BR102015000100A2

BR102015000100A2 - método para fabricar um rotor tipo francis para uma máquina hidráulica, e rotor fabricado usando um método como este

Info

Publication number: BR102015000100A2
Application number: BR102015000100A
Authority: BR
Inventors: Eric Barthelet; Georges Auguste Rossi; Guillaume Rudelle; Louis Mathieu; Stéphane Meyniel
Original assignee: Alstom Renewable Technologies
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2015-01-05
Publication date: 2016-06-07
Also published as: FR3016134A1; KR20150083035A; RU2014152255A; IN2015DE00053A; CN104763574A; RU2014152255A3; US20150192101A1; FR3016134B1; CA2876777A1; JP2015129515A; EP2894327A1

Abstract

método para fabricar um rotor tipo francis para uma máquina hidráulica, e rotor fabricado usando um método como este. este método refere-se à fabricação de um rotor tipo francis (1) para uma máquina hidráulica que compreende: - uma banda de rotor (6) incluindo pelo menos dois elementos definindo parcialmente a banda de rotor (6), - uma coroa de rotor (4) incluindo pelo menos dois elementos definindo parcialmente a coroa de rotor (4), e - uma pluralidade de pás (2) se estendendo entre a coroa de rotor e a banda de rotor, cada uma das pás (2) estando encaixada entre dois elementos da banda de rotor (6) e entre dois elementos da coroa de rotor (4). o método compreende etapas que são sucessivas e em que: - a) as pás (2), os elementos da banda de rotor (6) e os elementos da coroa de rotor (4) são fabricados separadamente, então - b) todos os elementos da banda de rotor (6) são soldados às pás (2) usando um método de soldagem por feixe de elétrons, então - c) todos os elementos da coroa de rotor (4) são soldados às pás (2) usando um método de soldagem por feixe de elétrons.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA FABRICAR UM ROTOR TIPO FRANCIS PARA UMA MÁQUINA HIDRÁULICA, E ROTOR FABRICADO USANDO UM MÉTODO COMO ESTE".

[001] A presente invenção diz respeito a um método para fabricar um rotor tipo Francis para uma máquina hidráulica, e a um rotor fabricado por meio de um método como este.

[002] Dentro do significado da presente invenção, uma máquina hidráulica pode ser uma turbina, uma bomba, ou uma bomba-turbina usada, por exemplo, em uma estação de energia hidroelétrica.

[003] A invenção diz respeito em particular a um rotor tipo Francis para uma máquina hidráulica através da qual é pretendido passar um fluxo forçado de água. Um fluxo como este tem o efeito de acionar a rotação do rotor, quando a máquina é uma turbina. Um fluxo como este é o resultado desta rotação, quando a máquina está em modo de bomba.

[004] No contexto de uma máquina hidráulica, é prática conhecida usar rotores tipo Francis que têm uma banda de rotor, uma coroa de rotor e pás se estendendo entre a banda de rotor e a coroa de rotor.

[005] Um rotor pode ser uma peça única, usualmente fundida ou soldada mecanicamente. Como tal um rotor tem dimensões totais imponentes, cujo custo de produzir o mesmo não é insignificante. Além disso, a fabricação de um rotor como este, por um lado, exige conhecimento incomum de modo crescente e, por outro lado, apresenta problemas de saúde e de segurança por causa da necessidade de um operador entrar nos canais do rotor a fim de executar de forma especial as operações de soldagem e de esmerilhamento.

[006] A FR-A-2 935 761 revela um método de fabricar um rotor para uma turbina Francis, cuja coroa de rotor e a banda de rotor são formadas de diversos elementos dispostos entre duas pás consecutivas. As pás são assim colocadas entre dois elementos de coroa de rotor e de banda de rotor consecutivos e as bordas das pás ficam niveladas com a superfície externa dos elementos de coroa de rotor e de banda de rotor. Assim, um método de soldagem por feixe de elétrons pode ser usado para montar as pás com os elementos de coroa de rotor e de banda de rotor. Outros métodos de soldagem podem ser usados em combinação com a soldagem por feixe de elétrons.

[007] É um objetivo da presente invenção propor um método de fabricação aperfeiçoado capaz de garantir um nível satisfatório de qualidade do rotor e cuja fabricação pode ser industrializada com facilidade.

[008] Para esta finalidade, uma matéria da invenção é um método de fabricar um rotor tipo Francis para uma máquina hidráulica, compreendendo: [009] - uma banda de rotor com simetria de rotação em volta de um eixo geométrico central do rotor, a banda de rotor incluindo pelo menos dois elementos definindo parcialmente a banda de rotor, [0010] - uma coroa de rotor com simetria de rotação em volta do eixo geométrico central, a coroa de rotor incluindo pelo menos dois elementos definindo parcialmente a coroa de rotor, e [0011] - uma pluralidade de pás se estendendo entre a coroa de rotor e a banda de rotor, cada uma das pás sendo encaixada entre dois elementos da banda de rotor e entre dois elementos da coroa de rotor.

[0012] O método compreende as etapas que são sucessivas e em que: [0013] - a) as pás, os elementos da banda de rotor e os elementos da coroa de rotor são fabricados separadamente, então [0014] - b) todos os elementos da banda de rotor são soldados às pás usando um método de soldagem por feixe de elétrons, então [0015] - c) todos os elementos da coroa de rotor são soldados às pás usando um método de soldagem por feixe de elétrons.

[0016] Por causa do método para fabricar o rotor de acordo com a invenção, os problemas associados com qualidade, prazos de execução e custo de produção são todos eliminados.

[0017] De acordo com outros recursos vantajosos do rotor de a-cordo com a invenção, considerado em isolamento ou em quaisquer combinações admissíveis tecnicamente: [0018] - as pás ficam niveladas com as superfícies externas da banda de rotor e da coroa de rotor.

[0019] - durante a etapa b) e/ou durante a etapa c) o feixe de elétrons é aplicado no lado de fora do rotor.

[0020] - durante a etapa b) um método de soldagem com a adição de material de enchimento, particularmente do tipo TIG ou MIG, também é usado para soldar os elementos da banda de rotor às pás.

[0021] - durante a etapa c) um método de soldagem com a adição de material de enchimento também é usado para soldar os elementos da coroa de rotor às pás.

[0022] - durante a etapa b) e/ou durante a etapa c) a soldagem com a adição de material de enchimento precede a soldagem por feixe de elétrons.

[0023] - uma primeira junção soldada resultando da soldagem com a adição de material de enchimento fica situada no lado de dentro do rotor enquanto que uma segunda junção soldada resultando da soldagem por feixe de elétrons fica situada no lado de fora do rotor.

[0024] - as soldas envolvendo uma adição de material de enchimento e as soldas por feixes de elétrons penetram mutuamente.

[0025] - as soldas por feixes de elétrons são soldas de penetração de junta total.

[0026] A invenção também diz respeito a um rotor de turbina Fran-cis para uma máquina hidráulica que é fabricada usando um método como este.

[0027] A invenção será mais bem entendida a partir da leitura da descrição a seguir de um rotor de turbina tipo Francis e do método de fabricar o mesmo, cuja descrição é dada unicamente a título de exemplo não limitativo e feita com referência para os desenhos anexos, nos quais: [0028] - a figura 1 é uma seção axial através de um rotor de acordo com a presente invenção;

[0029] - a figura 2 é uma vista do rotor da figura 1 por baixo;

[0030] - as figuras 3 a 8 são seções parciais ampliadas do rotor das figuras 1 e 2 na linha lll-lll na figura 2 e enquanto o rotor está no processo de ser fabricado.

[0031] As figuras 1 e 2 representam um rotor de turbina tipo Francis 1 que gira em volta de um eixo geométrico vertical X-X que é um eixo geométrico central do rotor 1. Um fluxo E proveniente de um tubo, não representado, é pretendido para passar pelo rotor 1 na direção de um tubo de saída, não representado. O rotor 1 compreende as pás 2 que se estendem entre uma coroa de rotor 4 e uma banda de rotor 6. Estes dois corpos 4 e 6 têm simetria de rotação em volta do eixo geométrico X-X. As pás 2 são distribuídas uniformemente em volta do eixo geométrico X-X.

[0032] O rotor 1 compreende uma placa 8 para acoplar o rotor 1 a um eixo, não representado, da turbina. A placa 8 pode ser feita de chapa de metal ou como uma peça fundida. A placa 8 pode então ser soldada aos outros elementos que constituem o rotor. Os outros elementos do rotor 1 são feitos de chapa de metal ou de metal forjado ou como peças fundidas.

[0033] As pás 2 são presas à coroa de rotor 4 e à banda de rotor 6 e são curvadas. Cada uma das pás 2 define uma borda dianteira 21, voltada para o lado de fora do rotor 1 em uma direção radial do rotor 1, e uma borda posterior 22 voltada para o eixo geométrico X-X.

[0034] Nesta descrição, os termos "superior" e "inferior" são definidos com relação à orientação do eixo geométrico X-X na figura 1, em que a coroa de rotor 4 fica situada no topo e a banda de rotor 6 na parte inferior. Esta orientação corresponde à orientação que o rotor 1 tem em serviço.

[0035] O termos "interno" e "externo" são definidos com relação aos canais C, cada um delimitado entre duas pás 2, a coroa de rotor 4 e a banda de rotor 6. Assim, um elemento interno está voltado para o lado de dentro de um canal C, isto é, voltado para o volume vazio através do qual o fluxo E passa, enquanto que um elemento externo está voltado para o lado de fora de um canal C.

[0036] Cada pá 2 compreende as duas faces laterais curvadas 25 e 26, uma delas, a 25, sendo côncava e a outra, a 26, sendo convexa. As faces laterais 25 e 26 se estendem no sentido de comprimento entre a borda dianteira 21 e a borda posterior 22 e cada uma delimita um lado de um canal C. As faces laterais 25 e 26 são unidas conjuntamente por uma face superior 27 e por uma face inferior 28 voltadas para o lado de fora do rotor 1, respectivamente para cima e para baixo.

[0037] Tal como representado mais especificamente na figura 2, a banda de rotor 6 compreende, neste exemplo, os nove elementos distintos 61 a 69 que definem parcialmente a banda de rotor 6, cada um dos quais é separado de cada elemento adjacente por uma pá 2. Mais especificamente, cada elemento 61 a 69 é separado dos dois elementos adjacentes pelas bordas inferiores e internas 24.1 e 24.2 de duas pás 2 consecutivas. As bordas 24.1 e 24.2 formam respectivamente parte das faces laterais 25 e 26 de uma pá 2 e são contíguas à face inferior 28 da pá 2.

[0038] Em outras palavras, a banda de rotor 6 é constituída dos nove elementos 61 a 69, cada um disposto entre as bordas inferiores e internas 24.1 e 24.2 de pás 2 consecutivas. As bordas 24.1 e 24.2 das pás 2 são por si mesmas encaixadas entre os elementos 61 a 69 que formam a banda de rotor 6.

[0039] Em um modo similar à banda de rotor 6, a coroa de rotor 4 compreende os nove elementos distintos 41 a 49 que definem parcialmente a coroa de rotor 4, cada um dos quais é separado de cada elemento adjacente por uma pá 2. Mais especificamente, cada elemento 41 a 49 é separado dos dois elementos adjacentes pelas bordas superiores e internas 23.1 e 23.2 de duas pás 2 consecutivas. As bordas 23.1 e 23.2 respectivamente formam parte das faces laterais 25 e 26 de uma pá 2 e são contíguas à face superior 27 da pá 2.

[0040] Em outras palavras, a coroa de rotor 4 é constituída dos nove elementos 41 a 49, cada um disposto entre as bordas superiores e internas 23.1 e 23.2 de duas pás 2 consecutivas. As bordas 23.1 e 23.2 das pás 2 são por si mesmas encaixadas entre os elementos 41 a 49 que formam a coroa de rotor 4.

[0041] A face superior 27 de cada uma das pás 2 fica nivelada com a superfície externa da coroa de rotor 4, cuja superfície é formada pelas respectivas superfícies superiores 40 dos elementos 41 a 49. Igualmente, a face inferior 28 de cada uma das pás 2 fica nivelada com a superfície externa da banda de rotor 6, cuja superfície é formada pelas respectivas superfícies externas 60 dos elementos 61 a 69.

[0042] O método de montagem do rotor 1 compreende uma etapa preliminar a), não representada nas figuras, em que as pás 2, os elementos de coroa de rotor 41 a 49 e os elementos de banda de rotor 61 a 69 são fabricados separadamente. Na etapa preliminar, estes elementos são então montados com uma vista para soldagem, por exemplo, usando uma ferramenta capaz de reter estes elementos e pres- sioná-los firmemente de forma conjunta.

[0043] Em uma primeira etapa de soldagem b) subsequente à etapa preliminar e representada nas figuras 3 a 5, todos os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 são soldados às pás 2 usando um método de soldagem por feixe de elétrons que pode ser combinado com outros métodos de soldagem.

[0044] Em uma segunda etapa de soldagem c) subsequente à primeira etapa de soldagem b) e representada nas figuras 6 a 8, todos os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 são soldados às pás 2 usando um método de soldagem por feixe de elétrons que pode ser combinado com outros métodos de soldagem.

[0045] Em uma etapa de montagem d) subsequente à segunda etapa de soldagem c), os últimos elementos que constituem o rotor 1, isto é, a placa de acoplamento 8 e o cone de rotor e vedações, os quais não estão representados, são montados.

[0046] As etapas a) a d) são sucessivas, isto é, acontecem em uma ordem da etapa a) para a etapa d). Além do mais, as etapas são consecutivas, em outras palavras, quando uma etapa está em andamento a próxima etapa não começa até que a etapa em andamento tenha sido completada.

[0047] Em uma primeira subetapa a1) da etapa preliminar a) as pás 2, os elementos de coroa de rotor 41 a 49 e os elementos de banda de rotor 61 a 69 e a placa de acoplamento 8, as vedações para o rotor 1 e o cone de rotor são fabricados, por exemplo, ao cortar e conformar a chapa de metal, por meio de forjaria ou por fundição.

[0048] Os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 são dimensionados para compensar a contração causada pela soldagem subsequente dos elementos 61 a 69 às outras partes do rotor 1.

[0049] Em uma segunda subetapa a2) da etapa preliminar a), os chanfros 401 e 601 são produzidos em dois cantos de bordas de cada elemento 41 a 49 da coroa de rotor 4 e de cada elemento 61 a 69 da banda de rotor 6, estes cantos de bordas sendo pretendidos ser posicionados junto às bordas 23.1, 23.2, 24.1 e 24.2 das pás 2 e no lado de dentro dos canais C. Os chanfros 401 e 601 conectam uma superfície interna 403, 404, 603 ou 604 de cada elemento 41 a 49 e 61 a 69 a uma face 402 ou 602 deste elemento, cuja face é pretendida ser soldada a uma borda 23.1, 23.2, 24.1 ou 24.2 de uma pá 2.

[0050] As superfícies internas 403, 404, 603 e 604 estão voltadas para o lado de dentro dos canais C e ficam no lado oposto ao das superfícies externas 40 ou 60.

[0051] Em uma terceira subetapa a3) da etapa preliminar a) as juntas soldadas J, isto é, as faces 23.1, 23.2, 24.1 e 24.2 das pás 2 e as faces 402 e 602 dos elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 e dos elementos 61 a 69 da banda de rotor 6, cujos elementos são pretendidos ser montados usando uma junção soldada, são submetidos à inspeção por penetração de tinta a fim de detectar quaisquer potenciais descontinuidades que possam existir no material.

[0052] Em uma quarta subetapa a4) da etapa preliminar a), os e-lementos 41 a 49 da coroa de rotor 4, os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 e as pás 2 são montados usando dispositivos removíveis tais como bossas e pinos de acoplamento, todos montados em um e-quipamento que permite que os elementos sejam posicionados uns em relação aos outros a fim de obter a geometria do rotor 1.

[0053] Em uma quinta subetapa opcional a5) da etapa preliminar a), calços, não representados nas figuras, são encaixados nas juntas de soldagem J, entre os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 e as pás 2 e entre os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 e as pás 2, a fim de compensar qualquer potencial falta de material. De preferência, os calços são feitos de fitas constituídas de uma liga de metal do mesmo grau dos elementos que devem ser soldados.

[0054] A falta de material também pode ser compensada durante a soldagem ao fornecer material na forma de fio de material de enchimento.

[0055] Em uma sexta subetapa a6) da etapa preliminar a), peças espaçadoras, não representadas nas figuras, são colocadas entre as pás 2, perto da coroa de rotor 4, para reter as pás 2 na posição.

[0056] Em uma sétima subetapa a7) da etapa preliminar a) braçadeiras são encaixadas nas pás 2, junto à face superior 27, a fim de retê-las na posição durante as etapas subsequentes na fabricação.

[0057] Em uma oitava subetapa a8) da etapa preliminar, os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 são desmontados.

[0058] Em uma nona subetapa a9) da etapa preliminar a) os canais C do rotor 1 são submetidos a uma verificação dimensional, por exemplo, usando um rastreador a laser, um modelo ou uma varredura 3D.

[0059] No final da etapa preliminar a), a montagem formada pelas pás 2 e pelos elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 está pronta para ser soldada conjuntamente.

[0060] As subetapas a1) a a8) são sucessivas, isto é, são executadas em ordem a partir da subetapa a1) para a subetapa a8). Além do mais, as subetapas são consecutivas ou, em outras palavras, quando uma subetapa está em andamento a próxima subetapa não começa até que a subetapa em andamento tenha sido completada.

[0061] A primeira etapa de soldagem b) compreende uma primeira subetapa b1) visível na figura 3, na qual um método de soldagem convencional envolvendo a adição de material, por exemplo, do tipo TIG ou MIG (métodos 131, 132, 133 e 141 de acordo com a classificação numérica internacional da ISO 4063) é usado para soldar os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 às pás 2. Uma primeira junção soldada 3 é assim produzida entre as pás 2 e os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6. As primeiras junções soldadas 3 são posicionadas junto aos chanfros 601 dos elementos 61 a 69 e junto às bordas inferiores e internas 24.1 e 24.2 das pás 2.

[0062] Em uma segunda subetapa b2) da primeira etapa de solda-gem b) os raios de filete onde as pás 2 e os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 são unidos conjuntamente são polidos. Em outras palavras, algum material é removido das superfícies livres das primeiras junções soldadas 3 a fim de dar a estas superfícies uma forma arredondada.

[0063] Após este polimento, estas junções soldadas 3 serão submetidas a teste não destrutivo.

[0064] Em uma terceira subetapa b3) da primeira etapa de solda-gem b), as pás 2 são montadas com os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 usando soldagem por feixe de elétrons. Tal como representado na figura 4, o feixe de elétrons F é aplicado ao lado de fora da banda de rotor 6, isto é, ao mesmo lado das superfícies externas 60 dos elementos 61 a 69 da banda de rotor 6, ou em outras palavras ao lado de fora dos canais C, eliminando assim as restrições associadas à acessibilidade das juntas de soldagem J.

[0065] O feixe de elétrons F causa fusão de superfície do material do qual os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 e as pás 2 são feitos, de tal maneira que quando resfria o material fundido solidifica para formar uma segunda junção soldada 5 que une estes elementos conjuntamente de forma firme, tal como mostrado na figura 4.

[0066] A segunda junção soldada 5 fica costa com costa com a primeira junção soldada 3. A primeira junção soldada 3 fica situada no lado de dentro dos canais C, enquanto que a segunda junção soldada 5 fica situada no lado de fora. Estas junções soldadas 3 e 5 penetram mutuamente ou, em outras palavras, a extremidade superior da segunda junção soldada 5 termina dentro do material da primeira junção soldada 3. Em outras palavras, durante a terceira subetapa b3), o feixe de elétrons F faz com que material que constitui a primeira junta soldada 3 seja fundido.

[0067] Em uma quarta subetapa b4) da primeira etapa de solda-gem b) as junções soldadas 3 e 5 são acabadas por meio de esmeri-Ihamento.

[0068] Em uma quinta subetapa b5) da primeira etapa de solda-gem b) as junções soldadas 3 e 5 são submetidas a teste não destrutivo, particularmente usando ultrassom. Inspeção por penetração de tinta é executada.

[0069] Em uma sexta subetapa b6) da primeira etapa de soldagem b) um tratamento térmico em um forno é executado na montagem formada pelas pás 2 e pelos elementos 61 a 69 da banda de rotor 6. Em uma sétima subetapa b7) da primeira etapa de soldagem b) as junções soldadas 3 e 5 são submetidas a teste não destrutivo adicional, particularmente usando ultrassom e inspeção por penetração de tinta.

[0070] Na conclusão da primeira etapa de soldagem b), a montagem das pás 2 com todos os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 está completa.

[0071] As subetapas b1) a b7) são sucessivas, isto é, são executadas em ordem a partir da subetapa b1) para a subetapa b7). Além do mais, as subetapas são consecutivas ou, em outras palavras, quando uma subetapa está em andamento a próxima subetapa não começa até que a subetapa em andamento esteja completa.

[0072] A segunda etapa de soldagem c) compreende uma primeira subetapa c1) em que os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 são retornados para suas posições, então as peças espaçadoras e as braçadeiras encaixadas anteriormente a fim de reter as pás 2 no lugar são removidas. Em uma segunda subetapa c2) da segunda etapa de soldagem c), uma verificação dimensional é executada no canal do rotor 1, por exemplo, usando um rastreador a laser, um modelo ou uma varredura 3D.

[0073] Em uma terceira subetapa c3) da segunda etapa de solda-gem c) as juntas de soldagem J, isto é, as superfícies 23.1 e 23.2 das pás 2 são polidas.

[0074] Em uma quarta subetapa c4) da segunda etapa de soldagem c) as juntas de soldagem J são submetidas à inspeção por penetração de tinta.

[0075] Em uma quinta subetapa c5) da segunda etapa de soldagem c) os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 são posicionados em cada lado das pás 2. Se for necessário, calços são colocados entre as pás 2 e os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4.

[0076] Em uma sexta subetapa c6) da segunda etapa de soldagem c) os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 e as pás 2 são fixados mecanicamente em um modo removível, por exemplo, usando bossas e pinos de acoplamento, tudo montado em um equipamento que permite que os elementos sejam posicionados uns em relação aos outros a fim de obter a geometria do rotor.

[0077] Em uma sétima subetapa c7) da segunda etapa de soldagem c) um método de soldagem convencional com a adição de material de enchimento do tipo TIG ou MIG é usado para soldar os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 às pás 2. Uma terceira junção soldada 7 é assim produzida entre as bordas superiores e internas 23.1 e 23.2 das pás 2 e os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4. As junções soldadas 7 são dispostas junto aos chanfros 401 dos elementos 41 a 49.

[0078] Em uma oitava subetapa c8) da segunda etapa de soldagem c) a montagem de pás 2 com os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 é soldada por feixe de elétrons. Tal como representado na figura 7, o feixe de elétrons F é aplicado ao lado de fora da coroa de rotor 7, isto é, ao mesmo lado das superfícies externas 40 dos elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 ou, em outras palavras, no lado de fora dos canais C. Uma quarta junção soldada 9 é assim formada.

[0079] A junção soldada 7 fica costa com costa com a junção soldada 9. Estas junções soldadas 7 e 9 penetram mutuamente.

[0080] Em uma nona subetapa c9) da segunda etapa de soldagem c), tal como representado na figura 8, as junções soldadas 7 e 9 são acabadas e os raios de filetes onde as pás 2 e os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 se encontram são polidos.

[0081] Em uma décima subetapa c10) da segunda etapa de soldagem c) as junções soldadas 7 e 9 são submetidas a teste não destrutivo, particularmente usando ultrassom, e as junções soldadas 7 e 9 são submetidas à inspeção por penetração de tinta.

[0082] Em uma décima primeira subetapa c11) da segunda etapa de soldagem c) um tratamento térmico é executado em um forno na montagem formada pelas pás 2, pelos elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 e pelos elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4.

[0083] Em uma décima segunda subetapa c12) da segunda etapa de soldagem c) as junções soldadas 7 e 9 são submetidas a teste não destrutivo adicional, particularmente usando ultrassom e inspeção por penetração de tinta.

[0084] Na conclusão da segunda etapa de soldagem c), montagem das pás 2 com todos os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 e com os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6 está completa.

[0085] As subetapas c1) a c12) são sucessivas, isto é, acontecem em ordem a partir da subetapa c1) para a subetapa c12). Além do mais, as subetapas são consecutivas ou, em outras palavras, quando uma subetapa está em andamento a próxima subetapa não começa até que a subetapa em andamento esteja completa.

[0086] A etapa de montagem d) compreende uma primeira subetapa d 1) na qual uma verificação dimensional é executada na monta- gem formada pelas pás 2, pelos elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 e pelos elementos 61 a 69 da banda de rotor 6.

[0087] Em uma segunda subetapa d2) da etapa de montagem d), as localizações da vedação superior, da vedação inferior, da placa de acoplamento 8 e do cone de rotor são usinadas.

[0088] Em uma terceira subetapa d3) da etapa de montagem d) as vedações, a placa de acoplamento 8 e o cone de rotor são montados com a montagem formada pelas pás 2, pela coroa de rotor 4 e pela banda de rotor 6, por exemplo, usando um método de soldagem por feixe de elétrons ou algum outro método de soldagem convencional.

[0089] Em uma quarta subetapa d4) da etapa de montagem d) estas soldas são submetidas a teste não destrutivo, particularmente u-sando ultrassom, e as junções soldadas obtidas são submetidas à inspeção por penetração de tinta.

[0090] Em uma quinta subetapa d5) da etapa de montagem d), a montagem formada pelas pás 2, pela coroa de rotor 4, pela banda de rotor 6, pelas vedações, pela placa de acoplamento 8 e pelo cone de rotor é tratada termicamente em um forno.

[0091] Em uma sexta subetapa d6) da etapa de montagem d) as dimensões desta montagem são mais uma vez verificadas de forma não destrutiva, particularmente por meio de ultrassom.

[0092] Na conclusão da etapa de montagem d), a fabricação do rotor 1 está completa.

[0093] As subetapas d1) a d6) são sucessivas, isto é, acontecem em ordem a partir da subetapa d1) para a subetapa d6). Além do mais, as subetapas são consecutivas ou, em outras palavras, quando uma subetapa está em andamento a próxima subetapa não começa até que a subetapa em andamento esteja completa.

[0094] De acordo com o método da invenção e de modo muito diferente ao dos métodos de fabricação conhecidos, as pás 2 são mon- tadas com os elementos de banda de rotor 61 a 69 primeiro e então com os elementos de coroa de rotor 41 a 49, tornando qualidade de fabricação mais confiável. Isto é por causa de a banda de rotor 6 de uma maneira geral ser mais inclinada que a coroa de rotor 4, tornando a banda de rotor 6 difícil de acessar. Ao soldar as pás 2 aos elementos de banda de rotor 61 a 69 antes de qualquer coisa, o operador montando o rotor 1 tem acesso mais fácil ao lado de dentro do rotor 1.

[0095] Além disso, as maiores tensões mecânicas ficam localizadas na banda de rotor 6. Ao soldar as pás 2 à banda de rotor 6 primeiro, a qualidade das soldas entre as pás 2 e a banda de rotor 6 é resguardada.

[0096] Em uma forma alternativa da invenção, é feito uso de somente um método de soldagem por feixe de elétrons F para montar as pás 2 com os elementos 41 a 49 da coroa de rotor 4 e com os elementos 61 a 69 da banda de rotor 6. Nesse caso, as soldas são soldas de penetração de junta total, isto é, as junções soldadas 5 e 9 atravessam direto para o outro lado das juntas de soldagem J.

[0097] No contexto da invenção, o número dos elementos 41 a 49 e 61 a 69 dos quais a coroa de rotor 4 e a banda de rotor 6 são feitas pode variar, o rotor 1 compreendendo pelo menos dois elementos de coroa de rotor 4 e dois elementos de banda de rotor 6.

[0098] A invenção foi descrita no caso de um rotor de turbina 1, mas o rotor 1 também pode ser usado para uma bomba ou mesmo para uma bomba-turbina. No caso de um rotor para uma bomba ou para uma bomba-turbina, a direção de fluxo E é a oposta em modo de bomba.

[0099] Além disso, no contexto da invenção, as formas alternativas descritas podem ser combinadas umas com as outras.

Claims

1. Método de fabricar um rotor tipo Francis (1) para uma máquina hidráulica, compreendendo: - uma banda de rotor (6) com simetria de rotação em volta de um eixo geométrico central (X-X) do rotor, a banda de rotor (6) incluindo pelo menos dois elementos (61-69) definindo parcialmente a banda de rotor (6), - uma coroa de rotor (4) com simetria de rotação em volta do eixo geométrico central (X-X), a coroa de rotor (4) incluindo pelo menos dois elementos (41-49) definindo parcialmente a coroa de rotor (4),e - uma pluralidade de pás (2) se estendendo entre a coroa de rotor e a banda de rotor, cada uma das pás (2) estando encaixada entre dois elementos (61-69) da banda de rotor (6) e entre dois elementos (41-49) da coroa de rotor (4), o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas que são sucessivas e em que: - a) as pás (2), os elementos (61-69) da banda de rotor (6) e os elementos (41-49) da coroa de rotor (4) são fabricados separadamente, então - b) todos os elementos (61-69) da banda de rotor (6) são soldados às pás (2) usando um método de soldagem por feixe de elétrons (F), então - c) todos os elementos (41-49) da coroa de rotor (4) são soldados às pás (2) usando um método de soldagem por feixe de elétrons (F).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as pás (2) ficam niveladas com as superfícies externas (40, 60) da banda de rotor (6) e da coroa de rotor (4).

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri- zado pelo fato de que durante a etapa b) e/ou durante a etapa c) o feixe de elétrons (F) é aplicado no lado de fora do rotor (1).

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que durante a etapa b) um método de soldagem com a adição de material de enchimento, particularmente do tipo TIG ou MIG, também é usado para soldar os elementos (61-69) da banda de rotor (6) às pás (2).

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que durante a etapa c) um método de soldagem com a adição de material de enchimento também é usado para soldar os elementos (41-49) da coroa de rotor (4) às pás (2).

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 e 5, caracterizado pelo fato de que durante a etapa b) e/ou durante a etapa c) a soldagem com a adição de material de enchimento precede a soldagem por feixe de elétrons.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que uma primeira junção soldada (3, 7) resultando da soldagem com a adição de material de enchimento fica situada no lado de dentro do rotor (1) enquanto que uma segunda junção soldada (5, 9) resultando da soldagem por feixe de elétrons (F) fica situada no lado de fora do rotor (1).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que as soldas envolvendo uma adição de material de enchimento e as soldas por feixes de elétrons penetram mutuamente.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as soldas por feixes de elétrons são soldas de penetração de junta total.

10. Rotor de turbina Francis (1) para uma máquina hidráuli- ca, caracterizado pelo fato de que é fabricado usando um método como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.