CN102601571A - 过渡段的损伤修补方法以及过渡段 - Google Patents

过渡段的损伤修补方法以及过渡段 Download PDF

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Abstract

一种过渡段的损伤修补方法以及过渡段。在实施方式的过渡段的损伤修补方法中，具备：除去具有损伤的过渡段(10)的内筒(20)的外表面(20b)的氧化覆膜的氧化覆膜除去工序；在氧化覆膜被除去后的内筒(20)的外表面(20b)以覆盖损伤的方式配置钎焊修补材料(80)的修补材料配置工序；以及对内筒(20)进行扩散热处理，从而对形成于外表面(20b)的损伤进行修补的扩散钎焊工序。还具备：对外表面(20b)被修补后的内筒(20)在高压下进行热处理的加压热处理工序；将从外表面(20b)突出的钎焊修补材料(80)削掉的表面修整工序；以及对内筒(20)在非加压下进行固溶热处理以及时效热处理的非加压热处理工序。

Description

过渡段的损伤修补方法以及过渡段
本申请是基于2011年1月24日提出申请的日本专利申请No.2011-011858而提出的，并要求该专利申请的优先权，该优先权文件的所有内容都通过援引而包含于本发明。
技术领域
本发明涉及燃气轮机的过渡段(transition piece)的损伤修补方法、以及利用该损伤修补方法修补后的过渡段。
背景技术
在燃气轮机发电厂中，将通过与燃气轮机同轴设置的压缩机的驱动而被压缩后的压缩空气、以及燃料导入燃烧器，并使它们在燃烧器衬套(liner)的燃烧室内燃烧。通过燃烧产生的高温的燃烧气体经过过渡段被导入由静叶和动叶构成的气轮机部，并膨胀而驱动动叶旋转。在燃气轮机发电厂中，利用通过该旋转驱动而产生的动能驱动发动机等旋转而进行发电。
以往的过渡段具有由内筒和设置在该内筒的外周的外筒构成的双重管构造。内筒的一端连结于圆筒形状的燃烧器衬套，内筒的另一端连结于气轮机初级的静叶。因此，内筒内的燃烧气体流动的、与燃烧气体的流动方向垂直的截面的形状从圆形变形成扇形。外筒也构成为与内筒的形状对应的形状。
对于内筒，由于高温的燃烧气体通过该内筒的内部，因此该内筒由Ni基耐热合金构成，且还具有冷却构造。在典型的1300℃级别的燃气轮机的过渡段的外筒上，遍及整面形成有用于将从压缩机排出的空气的一部分作为冷却空气朝内筒的外侧面喷出而使之与内筒的外侧面碰撞的多个冲击冷却孔。
这样，以往的过渡段的内筒由Ni基耐热合金构成，且由冷却空气冷却。然而，由于燃气轮机的运转中的基材的局部高温化，会导致在内筒产生因氧化等造成的减薄、因热疲劳造成的龟裂、因蠕变损伤造成的蠕变孔洞(creep void)或龟裂等损伤。
这些损伤在定期检修时通过焊接等进行修补，修补后的过渡段继续使用。然而，随着继续运用时间变长，存在损伤的范围扩展的倾向。会遍及广范围地形成伴随材料劣化而产生的蠕变孔洞，例如在基材的内部也稀落可见。
当在广范围进行修补的情况下，在焊接修补中，局部的热量输入量变大。因此，薄壁构造的过渡段的内筒会产生变形，无法进行修补，有时会废弃处理。并且，对于基材的蠕变孔洞，发生范围无法确定，由于在残存有蠕变孔洞的状态下进行运用，因此导致破坏的风险高。
因高温氧化而造成的减薄是与运用时间成比例地进展的。进而，当低于容许壁厚时，存在导致破坏的可能性。对于减薄，能够通过在减薄部进行焊接而进行加厚，但因焊接部位的范围广，因此会产生变形。
为了避免上述的焊接修补中的变形等问题，也对利用扩散钎焊进行的修补进行了研究。
在上述的以往的利用扩散钎焊进行的修补中，与焊接修补相比较，能够避免基材的变形等问题，但难以应用于例如减薄、蠕变孔洞等广范围的修理。
发明内容
本发明鉴于上述状况，提供一种不伴随过渡段的构成部件的变形、即使损伤在广范围发生时也能够容易进行修补的过渡段的损伤修补方法、以及利用该损伤修补方法修补后的过渡段。
本发明的第一技术方案的过渡段的损伤修补方法，用于对在过渡段中产生的损伤进行修补，具备：氧化覆膜除去工序，除去具有损伤的所述过渡段的外表面的氧化覆膜；修补材料配置工序，在氧化覆膜被除去后的所述过渡段的外表面以覆盖损伤的方式配置钎焊修补材料；扩散钎焊工序，对配置有钎焊修补材料的所述过渡段进行扩散热处理，使钎焊修补材料熔融从而对形成于外表面的损伤进行修补；加压热处理工序，对形成于外表面的损伤被修补后的所述过渡段在高压下进行热处理；表面修整工序，将从加压热处理后的所述过渡段的外表面突出的钎焊修补材料削掉；以及非加压热处理工序，对表面修整后的所述过渡段在非加压下进行固溶热处理以及时效热处理。
另外，本发明的第二技术方案的过渡段的损伤修补方法，用于对在过渡段中产生的损伤进行修补，具备：损伤除去工序，除去形成于所述过渡段的外表面的损伤；修补材料配置工序，以覆盖除去了损伤的部分的方式配置钎焊修补材料；扩散钎焊工序，对配置有钎焊修补材料的所述过渡段进行扩散热处理，使钎焊修补材料熔融从而对外表面的损伤被除去了的部分进行修补；加压热处理工序，对形成于外表面的损伤被修补后的所述过渡段在高压下进行热处理；表面修整工序，将从加压热处理后的所述过渡段的外表面突出的钎焊修补材料削掉；以及非加压热处理工序，对表面修整后的所述过渡段在非加压下进行固溶热处理以及时效热处理。
本发明的第一技术方案的过渡段，利用第一技术方案的过渡段的损伤修补方法对所述过渡段的损伤进行修补。
另外，本发明的第二技术方案的过渡段，利用第二技术方案的过渡段的损伤修补方法对所述过渡段的损伤进行修补。
附图说明
图1是以局部剖面示出具备本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段的燃气轮机的结构的图。
图2是示出本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段的、沿着燃烧气体的流动方向的截面的图。
图3是本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段的内筒的立体图。
图4是示出本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段的内筒的截面的一部分的图。
图5是用于对本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的流程图。
图6是用于对本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图7是用于对本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图8是用于对本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图9是用于对本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图10是用于对本发明所涉及的第一实施方式的具有其他的损伤结构的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图11是用于对本发明所涉及的第一实施方式的具有其他的损伤结构的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图12是用于对本发明所涉及的第一实施方式的具有其他的损伤结构的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图13是用于对本发明所涉及的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的流程图。
图14是用于对本发明所涉及的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图15是用于对本发明所涉及的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图16是用于对本发明所涉及的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图17是用于对本发明所涉及的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图18是用于对本发明所涉及的第二实施方式的具有其他的损伤结构的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
图19是用于对本发明所涉及的第二实施方式的具有其他的损伤结构的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段的内筒的截面的一部分。
具体实施方式
在一个实施方式中，在过渡段的损伤修补方法中，对在过渡段产生的损伤进行修补。在该过渡段的损伤修补方法中具备：氧化覆膜除去工序，将具有损伤的上述过渡段的外表面的氧化覆膜除去；修补材料配置工序，以覆盖损伤的方式将钎焊修补材料配置于氧化覆膜被除去后的上述过渡段的外表面；以及扩散钎焊工序，对配置有钎焊修补材料的上述过渡段进行扩散热处理，使钎焊修补材料熔融从而对形成于外表面的损伤进行修补。
此外，还具备：加压热处理工序，对形成于外表面的损伤被修补后的上述过渡段在高压下进行热处理；表面修整工序，将从加压热处理后的上述过渡段的外表面突出的钎焊修补材料削掉；以及非加压热处理工序，对表面修整后的上述过渡段在非加压下进行固溶热处理以及时效热处理。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是以局部剖面示出具备本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段10的燃气轮机100的结构的图。
如图1所示，燃气轮机100具备：对外部气体进行压缩的压缩机110；以及将由压缩机110加压后的空气和燃料混合并使其燃烧的燃烧器衬套120。燃气轮机100还具备：将在燃烧器衬套120中生成的燃烧气体引导至气轮机部130的过渡段10；以及由利用过渡段10导入的燃烧气体驱动而旋转的气轮机部130。
压缩机110在压缩机壳体111内具备植设有动叶112的压缩机转子113。动叶112沿周向植设有多个，沿轴向构成多级的动叶叶片列。并且，在压缩机壳体111的内周配置有多个静叶114，构成静叶叶片列。进而，静叶叶片列和动叶叶片列沿轴向交替构成。通过动叶112旋转，外部的空气被压缩并被引导至燃气轮机100内。
燃烧器衬套120例如由筒形燃烧器构成，且在压缩机110的周围均等地装备有多个。在燃烧器衬套120中，将由压缩机加压后的空气和燃料混合并使其燃烧，从而生成燃烧气体。
过渡段10的详细情况在后面叙述，但该过渡段10连接于燃烧器衬套120的出口侧端部，对来自燃烧器衬套120的燃烧气体进行整流并将其引导至气轮机部130。
气轮机部130在气轮机壳体131内具备植设有动叶132的气轮机转子133。动叶132沿周向植设有多个，沿轴向构成多级的动叶叶片列。并且，在气轮机壳体131的内周配置有多个静叶134，构成静叶叶片列。进而，静叶叶片列和动叶叶片列沿轴向交替构成。被导入气轮机部130后的燃烧气体经过静叶134被喷出至动叶132，由此，动叶132以及气轮机转子133旋转。进而，在连结于气轮机转子133的发电机(未图示)中，旋转能被转换成电能。
其次，对过渡段10进行说明。
图2是示出本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段10的沿着燃烧气体的流动方向的截面的图。
如图2所示，过渡段10由双重管构造构成，具备：内筒20，来自燃烧器衬套120的燃烧气体在该内筒20的内部流通而被引导至气轮机部130；以及外筒30，该外筒30以隔开间隙空间覆盖内筒20的外周的方式设置。
在外筒30上形成有用于将来自压缩机110的空气的一部分朝内筒20的出口侧的外表面喷出的多个喷出孔31。另外，来自上述的压缩机110的空气的一部分作为冷却空气CA发挥功能。
内筒20的上游侧端部(在图2中为内筒20的左侧端部)呈圆形状地开口。圆筒状的燃烧器衬套120的出口侧端部(在图2中为燃烧器衬套120的右侧端部)嵌合于该开口端部。另一方面，内筒20的下游侧端部(在图2中为内筒20的右侧端部)呈矩形或者扇形状地开口。这样，内筒20的与燃烧气体所流动的方向垂直的截面的形状从圆形变形成扇形。并且，在暴露于燃烧气体的内筒20的内表面20a上形成有涂覆层50。
外筒30具有与内筒20的形状对应的形状，外筒30的上游侧端部(在图2中为外筒30的左侧端部)呈圆形状地开口，外筒30的下游侧端部(在图2中为外筒30的右侧端部)呈矩形或者扇形状地开口。并且，以隔开间隙空间覆盖燃烧器衬套120的外周的方式设置的、圆筒状的燃烧器外筒121的出口侧端部(在图2中为燃烧器外筒121的右侧端部)嵌合于外筒30的上游侧端部(在图2中为外筒30的左侧端部)。
在过渡段10的内筒20与外筒30之间的下游侧端部(在图2中为内筒20以及外筒30的右侧端部)设置有凸缘状的画框(picture frame)40，该画框40封闭内筒20与外筒30之间的一端，防止冷却空气CA朝气轮机部130侧流出。
图3是本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段10的内筒20的立体图。图4是示出本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法所被应用的过渡段10的内筒20的截面的一部分的图。
图2以及图4所示的过渡段10的内筒20在发电厂的燃气轮机中长时间使用。在内筒20的外表面20b产生损伤亦即龟裂60。并且，如图4所示，在内筒20中，因蠕变损伤而产生有蠕变孔洞61。该蠕变孔洞61产生于构成内筒20的基材的晶界。并且，该蠕变孔洞61连结而成长为龟裂60。另外，损伤除了包含上述的龟裂60、蠕变孔洞61之外，还包含例如因氧化或者腐蚀而造成的减薄等。
如前面所述，在内筒20的内表面20a形成有涂覆层50。如图4所示，涂覆层50具备：由金属材料形成的金属层51，该金属层51形成于内筒20的内表面20a；以及由陶瓷材料形成的陶瓷层52，该陶瓷层52形成为层叠于该金属层51的表面。
过渡段10的内筒20例如由Nimonic 263或哈斯特洛依耐蚀耐热镍基合金X等Ni基耐热合金构成。涂覆层50的金属层51例如由NiCoCrAlY等金属构成。涂覆层50的陶瓷层52例如由含有8％的Y2O3而稳定化了的ZrO2等陶瓷构成。并且，金属层51例如通过高速火焰喷涂(HVOF)、真空等离子喷涂(VPS)等形成，陶瓷层52例如通过大气等离子喷涂(APS)等形成。
此处，举例示出如图4所示的在外表面20b具有龟裂60、在厚壁内具有蠕变孔洞61的过渡段10的内筒20中的损伤的修补方法进行说明。
图5是用于对本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的流程图。图6～图9是用于对本发明所涉及的第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段10的内筒20的截面的一部分。
首先，通过目视观察要实施修补的过渡段10的内筒20，确认有无龟裂60、龟裂60的发生部位等。并且，借助浸透探伤检查检查有无龟裂60或蠕变孔洞61、龟裂60或蠕变孔洞61的发生部位等(步骤S70)。另外，在对损伤进行确认以及检查之前，也可以实施与后述的清洗处理(步骤S72)同样的处理。
接着，除去形成于内筒20的外表面20b的氧化覆膜(氧化覆膜除去工序(步骤S71))。氧化覆膜例如通过以高速喷出由氧化铝等构成的研磨剂的粒子的喷丸处理等被除去。并且，龟裂60内部的氧化覆膜例如通过在氟化氢气氛中进行热处理(例如温度为1000℃以下)而被还原从而被除去。
接着，对氧化覆膜被除去后的内筒20的外表面20b(包括龟裂60)进行清洗(步骤S72)。在清洗工序中，例如使用浸有烃等有机溶剂的棉纱(waste)等擦去内筒20的外表面20b的污垢、油分等。
接着，如图6所示，以覆盖内筒20的外表面20b的龟裂60整体的方式配置钎焊修补材料80(修补材料配置工序(步骤S73))。
钎焊修补材料80具备配合Ni基熔融合金粉末和Ni基非熔融合金粉末而构成的配合粉末，该Ni基熔融合金粉末会因后述的扩散热处理而熔融，该Ni基非熔融合金粉末的熔点比Ni基熔融合金粉末的熔点高，不会因扩散热处理而熔融。Ni基熔融合金粉末例如由以JIS Z3265规定的BNi-1、BNi-1A、BNi-2、BNi-3、BNi-4、BNi-5、BNi-6、BNi-7的Ni基合金，Ni-Cr-W-Fe-Si-B系、Ni-Si-B系、Ni-Co-Cr-Mo-Fe-B系、Ni-Cr-B系、Ni-Co-Si-B系的Ni基合金等构成。Ni基非熔融合金粉末由与构成内筒20的材料相同的Nimonic 263(商品名)或哈斯特洛依耐蚀耐热镍基合金X(商品名)等Ni基耐热合金构成，此外，也可以由MarM 247(商品名)、GTD 111(商品名)、IN738LC(商品名)等构成。
钎焊修补材料80中的Ni基熔融合金粉末的含有率优选设定成30～90质量％。之所以该范围是优选范围，是因为：若Ni基熔融合金粉末的含有率不足30质量％，则钎焊修补材料80的浸润性降低，若超过90质量％，则修补部的强度变低。
作为钎焊修补材料80，也可以使用由上述的Ni基合金构成的、配合Ni基熔融合金粉末和Ni基非熔融合金粉末而构成的配合粉末自身。并且，对于钎焊修补材料80，也可以朝该配合粉末添加钎焊用的粘结剂材料而构成为膏状。钎焊修补材料80例如借助利用毛刷进行的涂布或利用喷雾喷射进行的喷出等以覆盖内筒20的外表面20b的龟裂60整体的方式配置。另外，在龟裂60的宽度大的部分上，也有在该配置阶段将钎焊修补材料80也配置到龟裂60的内部的情况。
为了防止钎焊修补材料80流下，也可以在配置钎焊修补材料80之后，例如利用由氧化锆或二氧化硅构成的固定材料覆盖钎焊修补材料80。该固定材料能够在后述的扩散钎焊工序(步骤S74)之后用手进行剥离或者利用锤等赋予轻微振动而除去。
接着，将配置有钎焊修补材料80后的内筒20设置于真空热处理炉内，并实施扩散热处理(扩散钎焊工序(步骤S74))。在该扩散热处理中，以1000～1200℃的温度保持10分钟～2小时。借助该扩散热处理，钎焊修补材料80中的Ni基熔融合金粉末熔融，如图7所示，Ni基非熔融合金粉末与熔融后的Ni基熔融合金粉末一起被导入龟裂60的内部。
通过在真空气氛中实施扩散热处理，能够防止热处理时钎焊修补材料80氧化。并且，通过将扩散热处理的温度设定成1000～1200℃，能够使Ni基熔融合金粉末充分地熔融，从而得以朝构成内筒20的基材扩散。
接着，对外表面20b的龟裂60被修补后的内筒20实施加压热处理(加压热处理工序(步骤S75))。在加压热处理中，以温度为1000～1200℃、压力为100～200MPa的条件对配置于规定的容器内的内筒20进行加热以及加压。并且，为了防止内筒20的氧化，使用氩气等构成加压气氛。
通过设定为该温度范围，构成内筒20的基材的劣化得以恢复。并且，通过设定成该压力范围，如图8所示，能够消灭形成于内筒20的厚壁内的蠕变孔洞61。此外，例如，即便是在扩散钎焊工序(步骤S74)中钎焊修补材料80未到达龟裂60的末端、在末端存在空洞的情况下，通过实施加压热处理，钎焊修补材料80被引导至龟裂60的末端，能够消灭空洞。
另外，可以在使扩散热处理后的内筒20暂时冷却至常温后实施加压热处理，也可以并不使扩散热处理后的内筒20冷却而与扩散热处理连续地进行加压热处理。并且，扩散热处理在真空气氛中进行、加压热处理在高压气氛中进行，但通过使用能够在从真空到高压的范围对压力场进行控制的热处理装置，能够继续地进行扩散热处理和加压热处理。
接着，将实施了加压热处理后的内筒20的外表面20b中的钎焊修补材料80突出的部分削掉，如图9所示，实施使外表面20b成为当初的表面形状的表面修整(表面修整工序(步骤S76))。表面修整例如使用研磨机(grinder)等进行。
接着，在非加压条件下对实施了表面修整后的内筒20进行固溶热处理以及时效热处理(非加压热处理工序(步骤S77))。固溶热处理和时效热处理根据构成内筒20的材料、内筒20的形状等以标准条件(温度、时间等)进行。
另外，非加压热处理工序也可以在表面修整工序之前进行。即，也可以在最后进行表面修整工序。
经过以上的工序，损伤的修补完毕。
在上述第一实施方式的过渡段的损伤修补方法中，如图4所示，举例示出形成于过渡段10的内筒20的外表面20b的龟裂60未到达形成于内筒20的内表面20a的涂覆层50的情况进行了说明。
其次，对形成于过渡段10的内筒20的外表面20b的龟裂60到达形成于内筒20的内表面20a的涂覆层50的情况进行说明。此处，主要对与上述的修补工序不同的工序部分进行说明。
图10～图12是用于对本发明所涉及的第一实施方式的具有其他的损伤结构的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段10的内筒20的截面的一部分。
如图10所示，当形成于过渡段10的内筒20的外表面20b的龟裂60到达了形成于内筒20的内表面20a的涂覆层50的情况下，附加内筒20的内表面20a侧的修补工序。
首先，在损伤的确认以及检查(步骤S70)之后、且在氧化覆膜除去工序(步骤S71)之前，如图11所示，除去龟裂60所到达的部分的涂覆层50(涂覆层除去工序)。此处，只要至少将龟裂60所到达的部分的涂覆层50除去即可，但优选将龟裂60所到达的部分及其周围的涂覆层50均除去。
另外，涂覆层除去工序也可以在氧化覆膜除去工序(步骤S71)之后、且在清洗工序(步骤S72)之前进行。
在除去涂覆层50的工序中，首先，将形成于内筒20的内表面20a的最外侧的陶瓷层52除去。陶瓷层52例如通过以高速喷出由氧化铝等构成的粒子的喷丸处理等除去。进而，在将陶瓷层52除去之后，将金属层51除去。金属层51与陶瓷层52同样通过以高速喷出由氧化铝等构成的研磨剂粒子的喷丸处理等除去。另外，金属层51例如也可以通过用于除去金属层51的使用盐酸、磷酸等药剂的化学处理等除去。
接着，在前面所述的清洗工序(步骤S72)中，对涂覆层50被除去了的内筒20的内表面20a与氧化覆膜被除去了的内筒20的外表面20b同样进行清洗。
进而，实施前面所述的图5所示的步骤S73～步骤S76的工序中的处理。
接着，如图12所示，在表面修整工序(步骤S76)之后、非加压热处理工序(步骤S77)之前，在涂覆层除去工序中涂覆层50被除去后的部分形成涂覆层50(涂覆层形成工序)。
在形成涂覆层50的工序中，首先通过高速火焰喷涂(HVOF)、真空等离子喷涂(VPS)等对在涂覆层除去工序中涂覆层50被除去后的内筒20的内表面20a喷涂金属粉末，由此来形成金属层51。接着，在金属层51的表面，例如通过大气等离子喷涂(APS)等形成陶瓷层52。
进而，实施前面所述的图5所示的步骤S77的工序中的处理。
另外，在扩散钎焊工序(步骤S74)中，为了防止钎焊修补材料80从龟裂60的末端流下，也可以在涂覆层50被除去后的龟裂60的末端部具备前面所述的固定材料。
经过以上的工序，损伤的修补完毕。
如上所述，根据第一实施方式的过渡段的损伤修补方法，能够利用扩散钎焊在不会使过渡段10的内筒20变形的前提下对损伤亦即龟裂60进行修补。并且，钎焊修补材料80含有构成内筒20的材料、或者是化学组分与该材料的化学组分相近的Ni基非熔融合金粉末，由此，在扩散热处理后，修补部能够具有与构成内筒20的基材同等水平的机械强度。
此外，通过对外表面20b的龟裂60被修补后的内筒20施加加压热处理，能够消灭形成于内筒20的厚壁内的损伤亦即蠕变孔洞61。由此，构成内筒20的基材的劣化恢复，因此，修补后的内筒20的机械强度成为与使用前的新品的内筒20的机械强度同等程度。
另外，在第一实施方式的过渡段的损伤修补方法中，对作为损伤而具有龟裂60以及蠕变孔洞61的情况进行了说明，但对于作为损伤而因氧化或者腐蚀而产生了减薄的部分也能够应用前面所述的损伤修补方法。在该情况下，也能够得到与前面所述的损伤修补方法中的作用效果同样的作用效果。
(第二实施方式)
第二实施方式的过渡段的损伤修补方法在第一实施方式的过渡段的损伤修补方法的基础上附加了除去损伤的工序。另外，在除去损伤之际，氧化覆膜也被除去，因此，并不具备第一实施方式的过渡段的损伤修补方法中的氧化覆膜除去工序。此处，主要对与第一实施方式的过渡段的损伤修补方法不同的工序部分进行说明。
图13是用于对本发明的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的流程图。图14～图17是用于对本发明所涉及的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段10的内筒20的截面的一部分。另外，对与在第一实施方式的过渡段的损伤修补方法中说明了的结构相同的构成部分赋予同一标号而省略或者简化重复的说明。
此处，与前面所述的第一实施方式同样，举例示出在外表面20b具有龟裂60、在厚壁内具有蠕变孔洞61的过渡段10的内筒20中的损伤的修补方法进行说明。
首先，通过目视观察要实施修补的过渡段10的内筒20，确认有无龟裂60、龟裂60的发生部位等。并且，借助浸透探伤检查检查有无龟裂60或蠕变孔洞61、龟裂60或蠕变孔洞61的发生部位等(步骤S80)。另外，在对损伤进行确认以及检查之前，也可以实施与后述的清洗处理(步骤S82)同样的处理。
接着，使用磨石等进行磨削、或者通过錾凿加工除去如图4所示的内筒20的外表面20b的龟裂60(损伤除去工序(步骤S81))。龟裂60被除去后的部分例如如图14所示形成为向内筒20的外表面20b侧槽截面积变大的锥状的坡口槽90。
接着，与第一实施方式同样，对内筒20的外表面20b(包括坡口槽90)进行清洗(步骤S82)。
接着，如图15所示，以覆盖坡口槽90整体的方式配置钎焊修补材料80(修补材料配置工序(步骤S83))。此时，在坡口槽90的内部也配置有钎焊修补材料80。另外，钎焊修补材料80由与第一实施方式同样的材料构成。
接着，将配置有钎焊修补材料80后的内筒20设置于真空热处理炉内，并实施扩散热处理(扩散钎焊工序(步骤S84))。在该扩散热处理中，以1000～1200℃的温度、保持10分钟～2小时。
通过该扩散热处理，钎焊修补材料80中的Ni基熔融合金粉末熔融，如图16所示，Ni基非熔融合金粉末与熔融后的Ni基熔融合金粉末一起扩展到坡口槽90的内部。
接着，与第一实施方式同样，实施加压热处理(加压热处理工序(步骤S85))。
接着，与第一实施方式同样，如图17所示，实施将外表面20b形成为当初的表面形状的表面修整(表面修整工序(步骤S86))。
接着，与第一实施方式同样，在非加压条件下对表面修整后的内筒20进行固溶热处理以及时效热处理(非加压热处理工序(步骤S87))。
另外，非加压热处理工序也可以在表面修整工序之前进行。即，也可以在最后进行表面修整工序。
经过以上的工序，损伤的修补完毕。
在上述的第二实施方式的过渡段的损伤修补方法中，如图4所示，举例示出形成于过渡段10的内筒20的外表面20b的龟裂60未到达形成于内筒20的内表面20a的涂覆层50的情况进行了说明。
其次，对形成于过渡段10的内筒20的外表面20b的龟裂60到达形成于内筒20的内表面20a的涂覆层50的情况进行说明。另外，此处，主要对与上述的修补工序不同的工序部分进行说明。
图18～图19是用于对本发明所涉及的第二实施方式的具有其他的损伤结构的过渡段的损伤修补方法的工序进行说明的图，示出各工序中的过渡段10的内筒20的截面的一部分。
如图10所示，当形成于过渡段10的内筒20的外表面20b的龟裂60到达形成于内筒20的内表面20a的涂覆层50的情况下，附加有内筒20的内表面20a侧的修补工序。
首先，在损伤的确认以及检查(步骤S80)之后、且在损伤除去工序(步骤S81)之前，如图11所示，除去龟裂60所到达的部分的涂覆层50(涂覆层除去工序)。此处，只要至少将龟裂60所到达的部分的涂覆层50除去即可，但优选将龟裂60所到达的部分及其周围的涂覆层50均除去。
另外，涂覆层除去工序也可以在损伤除去工序(步骤S81)之后、且在清洗工序(步骤S82)之前进行。
接着，通过使用磨石等进行磨削、或者通过錾凿加工除去从内筒20的外表面20b直到内表面20a的龟裂60(损伤除去工序(步骤S81))。龟裂60被除去后的部分例如如图18所示形成为向内筒20的外表面20b侧槽截面积变大的锥状的坡口槽90。
接着，在前面所述的清洗工序(步骤S82)中，与内筒20的外表面20b(包括坡口槽90)同样，对涂覆层50被除去后的内筒20的内表面20a进行清洗。
进而，实施前面所述的图13所示的步骤S83～步骤S86的工序中的处理。
接着，在表面修整工序(步骤S86)之后、非加压热处理工序(步骤S87)之前，如图19所示，在涂覆层除去工序中涂覆层50被除去后的部分形成涂覆层50(涂覆层形成工序)。
进而，实施前面所述的图13所示的步骤S87的工序中的处理。
另外，在扩散钎焊工序(步骤S84)中，为了防止钎焊修补材料80从坡口槽90的末端(下部开口部)流下，也可以在涂覆层50被除去后的坡口槽90的末端具备前面所述的固定材料。
经过以上的工序，损伤的修补完毕。
如上所述，根据第二实施方式的过渡段的损伤修补方法，能够利用扩散钎焊在不会使过渡段10的内筒20变形的前提下对损伤亦即龟裂60进行修补。并且，钎焊修补材料80含有构成内筒20的材料、或者是化学组分与该材料的化学组分相近的Ni基非熔融合金粉末，由此，在扩散热处理后，修补部能够具有与构成内筒20的基材同等水平的机械强度。
此外，通过对外表面20b的龟裂60被修补后的内筒20施加加压热处理，能够消灭形成于内筒20的厚壁内的损伤亦即蠕变孔洞61。由此，构成内筒20的基材的劣化恢复，因此，修补后的内筒20的机械强度成为与使用前的新品的内筒20的机械强度同等程度。
另外，在第二实施方式的过渡段的损伤修补方法中，对作为损伤而具有龟裂60以及蠕变孔洞61的情况进行了说明，但对于作为损伤而因氧化或者腐蚀而产生了减薄的部分也能够应用前面所述的损伤修补方法。在该情况下，也能够得到与前面所述的损伤修补方法中的作用效果同样的作用效果。
根据以上说明了的实施方式，不会伴随过渡段的构成部件的变形，即便当广范围地产生了损伤时也能够容易地进行修补。
前面对具体实施方式进行了说明，但这些实施方式只不过是示例，而不应当理解为用于限制本发明。实际上，此处所说明的特殊的实施方式能够进行各种变形而具体化，此外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内对本实施方式进行各种省略、附加以及改变。所付的权利要求及其等同物意图覆盖落入本发明的范围和思想的形态或修正。

Claims (16)

1.一种过渡段的损伤修补方法，用于对在过渡段中产生的损伤进行修补，其特征在于，具备：
氧化覆膜除去工序，除去具有损伤的所述过渡段的外表面的氧化覆膜；
修补材料配置工序，在氧化覆膜被除去后的所述过渡段的外表面以覆盖损伤的方式配置钎焊修补材料；
扩散钎焊工序，对配置有钎焊修补材料的所述过渡段进行扩散热处理，使钎焊修补材料熔融从而对形成于外表面的损伤进行修补；
加压热处理工序，对形成于外表面的损伤被修补后的所述过渡段在高压下进行热处理；
表面修整工序，将从加压热处理后的所述过渡段的外表面突出的钎焊修补材料削掉；以及
非加压热处理工序，对表面修整后的所述过渡段在非加压下进行固溶热处理以及时效热处理。
2.一种过渡段的损伤修补方法，用于对在过渡段中产生的损伤进行修补，其特征在于，具备：
损伤除去工序，除去形成于所述过渡段的外表面的损伤；
修补材料配置工序，以覆盖除去了损伤的部分的方式配置钎焊修补材料；
扩散钎焊工序，对配置有钎焊修补材料的所述过渡段进行扩散热处理，使钎焊修补材料熔融从而对外表面的损伤被除去了的部分进行修补；
加压热处理工序，对形成于外表面的损伤被修补后的所述过渡段在高压下进行热处理；
表面修整工序，将从加压热处理后的所述过渡段的外表面突出的钎焊修补材料削掉；以及
非加压热处理工序，对表面修整后的所述过渡段在非加压下进行固溶热处理以及时效热处理。
3.根据权利要求1所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
当损伤到达形成于所述过渡段的内表面的涂覆层的情况下，
所述过渡段的损伤修补方法具备：
涂覆层除去工序，在所述氧化覆膜除去工序之前或者在刚刚进行了所述氧化覆膜除去工序之后，至少将损伤所到达的部分的涂覆层除去；以及
涂覆层形成工序，在所述表面修整工序和所述非加压热处理工序之间，在所述涂覆层除去工序中除去了涂覆层的部分形成涂覆层。
4.根据权利要求2所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
当损伤到达形成于所述过渡段的内表面的涂覆层的情况下，
所述过渡段的损伤修补方法具备：
涂覆层除去工序，在所述损伤除去工序之前或者在刚刚进行了所述损伤除去工序之后，至少将损伤所到达的部分的涂覆层除去；以及
涂覆层形成工序，在所述表面修整工序和所述非加压热处理工序之间，在所述涂覆层除去工序中除去了涂覆层的部分形成涂覆层。
5.根据权利要求1所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
所述钎焊修补材料包含配合Ni基熔融合金粉末和Ni基非熔融合金粉末而构成的配合粉末，所述Ni基熔融合金粉末因所述扩散热处理而熔融，所述Ni基非熔融合金粉末的熔点比所述Ni基熔融合金粉末的熔点高，所述Ni基非熔融合金粉末不会因所述扩散热处理而熔融。
6.根据权利要求2所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
所述钎焊修补材料包含配合Ni基熔融合金粉末和Ni基非熔融合金粉末而构成的配合粉末，所述Ni基熔融合金粉末因所述扩散热处理而熔融，所述Ni基非熔融合金粉末的熔点比所述Ni基熔融合金粉末的熔点高，所述Ni基非熔融合金粉末不会因所述扩散热处理而熔融。
7.根据权利要求5所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述钎焊修补材料中，所述Ni基熔融合金粉末的含有率为30～90质量％。
8.根据权利要求6所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述钎焊修补材料中，所述Ni基熔融合金粉末的含有率为30～90质量％。
9.根据权利要求1所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述扩散钎焊工序中，所述扩散热处理在真空下进行。
10.根据权利要求2所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述扩散钎焊工序中，所述扩散热处理在真空下进行。
11.根据权利要求1所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述扩散钎焊工序中，所述扩散热处理的温度为1000～1200℃。
12.根据权利要求2所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述扩散钎焊工序中，所述扩散热处理的温度为1000～1200℃。
13.根据权利要求1所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述加压热处理工序中，热处理的温度为1000～1200℃，压力为100～200MPa。
14.根据权利要求2所述的过渡段的损伤修补方法，其特征在于，
在所述加压热处理工序中，热处理的温度为1000～1200℃，压力为100～200MPa。
15.一种过渡段，其特征在于，
利用权利要求1所述的过渡段的损伤修补方法对所述过渡段的损伤进行修补。
16.一种过渡段，其特征在于，
利用权利要求2所述的过渡段的损伤修补方法对所述过渡段的损伤进行修补。
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