいことから、振動成分を含
んだ長期的な高荷重に耐えなければならないテノン12
としては、信頼性が充分でないためである−0 ここで肩すり下げをした羽根を再使用した場合のノズル
との関係位置を第25図に示す。一般に蒸気タービンは
流体性能確保のために、2点鎖線で示すごとく、シュラ
ウド18の下面径r6の方がノズル外輪23′の内径「
7よりも若干大きくなるように設定されており、そのラ
ンプ石を醜で示す。しかしながら前述のラップ@mより
も羽根の肩すり下げ伝Δkが大きい場合(m <Δβ)
には、r 7 <r 6の位置関係が逆転しさらに新し
いシュラウド下面径r8とノズル外輪内径「7との位置
関係がr 、 <r 7となり、ノズル外輪内径r7よ
りnだけシュラウド18が、ノズル23を流れるi速蒸
気流に直接さらされることになる。
The reason why this method is not generally carried out is that even if a proper welding rod is used and proper welding and heat treatment are performed, the remaining tenon 017 and the built-up part 18 will be removed as shown in FIG. During this period, a heat affected zone 19 due to welding and a macroscopic welding defect (referred to as an undercut) occur at the welding start point 20a.
Tenon 12, which must withstand long-term high loads containing vibration components, is likely to occur at the end point 20b.
This is because the reliability is not sufficient.-0 Figure 25 shows the position of the blade in relation to the nozzle when the blade is reused. Generally, in order to ensure fluid performance in a steam turbine, the lower surface diameter r6 of the shroud 18 is smaller than the inner diameter of the nozzle outer ring 23', as shown by the two-dot chain line.
It is set to be slightly larger than 7, and the lamp stone is shown as ugly. However, if the blade shoulder sliding transmission Δk is larger than the above-mentioned wrap @m (m < Δβ)
In this case, the positional relationship r 7 < r 6 is reversed, and the positional relationship between the new shroud lower surface diameter r8 and the nozzle outer ring inner diameter 7 becomes r , < r 7, and the shroud 18 is moved by n from the nozzle outer ring inner diameter r7. It will be directly exposed to the i-speed vapor flow flowing through 23.

このように肩すり下げを行なった羽根を再使用する場合
には、ノズル23も一緒に交換するか、あるいは何らか
の方法で前述のr7をnよりもざらに大きく変化させシ
ュラウド下面径「8よりも小さくしない限り効率の低下
が、必然的に生じることになる。
When reusing blades that have been shoulder-slipped in this way, either replace the nozzle 23 at the same time, or use some method to change r7 roughly larger than n to make the shroud lower surface diameter "8". Unless it is made smaller, a decrease in efficiency will inevitably occur.

この現象は、シュラウド15の上面側を通る漏洩蒸気を
最小に抑制するために設けられているラジアルスピルス
トリップ24を適切な高さのものに交換しても避は得な
い。
This phenomenon cannot be avoided even if the radial spill strip 24, which is provided to minimize leakage steam passing through the upper surface of the shroud 15, is replaced with one of an appropriate height.

そればかりでなく、シュラウド15や新しいテノン16
が前述の高速蒸気流に直接さらされるようになるため、
蒸気中のドレンあるいは固形粒子により侵食されやすく
なることは明らかである。
Not only that, but Shroud 15 and the new Tenon 16
is now directly exposed to the high-velocity steam flow mentioned above.
It is clear that condensate or solid particles in the steam can easily erode it.

以上焼成めロータを一体車軸に交換する場合の羽根の再
使用の方法を1つの例として説明したが、たとえば羽根
頂部(テノン、シュラウド)の損傷を修理する場合でも
前述の方法と同じく、当該羽根の肩すり下げによるテノ
ンの再成形あるいはテノン溶接肉盛による再成形のいず
れかを採用せざるを得ないことはいうまでもない。
The method for reusing blades when replacing a fired rotor with an integral axle has been described above as an example. However, for example, when repairing damage to the top of a blade (tenon, shroud), the same method as described above can be used to reuse the blade. Needless to say, it is necessary to either reshape the Tenon by lowering the shoulder or reshape the Tenon by welding.

[発明の目的] 本発明は従来技術に基づく肩すり下げあるいはテノン溶
接肉盛による補修方法の欠点である、羽根の分解、組立
上の技術の改良を目的としており、既存の羽根の再使用
にあたり、あらかじめ作製された羽根の先端ブロックを
既存羽根の有効部に溶接することにより、作業性の向上
および旧線法が維持できることから性能を損うことがな
く、かつ強度的には、より信頼性の高い羽根を再生でき
る羽根補修方法を提供することを目的としている。
[Purpose of the invention] The present invention aims to improve the disassembly and assembly techniques of blades, which are disadvantages of repair methods based on the prior art, such as shoulder-sliding or Tenon welding. By welding a prefabricated blade tip block to the effective part of the existing blade, workability is improved and the old wire method can be maintained, so performance is not compromised, and in terms of strength, it is more reliable. The purpose of the present invention is to provide a method for repairing blades that can regenerate blades with high levels of corrosion.

[発明の概要1 すなわち本発明は、ロータ円盤上に環状列をなして植え
込まれた複数の羽根の頂部にそれぞれ突出して形成され
るテノンと、このテノンを嵌合穴に挿入し前記複数の羽
根を相互に結合する平板状のシュラウドとを有する羽根
車の補修方法において、前記複数の羽根をシュラウドを
結合した状態で、それぞれ羽根有効部において切り落し
、この後、前記羽根の切り落し部に、切り落された羽根
部分の当初設計形状を有する羽根先端ブロックを溶接す
ることを特徴とする羽根車の補修方法である。
[Summary of the Invention 1 In other words, the present invention provides a tenon that is formed to protrude from the top of a plurality of blades that are implanted in an annular row on a rotor disk, and a tenon that is inserted into a fitting hole to connect the plurality of blades. In a method for repairing an impeller having a flat shroud that interconnects the blades, each of the plurality of blades is cut off at the effective blade part with the shroud connected, and then a cut is made in the cut-off part of the blade. This is an impeller repair method characterized by welding a blade tip block having the originally designed shape of the fallen blade portion.

[発明の実施例] 以下、本発明方法の詳細を図面を用いて説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, details of the method of the present invention will be explained using the drawings.

第2図および第3図は本発明方法の一実施例であるが、
この実施例ではシュラウド15を切断後に羽根1を分解
する方法ではなく、シュラウド15が羽根1にかしめら
れた状態で羽根1の有効部の任意の半径r9で、羽根1
の有効部を適当な機械加工により、切断するもので、第
1図に示すシュラウド15、テノン14と羽根先端有効
部1aを含んだ羽根先端ブロック25として羽根1から
取り外すものである。
2 and 3 are examples of the method of the present invention,
In this embodiment, instead of disassembling the blade 1 after cutting the shroud 15, the shroud 15 is caulked to the blade 1, and the blade 1 is cut at an arbitrary radius r9 of the effective part of the blade 1.
The effective part of the blade is cut by appropriate machining, and removed from the blade 1 as a blade tip block 25 including the shroud 15, tenon 14, and blade tip effective part 1a shown in FIG.

この結果、任意の牛径r、で切断されたロータ円盤2に
組込まれている羽根1は、シュラウド15がなくなり群
としての構成ではなくなるため、単独羽根として扱うこ
とができるようになり、ロータ円盤2の切欠部7から容
易に扱き取ることができる。
As a result, the blades 1 assembled in the rotor disk 2 cut at an arbitrary diameter r, have no shroud 15 and are no longer configured as a group, so they can be treated as individual blades, and the rotor disk It can be easily handled from the notch 7 of No. 2.

第4a図は単独羽根としてロータ円盤から取外した羽根
1を示すもので、任意の半径r9で切断された接合面に
ちょうど合うようにあらかじめ別体で作製された第20
b図に示す羽根先端ブロック1aを当該接合面に合せ溶
接線26に沿ってたとえばEBWによって第26図に示
すように接合する。
Figure 4a shows the blade 1 removed from the rotor disk as a single blade, and the 20th blade was prepared separately in advance to fit exactly the joint surface cut at an arbitrary radius r9.
The blade tip block 1a shown in Figure b is aligned with the joint surface and joined along the welding line 26 by, for example, EBW as shown in Figure 26.

なお、EBWではなく通常の溶接手段を使用する場合に
は、たとえば第7図のごとく前記溶接線26に沿って羽
根先端ブロック1aの接合面に面取りXを行なって溶接
開先としてものを使用すれば良い。また、特に図示しな
いが、この溶接開先は羽根1側に設けても良いことはい
うまでもない。
In addition, when using normal welding means instead of EBW, for example, as shown in FIG. 7, chamfering X is performed on the joint surface of the blade tip block 1a along the welding line 26 and using the material as a welding groove. Good. Further, although not particularly shown in the drawings, it goes without saying that this welding groove may be provided on the blade 1 side.

第8図は他の実施例を示すもので、この実施例は、あら
かじめ別体で作製された羽根先端ブロック1aとシュラ
ウド15がテノン14で圧着された、羽根先端ブロック
25として構成されたものをロータ円盤に組込まれた羽
根1に接合するものである。
FIG. 8 shows another embodiment. In this embodiment, a blade tip block 1a and a shroud 15, which were separately manufactured in advance, are crimped together with a tenon 14 to form a blade tip block 25. It is connected to the blade 1 incorporated in the rotor disk.

すなわち、従来技術では、溶接線26が残存テノン19
の上面、したがって、再成形されたテノン14の内部に
生じるのに対して、本発明方法では第6図および第8図
を見れば明らかなように、溶接線26はすべて羽根有効
部内に生じることになる。また、たとえば第26C図を
見れば明らかなように、溶接開始点22aおよび溶接終
了点22bも羽根有効部に生じることになる。
That is, in the prior art, the weld line 26 is connected to the remaining tenon 19.
6 and 8, the weld line 26 occurs entirely within the vane effective area, as opposed to the upper surface and therefore within the reshaped tenon 14. become. Further, as is clear from, for example, FIG. 26C, a welding start point 22a and a welding end point 22b also occur in the effective blade part.

このように羽根有効部で溶接するとぎには、その自動化
を図るのが容易であり農産による均一な部品を完成させ
るのに極めて好都合である。
Welding at the blade effective portion in this manner is easy to automate, and is extremely convenient for completing uniform parts made of agricultural products.

すなわち本発明方法によれば、溶接線26あるいはそれ
による熱影響部を、高遠心力がかかり応力的に極めて厳
しいテノン部から、断面が大きな応力的に楽な部位に移
すことになり、強度的余裕を大きくとることができるよ
うになる。
In other words, according to the method of the present invention, the weld line 26 or the heat-affected zone caused by it is moved from the tenon part, which is subject to high centrifugal force and is extremely stressed, to a part with a large cross section that is easy to deal with stress, thereby reducing the strength margin. It becomes possible to take a larger value.

また溶接開始点22aあるいは終了点22bに生じやす
いアンダーカットをはじめとする溶接欠陥も、たとえ発
生したとしても応力的に楽な羽根有効部側面に生じるこ
とになるのでグラインダによる手入れ等が極めて容易に
行えるようになる。
In addition, even if welding defects such as undercuts that tend to occur at the welding start point 22a or the welding end point 22b occur, they will occur on the side surface of the effective part of the blade, which is easier in terms of stress, so cleaning with a grinder etc. is extremely easy. Be able to do it.

さらに、従来技術によるテノン肉盛溶接とは異なり、あ
らかじめ作製された羽根先端ブロックを溶接づるわけで
あるから溶接量は少なくなり、したがって溶接による入
熱も少な(することができ、羽根母材に対する入熱によ
る熱的影響も極めて小さくおさえることができることに
なる。また、強度的に最も厳しくなるテノン14の部分
はあらかじめ健全部材から作製されているので、補修溶
接による影響を受けることがなく当初の設計時通りの強
度と信頼性を確保できる。
Furthermore, unlike Tenon overlay welding using conventional technology, the blade tip block prepared in advance is welded, so the amount of welding is small, and therefore the heat input due to welding is also small. Thermal effects due to heat input can also be kept to an extremely small level.Also, since the Tenon 14 part, which is most severe in terms of strength, is made from sound parts in advance, it will not be affected by repair welding and will remain as it was originally. The strength and reliability as designed can be ensured.

なお、第1図において切断された羽根先端ブロック25
は群に構成されたままであるが、もしもこの部分が健全
性を維持しているならば、これをそのまま第8図の羽根
先端ブロック25として使用することもできる。
In addition, the blade tip block 25 cut in FIG.
remains organized in groups, but if this part maintains its integrity, it can be used as is as the blade tip block 25 in FIG. 8.

第9図は上記第4図に示す接合面に、切断した羽根先端
ブロック1よりも大きな直方体27を溶接した実施例を
示すものである。このような方法に対しては、テノン1
4の削り出し等の最初の形状にもどすための羽根加工の
工程が必要になるが、第25b図に示すような羽根先端
ブロック1aを溶接するのに比べて、直方体27の作製
が極めて容易であることに加えて、溶接のための位置決
めに気を使わなくても良いという利点がある。
FIG. 9 shows an embodiment in which a rectangular parallelepiped 27 larger than the cut blade tip block 1 is welded to the joint surface shown in FIG. 4 above. For such methods, Tenon 1
Although a step of processing the blade to return it to its original shape, such as cutting out the blade in step 4, is required, the manufacturing of the rectangular parallelepiped 27 is extremely easy compared to welding the blade tip block 1a as shown in FIG. 25b. An additional advantage is that you do not have to worry about positioning for welding.

また溶接部が機械加工されることから極めて精度の高い
仕上げ形状を作ることができる。なお、この場合には、
もし溶接開先を必要とするならば、図示しないが羽根1
側に設番プるほうが望ましい。
Additionally, since the welds are machined, extremely precise finished shapes can be created. In this case,
If a welding groove is required, the blade 1 (not shown)
It is preferable to put the number on the side.

また、羽根有効部およびテノンの整形加工は、当初の羽
根製作時の手順の途中からそのまま流用できるので、実
施するうえで特に難しい問題はない。
In addition, since the shaping of the blade effective part and Tenon can be carried out directly from the middle of the original blade manufacturing procedure, there are no particular difficulties in carrying out the process.

〔発明の効果1 以上述べたように本発明によれば、羽根の有効部を切断
して既存羽根の一部を再使用するにあたり、溶接間を少
なくすることができるとともに、その位置を改善できる
ので、作業性を大幅に向上でき、また、極めて信頼性の
高い再生羽根を供給することが可能となる。さらにこの
再生羽根は最初の設計寸法とまったく同じにすることが
できるので、タービン性能を低下させることもなく、極
めて優れた羽根補修方法を提供することができる。
[Effect of the invention 1 As described above, according to the present invention, when cutting the effective part of the blade and reusing a part of the existing blade, it is possible to reduce the gap between welds and improve the position. Therefore, work efficiency can be greatly improved, and it is also possible to supply recycled blades with extremely high reliability. Furthermore, since this regenerated blade can be made to have exactly the same dimensions as the original design, it is possible to provide an extremely superior blade repair method without degrading turbine performance.

このことは、蒸気タービンの稼働率の向上と経済性の維
持にも大きく寄与するものである。
This greatly contributes to improving the operating rate of the steam turbine and maintaining economic efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明方法の一実施例におりる羽根有効部での
切断を示す外観図、第2図は第1図の羽根有効部での切
断を示す側面図、第3図は第1図の羽根有効部での切断
を示す縦断面図、第4図〜第7図は単独羽根として羽根
を再生する場合を示す外観図、第8図は羽根先端ブロッ
クを構成させた外観図、第9図は本発明方法の他の実施
例を示す外観図、第10図は焼成めホイールを有する蒸
気タービンロータの縦断面図、第11図は第10図のA
部の詳細を示す断面図、第12図は第11図の■−■線
に沿う横断面図、第13図はタービン羽根車の分解部分
図、第14図は止め羽根の外観図、第15図は羽根の組
立側面図、第16図は第15図のc−cwAに沿う横断
面図、第17図はシュラウドと羽根との接合部を示す拡
大図、第18図はシュラウドの切断を示す平面図、第1
9図はテノンの撤去を示す縦断面図、第20図は羽根の
nすり下げを示す横断面図、第21図はテノンおよびシ
ュラウドの切断を示す縦断面図、第22図はテノンおよ
びシュラウドの切断後を示す図、第23図はテノンおよ
びシュラウドVJi!Fi後を示す図、第24図は従来
のテノン溶接肉盛を示す側面図、第25図は肩すり下げ
後のノズルと羽根およびシュラウドとの関係を示す説明
図である。 1・・・・・・・・・羽根 2・・・・・・・・・〇−タ円盤 7・・・・・・・・・切欠部 14・・・・・・・・・テノン 15・・・・・・・・・シュラウド 19・・・・・・・・・残存テノン 21・・・・・・・・・熱影豐部 22a・・・・・・溶接開始点 22t)・・・・・・溶接終了点 26・・・・・・・・・溶接線 1a・・・・・・・・・羽根先端有効部25・・・・・
・・・・羽根先端ブロック17・・・・・・・・・立方
体ブロック出願人      株式会社 東芝 代理人弁理士   則 近 憲 佑 (ほか1名) 第2図 第3図 第4図    第5図 第6図 第8図 第9図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14図 第15図 第16図 第17図 第18図 第19図 第20図 第21図 第22図 第23図 第24図
FIG. 1 is an external view showing cutting at the effective blade part in an embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is a side view showing cutting at the effective blade part in FIG. Figures 4 to 7 are external views showing the case where the blade is regenerated as a single blade. Figure 8 is an external view of the blade tip block configured. Fig. 9 is an external view showing another embodiment of the method of the present invention, Fig. 10 is a longitudinal sectional view of a steam turbine rotor having a fired wheel, and Fig. 11 is A of Fig. 10.
12 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 11, FIG. 13 is an exploded partial view of the turbine impeller, FIG. 14 is an external view of the stop blade, and FIG. The figure is an assembled side view of the blade, Figure 16 is a cross-sectional view along c-cwA in Figure 15, Figure 17 is an enlarged view showing the joint between the shroud and the blade, and Figure 18 is a cut of the shroud. Plan, 1st
Figure 9 is a longitudinal cross-sectional view showing the removal of the tenon, Figure 20 is a cross-sectional view showing the blade being lowered, Figure 21 is a vertical cross-sectional view showing the cutting of the tenon and shroud, and Figure 22 is a cross-sectional view of the tenon and shroud. The figure after cutting, Figure 23, shows the Tenon and shroud VJi! FIG. 24 is a side view showing the conventional Tenon weld build-up, and FIG. 25 is an explanatory view showing the relationship between the nozzle, the blade, and the shroud after the shoulder has been lowered. 1...Blade 2......〇-ta disc 7...Notch 14...Tenon 15. ......Shroud 19...Remaining tenon 21...Heat shadow part 22a...Welding start point 22t)... ...Welding end point 26...Welding line 1a...Blade tip effective part 25...
...Blade tip block 17...Cubic block Applicant Toshiba Corporation Patent attorney Noriyuki Chika (and one other person) Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6Figure 8Figure 9Figure 10Figure 11Figure 12Figure 13Figure 14Figure 15Figure 16Figure 17Figure 18Figure 19Figure 20Figure 21Figure 22Figure 23 Figure 24

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ロータ円盤上に環状列をなして植え込まれた複数
の羽根の頂部にそれぞれ突出して形成されるテノンと、
このテノンを嵌合穴に挿入し前記複数の羽根を相互に結
合する平板状のシュラウドとを有する羽根車の補修方法
において、前記複数の羽根をシュラウドを結合した状態
で、それぞれ羽根有効部において切り落し、この後、前
記羽根の切り落し部に、切り落された羽根部分の当初設
計形状を有する羽根先端ブロックを溶接することを特徴
とする羽根車の補修方法。
(1) Tenons formed to protrude from the tops of a plurality of blades implanted in an annular row on the rotor disk;
In this method of repairing an impeller having a flat shroud which inserts the tenon into a fitting hole and connects the plurality of blades to each other, each of the plurality of blades is cut off at the effective part of the blade with the shroud connected. . A method for repairing an impeller, comprising: thereafter welding a blade tip block having an originally designed shape of the cut-off blade portion to the cut-off portion of the blade.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01290714A (en) * 1988-03-24 1989-11-22 General Motors Corp <Gm> Die upset production process for producing major rolume portion of magnetically ordered rare earth-iron-boron material

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH0689433B2 (en) * 1988-03-24 1994-11-09 ゼネラル モーターズ コーポレーション Die upset manufacturing process producing high volume of RE-Fe-B type magnetically aligned material

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