CN107849978B - 涡轮叶片的修补方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涡轮叶片的修补方法。在对涡轮动叶实施用于除去残余应力的热处理之前，执行附着物清洗工序(水垢清洗工序)，该附着物清洗工序至少进行一次将涡轮动叶浸渍于水槽并使超声波在水槽内传播来清洗涡轮动叶的超声波清洗处理(步骤S22、S25)、以及在超声波清洗处理后向内部冷却流路内喷射加压水的加压水清洗处理(步骤S23、S26)。

Description

涡轮叶片的修补方法
技术领域
本发明涉及一种具有供制冷剂流通的内部冷却流路的涡轮叶片的修补方法。
背景技术
以往，作为这种涡轮叶片的修补方法，已知有通过化学处理、机械处理暂时除去对涡轮叶片的外表面实施的由金属覆膜构成的结合涂膜、对该结合涂膜的外侧实施的由陶瓷覆膜构成的隔热外涂膜之类的涂层，再次实施新的涂层的技术。例如，在专利文献1中公开了如下技术：首先，通过多个化学处理除去附着于涂层的外表面、在涡轮叶片的内部形成的冷却介质通路的内壁面的腐蚀性氧化物等的水垢，通过热处理除去涡轮叶片的残余应力，通过化学处理除去涂层。之所以在涂层除去前从涡轮叶片除去残余应力是为了防止在涂层除去的化学处理中使涡轮叶片产生应力腐蚀裂纹。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/101690号
发明内容
发明要解决的课题
在涡轮运转时附着于涡轮叶片的表面(涂层的表面)、内部冷却通路的内壁面的腐蚀性的水垢有可能在上述的热处理工序中引起高温腐蚀。该高温腐蚀在涡轮的再运转时有可能成为使涡轮叶片产生损伤的主要因素，因此要求在热处理工序前可靠地除去附着于涡轮叶片的腐蚀性水垢。其中，存在如下情况：根据涡轮的运转条件，若除去附着于涡轮叶片的水溶性的水垢，则认为能够充分避免上述损伤的产生。在这种情况下，使用通过多种多样的化学处理以及水洗处理除去附着于涡轮叶片的水垢的方法会导致修补工序整体的多工序化、复杂化，是不优选的。
本发明是鉴于上述而完成的，其主要目的在于，在具有供制冷剂流通的内部冷却流路的涡轮叶片的修补工序中，在对涡轮叶片实施热处理之前，通过更简单的方法良好地除去附着于该涡轮叶片的水溶性水垢。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题而实现目的，本发明提供一种涡轮叶片的修补方法，该涡轮叶片具有供制冷剂流通的内部冷却流路，其特征在于，所述涡轮叶片的修补方法具有：水垢清洗工序，在该工序中，至少进行一次将所述涡轮叶片浸渍于水槽并使超声波在该水槽内传播来清洗该涡轮叶片的超声波清洗处理、以及在该超声波清洗处理之后向所述内部冷却流路内喷射加压水的加压水清洗处理；以及残余应力除去工序，在该工序中，在所述水垢清洗工序之后，进行热处理以便除去残留于所述涡轮叶片的应力。
在本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法中，在对涡轮叶片实施用于除去残余应力的热处理之前，执行水垢清洗工序，该水垢清洗工序至少进行一次将涡轮叶片浸渍于水槽并使超声波在水槽内传播来清洗涡轮叶片的超声波清洗处理、以及在超声波清洗处理之后向内部冷却流路内喷射加压水的加压水清洗处理。由此，能够通过超声波清洗处理使附着于涡轮叶片的外周面、内部冷却流路的内壁面的水溶性水垢良好地剥离。然后，能够通过加压水清洗处理将残留在内部冷却流路内的水溶性水垢更加可靠地除去。因而，根据本发明，在具有供制冷剂流通的内部冷却流路的涡轮叶片的修补工序中，在对涡轮叶片实施热处理之前，能够通过更加简单的方法良好地除去附着于该涡轮叶片的水溶性水垢。
在本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法中，也可以是，所述涡轮叶片具有保护层，该保护层由对外表面实施的第一覆膜层、以及对该第一覆膜层的外侧实施的第二覆膜层构成，所述涡轮叶片的修补方法具有第二覆膜层除去工序，在该工序中，在所述残余应力除去工序之前，通过喷砂处理除去所述第二覆膜层。由此，在对涡轮叶片实施用于除去残余应力的热处理之前，通过用于除去第二覆膜层的喷砂处理将附着于第二覆膜层的水溶性水垢与该第二覆膜层一起良好地除去。另一方面，在对涡轮叶片实施用于除去残余应力的热处理之前，通过上述水垢清洗工序将通过该喷砂处理无法除去的附着在第二覆膜层以外的涡轮叶片的外周面、内部冷却流路内的水溶性水垢良好地除去。这样，本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法理想适用于具有第二覆膜层的涡轮叶片。需要说明的是，第二覆膜层除去工序与水垢清洗工序只要在残余应力除去工序之前，哪一个在先进行皆可。
在本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法中，也可以是，所述涡轮叶片是动叶，所述内部冷却流路在所述涡轮叶片的叶片顶部以及叶片根部开口，在所述加压水清洗处理中，从所述叶片顶部的开口以及所述叶片根部的开口中的任一方朝该内部冷却流路内喷射加压水。其结果是，能够将附着在内部冷却流路内的水溶性水垢从叶片顶部到叶片根部毫无遗漏地良好除去。
在本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法中，也可以是，在所述加压水清洗处理中，在以长边方向沿着铅垂方向的方式支承所述涡轮叶片的状态下，从所述叶片顶部的开口以及所述叶片根部的开口中的位于铅垂方向上侧的一方喷射加压水。其结果是，能够将附着在内部冷却流路内的水溶性水垢通过加压水的喷射从铅垂方向上侧向下侧洗掉而更加良好地除去。
在本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法中，也可以是，所述水垢清洗工序在相对于上次的所述加压水清洗处理以使所述涡轮叶片的铅垂方向上下成为相反的方式切换支承方向的基础上，进行下次的所述加压水清洗处理。其结果是，在进行多次加压水清洗处理的情况下，能够切换向内部冷却流路内供给的加压水的流动的方向，因此，能够将附着在内部冷却流路内的水溶性水垢极其良好地除去。
在本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法中，也可以是，所述水垢清洗工序在以使所述叶片顶部为铅垂方向上侧的方式支承所述涡轮叶片的状态下进行第一次所述加压水清洗处理。由此，能够良好地抑制水溶性水垢堵塞在通常与叶片根部侧相比流路狭窄的叶片顶部侧的内部冷却流路内。
发明效果
根据本发明所涉及的涡轮叶片的修补方法，在具有供制冷剂流通的内部冷却流路的涡轮叶片的修补工序中，在对涡轮叶片实施热处理之前，能够通过更简单的方法良好地除去附着于该涡轮叶片的水溶性水垢。
附图说明
图1是示出作为本发明的实施方式所涉及的涡轮叶片的修补方法的对象的燃气轮机动叶的一例的剖视图。
图2是示出用于执行作为本发明的实施方式所涉及的涡轮叶片的修补方法的保护层除去工序的保护层除去系统的概要图。
图3是示出保护层除去工序的一例的流程图。
图4是示出保护层除去工序所包括的附着物清洗工序的一例的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的涡轮叶片的修补方法的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明不受该实施方式的限定。
图1是示出作为本发明的实施方式所涉及的涡轮叶片的修补方法的对象的涡轮叶片1的剖视图。涡轮叶片1是在公知的燃气轮机的前方段(例如第1～2段)使用的动叶，配置在未图示的涡轮机室内。其中，本发明的涡轮叶片的修补方法的对象并不限定于涡轮叶片1。例如，本发明的涡轮叶片的修补方法的对象可以是装配于燃气轮机的后方段的涡轮动叶，可以是燃气轮机静叶，另外，也可以是汽轮机所使用的动叶、静叶。
如图所示，涡轮叶片1包括形成轮廓的叶片部2、与叶片部2接合的平台3、以及从平台3向与叶片部2相反侧伸出的柄部4。虽未图示，在柄部4的与平台3相反的一侧(图1的下侧)形成有安装于燃气轮机的转子的叶盘的叶片根部。
在涡轮叶片1的内部形成有从未图示的叶片根部延伸至叶片部2的前端即叶片顶部2T的多个内部冷却流路5。如图所示，多个内部冷却流路5构成为其一部分在叶片部2的内部以蜿蜒的方式形成的迂回流路。另外，多个内部冷却流路5在叶片根部以及叶片顶部2T分别开口，从未图示的转子经由叶片根部的开口向内部冷却流路5内供给冷却空气。供给至内部冷却流路5内的冷却空气在通过柄部4、平台3、叶片部2的内部后，从叶片顶部2T的开口、形成于叶片部2的前缘、后缘等的多个流出孔(均未图示)向涡轮叶片1的外部放出。由此，能够有效地冷却长时间暴露于高温环境的前方段的涡轮叶片1。需要说明的是，未图示的叶片根部的开口可以朝图1的下方开口，也可以朝向图1的左右任一方开口。
如此构成的涡轮叶片1具有由覆膜于叶片部2的外周面的结合涂层(第一覆膜层)以及覆膜于该结合涂层的外侧的外涂层(第二覆膜层)构成的保护层。结合涂层例如由MCrAlY合金(其中，M是Co、Ni或者这些元素的组合)形成，作为提高叶片部2与外涂层的密接性的金属结合层发挥功能。外涂层是氧化锆(ZrO2)系陶瓷制的覆膜，作为具有隔热性的隔热涂层(TBC：Thermal Barrier Coating)膜发挥功能。由此，能够提高涡轮叶片1的耐热性。
但是，长时间暴露在高温环境下的涡轮叶片1的保护层有可能产生劣化。因此，在涡轮叶片1使用一定期间后，需要在从涡轮叶片1暂时除去保护层的基础上，再次实施新的覆膜这样的修补(再生)作业。以下，参照图2～图4对涡轮叶片1的修补(再生)作业中的用于除去保护层的一系列工序进行说明。
图2是示出用于执行作为本发明的实施方式所涉及的涡轮叶片的修补方法的保护层除去工序的保护层除去系统10的概要图。保护层除去系统10构成为包括：为了除去外涂层而对涡轮叶片1实施喷砂处理的喷砂装置11；对涡轮叶片1实施超声波清洗处理的超声波清洗装置12；对涡轮叶片1实施加压水清洗的加压水清洗装置13；对涡轮叶片1实施用于除去残余应力的热处理的热处理装置14；对涡轮叶片1实施用于除去氧化膜的喷砂处理的喷砂装置15；对涡轮叶片1实施用于除去结合涂层的酸洗处理等的清洗装置16；进行用于使涡轮叶片1洁净化的喷砂处理的喷砂装置17；以及对涡轮叶片1实施用于进行加热着色检查的热处理的热处理装置18。其中，喷砂装置11、15、17中的任一装置均可以是兼用的。
图3是示出保护层除去工序的一例的流程图。在保护层除去工序中，首先，执行通过使用喷砂装置11对涡轮叶片1实施喷砂处理，除去覆膜于外周面的外涂层的外涂层除去工序(第二覆膜层除去工序)(步骤S11)。在本实施方式中，使用氧化铝系的抛射材料进行喷砂处理。由此，能够良好地除去陶瓷制的覆膜即外涂层。需要说明的是，喷砂处理所使用的抛射材料并不限定于氧化铝系。
在步骤S11的外涂层除去工序中，能够将在燃气轮机的运转中附着于涡轮叶片1的外涂层的外表面的水溶性水垢连同外涂层一起除去。但是，在外涂层除去工序中无法除去附着于多个内部冷却流路5的内壁面、平台3、柄部4的水溶性水垢。然后，在该状态下，当对涡轮叶片1实施后述的用于除去残余应力的热处理(步骤S13)时，有可能会在水溶性水垢的附着部位产生高温腐蚀。该高温腐蚀有可能会成为在燃气轮机的再运转时使涡轮叶片1产生损伤的主要因素，因此，尤其对于在前方段使用且暴露于高温的本实施方式的涡轮叶片1，为了防止高温腐蚀的产生，要求在热处理前从涡轮叶片1可靠地除去水溶性水垢。对此，在本实施方式的保护层除去工序中，紧接着外涂层除去工序，使用超声波清洗装置12以及加压水清洗装置13执行图4所示的附着物清洗工序(步骤S12)。附着物清洗工序详见后述，通过执行该工序，能够良好地除去附着于涡轮叶片1的水溶性水垢。
在附着物清洗工序的执行后，执行使用热处理装置14对涡轮叶片1实施用于除去残余应力的热处理的残余应力除去工序(步骤S13)。在残余应力除去工序中，使用真空式的热处理装置14对涡轮叶片1实施热处理，由此从涡轮叶片1除去残余应力。由此，能够良好地抑制在后述的结合涂层除去工序(步骤S15)的酸洗处理中使涡轮叶片1产生应力腐蚀裂纹。接着，执行将通过残余应力除去工序的热处理而在涡轮叶片1产生的氧化膜通过喷砂装置15的喷砂处理除去的氧化膜除去工序(步骤S14)。由此，能够提高后述的结合涂层除去工序(步骤S15)的酸洗处理的效果。
接着，执行使用清洗装置16对涡轮叶片1实施酸洗处理、从叶片部2除去结合涂层的结合涂层除去工序(第一覆膜层除去工序)(步骤S15)。在结合涂层除去工序中，通过在清洗装置16所包括的充满强酸性清洗液(例如盐酸等)的液槽(未图示)中浸渍涡轮叶片1，从涡轮叶片1除去结合涂层。需要说明的是，在酸洗处理后，利用清洗装置16对涡轮叶片1实施基于水的清洗处理、基于碱性清洗液的中和处理等，除去附着于涡轮叶片1的强酸性清洗液，并向下一工序转移。
进而，执行使用喷砂装置17对涡轮叶片1实施喷砂处理而使涡轮叶片1洁净化的洁净化工序(步骤S16)。洁净化工序是以除去通过步骤S15的结合涂层除去工序中的酸洗处理在涡轮叶片1的外表面产生的反应层、通过该酸洗处理未完全除去的结合涂层的残渣为目的而进行的。由此，能够使涡轮叶片1的外表面洁净化，更适当地进行后述的加热着色检查(回火色)。
此处，在上述洁净化工序中使用的喷砂颗粒的一部分有可能会混入涡轮叶片1的内部冷却流路5内，借助残留在该内部冷却流路5内的强酸性清洗液而粘贴于内壁面。对此，在本实施方式的保护层除去工序中，在洁净化工序(步骤S16)的执行后，为了除去附着在内部冷却流路5内的喷砂颗粒，使用超声波清洗装置12以及加压水清洗装置13，再次执行图4所示的附着物清洗工序(步骤S17)。附着物清洗工序如后所述，通过执行该工序，能够良好地除去附着在涡轮叶片1的内部冷却流路5内的喷砂颗粒。
在附着物清洗工序的执行后，使用热处理装置18，对涡轮叶片1实施用于检查在涡轮叶片1是否残留保护层(结合涂层)的加热着色处理(回火色)(步骤S18)，判定保护层(结合涂层)的除去是否完成(步骤S19)。在步骤S19中，通过目视来检测加热后的涡轮叶片1的外表面的着色状态，由此检查保护层(结合涂层)的有无。然后，当在该检查中判定为保护层(结合涂层)的除去未完成的情况下，再次重复步骤S15以后的处理。需要说明的是，当在该检查中判定为保护层(结合涂层)的除去未完成的情况下，也可以代替重复步骤S15以后的处理，转而进行使用了砂轮等研磨工具的保护层(结合涂层)的除去处理。另一方面，在判定为保护层(结合涂层)的除去完成的情况下，结束保护层除去工序。之后，根据需要对涡轮叶片1实施损伤的修补作业、保护层的再涂层作业，修补完成后，再次向燃气轮机移植。
接着，基于图4对在步骤S12、S17中执行的附着物清洗工序进行详细说明。其中，在以下的说明中，关于“附着物”，在步骤S12中执行的附着物清洗工序中，是指在燃气轮机的运转中附着于涡轮叶片1的水溶性水垢，在步骤S17中执行的附着物清洗工序中，是指在步骤S16的洁净化工序中使用的喷砂颗粒。
在附着物清洗工序中，首先，以长边方向(图1的上下方向)沿着铅垂方向的方式支承涡轮叶片1(步骤S21)。此时，涡轮叶片1的叶片顶部2T为铅垂方向上侧。其中，“长边方向沿着铅垂方向”不仅包括长边方向与铅垂方向一致的情况，而且包括长边方向相对于铅垂方向具有少许的角度的情况、即涡轮叶片1以具有少许的角度的方式倾斜的情况。
接着，执行利用超声波清洗装置12对如上述那样支承的涡轮叶片1进行清洗的超声波清洗处理(步骤S22)。在本实施方式中，超声波清洗装置12具有设置有发送器以及振子的水槽(均未图示)。然后，在超声波清洗处理中，在设置有该发送器以及振子的水槽内浸渍涡轮叶片1，利用发送器以及振子产生超声波并使之在水槽内传播，由此使附着于涡轮叶片1的表面的附着物剥离。由此，能够使多个内部冷却流路5的内壁面的附着物良好地剥离。另外，在本处理中，也可以使涡轮叶片1的外表面的附着物剥离。尤其是在步骤S12的附着物清洗工序(水垢清洗工序)中，在使附着于平台3、柄部4这样的未实施外涂层的涡轮叶片1的外表面的水溶性水垢剥离这一点上，本处理有效地发挥作用。然后，在超声波清洗处理的执行后，从水槽抬出的涡轮叶片1保持在步骤S21中被支承的姿势向下一工序输送。这样，在以长边方向沿着铅垂方向的方式支承涡轮叶片1的状态下进行超声波清洗处理，由此能够更容易地进行涡轮叶片1向水槽的浸渍、从水槽的抬出。
接着，执行使用加压水清洗装置13向涡轮叶片1的多个内部冷却流路5内喷射加压水进行清洗的加压水清洗处理(步骤S23)。在本实施方式中，在以长边方向沿着铅垂方向且叶片顶部2T为铅垂方向上侧的方式支承涡轮叶片1的状态下，向多个内部冷却流路5的叶片顶部2T的开口分别插入加压水的喷射喷嘴，向内部冷却流路5内直接喷射加压水。由此，包括通过超声波清洗处理未完全剥离的附着物在内，残留在内部冷却流路5内的附着物从叶片顶部2T到叶片根部为止毫无遗漏地被加压水洗掉(从内壁面剥下)，经由叶片根部的开口向涡轮叶片1(内部冷却流路5)的外部排出。本处理尤其适用于从具有本实施方式的涡轮叶片1的迂回流路那样的复杂的内部冷却流路5的叶片中除去附着物。需要说明的是，加压水的喷射喷嘴未必要插入内部冷却流路5的开口(也可以从分离的场所喷射)。另外，在本处理中，不仅朝向内部冷却流路5喷射加压水，也可以朝向涡轮叶片1的外周面喷射加压水。
在加压水清洗处理中，如上所述，在以长边方向沿着铅垂方向的方式支承涡轮叶片1的状态下，从位于铅垂方向上侧的叶片顶部2T的开口向内部冷却流路5内喷射加压水。由此，将内部冷却流路5内的附着物从铅垂方向上侧朝下侧洗掉，能够更良好地除去。另外，在以叶片顶部2T为铅垂方向上侧的方式支承涡轮叶片1的状态下，执行在内部冷却流路5内残留有大量附着物的第一次(步骤S22、S23)超声波清洗处理、加压水清洗处理。由此，当在超声波清洗处理中将涡轮叶片1从水槽抬出时、进行加压水清洗处理时，能够良好地抑制附着物堵塞在与叶片根部侧相比流路狭窄的叶片顶部2T侧的内部冷却流路5内。
进而，以使涡轮叶片1的铅垂方向上下成为相反的方式切换支承方向(步骤S24)的基础上，再次执行超声波清洗处理以及加压水清洗处理(步骤S25、S26)，最后，对涡轮叶片1实施隔水送风(步骤S27)，结束附着物清洗工序。这样，通过重复两次超声波清洗处理以及加压水清洗处理，能够从涡轮叶片1更加良好地除去附着物。此外，在本实施方式中，在步骤S24中以涡轮叶片1的铅垂方向上下成为相反的方式切换支承方向的基础上，执行第二次超声波清洗处理以及加压水清洗处理。即，在步骤S23的加压水清洗处理中，从叶片顶部2T的开口向内部冷却流路5内喷射加压水，与此相对，在步骤S26的加压水清洗处理中，从叶片根部的开口向内部冷却流路5内喷射加压水。其结果是，能够在第一次与第二次的加压水清洗处理的前后切换向内部冷却流路5内供给的加压水的流动的方向，因此，能够极其良好地除去内部冷却流路5内的附着物。
这样，在本实施方式的保护层除去工序中，通过在步骤S12中执行附着物清洗工序(水垢清洗工序)，在步骤S13的残余应力除去工序中对涡轮叶片1实施热处理之前，能够不使用复杂且多样的化学处理以及水洗处理而通过更简单的方法良好地除去附着于以内部冷却流路5内为中心的未实施外涂层的部位的水溶性水垢。另外，如上所述，附着于实施了外涂层的部位的水溶性水垢在外涂层除去工序中与外涂层一起被除去。因而，在用于除去残余应力的热处理中，能够良好地抑制在涡轮叶片1产生高温腐蚀。
另外，在本实施方式的保护层除去工序中，通过在步骤S17中执行附着物清洗工序(喷砂颗粒清洗工序)，在直至从涡轮叶片1除去保护层的一系列工序结束为止的期间，能够将在步骤S16的洁净化工序中使用的喷砂颗粒从涡轮叶片1的内部冷却流路5内良好地除去。其结果是，在保护层除去工序后执行的涡轮叶片1的修补作业、修补完成后的涡轮叶片1的移植作业中，能够良好地抑制因在涡轮叶片1内残留喷砂颗粒而引起的不良情况的产生。需要说明的是，在本实施方式中，将在前方段使用的涡轮叶片1设为修补的对象，但例如在将通过在后方段使用的内部冷却流路为简单结构的叶片设为修补的对象的情况下，认为在内部冷却流路内难以滞留喷砂颗粒，因此，也可以省略步骤S17的附着物清洗工序的执行。
如以上说明的那样，在作为本发明的实施方式所涉及的涡轮叶片的修补方法的保护层除去工序中，在对涡轮叶片1实施用于除去残余应力的热处理(步骤S13)之前，执行附着物清洗工序(水垢清洗工序)，在该工序中进行使涡轮叶片1浸渍于水槽并且使超声波在水槽内传播来清洗涡轮叶片1的超声波清洗处理(步骤S22、S25)、在超声波清洗处理后向内部冷却流路5内喷射加压水的加压水清洗处理(步骤S23、S26)(步骤S12)。由此，能够通过超声波清洗处理使附着于涡轮叶片1的外周面、内部冷却流路5的内壁面的水溶性水垢良好地剥离。然后，能够通过加压水清洗处理更加可靠地除去残留在内部冷却流路5内的水溶性水垢。因而，根据本发明，在具有供制冷剂流通的内部冷却流路5的涡轮叶片1的修补工序中，在对涡轮叶片1实施热处理之前，能够通过更加简单的方法良好地除去附着于该涡轮叶片的水溶性水垢。其中，在附着物清洗工序(步骤S17)中，可以省略步骤S24～S26的处理而仅进行一次超声波清洗处理以及加压水清洗处理，也可以进行三次以上的超声波清洗处理以及加压水清洗处理。需要说明的是，也可以在超声波清洗处理的执行后，在从水槽排出水的基础上，在该水槽内进行加压水清洗处理。
在实施方式的保护层除去工序中，涡轮叶片1具有保护层，该保护层包括对外表面实施的结合涂层(第一覆膜层)、以及对结合涂层的外侧实施的外涂层(第二覆膜层)，在残余应力除去工序(步骤S13)之前，具有通过喷砂处理除去外涂层的外涂层(第二覆膜层)除去工序(步骤S11)。由此，在对涡轮叶片1实施用于除去残余应力的热处理(步骤S13)之前，通过用于除去外涂层的喷砂处理(步骤S11)将附着于外涂层的水溶性水垢与该外涂层一起良好地除去。另一方面，在对涡轮叶片1实施用于除去残余应力的热处理(步骤S13)之前，通过上述附着物清洗工序(步骤S12)将通过该喷砂处理无法除去的附着于外涂层以外的涡轮叶片1的外周面、内部冷却流路5内的水溶性水垢良好地除去。这样，本发明的实施方式所涉及的涡轮叶片的修补方法理想适用于具有外涂层的涡轮叶片1。
其中，外涂层除去工序(步骤S11)与附着物清洗工序(步骤S12)只要在残余应力除去工序(步骤S13)之前，哪一个在先执行皆可。另外，本发明的涡轮叶片的修补方法也可以应用于不具有外涂层的涡轮叶片。在该情况下，从保护层除去工序中省略步骤S11的外涂层除去工序，但在步骤S12的附着物清洗工序中通过超声波清洗处理也能够清洗涡轮叶片的外周面，因此，若执行附着物清洗工序，则能够良好地除去在包括叶片部在内而不具有外涂层的涡轮叶片上附着的水溶性水垢。
在实施方式的保护层除去工序中，涡轮叶片1是动叶，内部冷却流路5在涡轮叶片1的叶片顶部2T以及叶片根部开口，加压水清洗处理(步骤S23、26)从叶片顶部2T的开口以及叶片根部的开口的任一方朝内部冷却流路5内喷射加压水。其结果是，能够将附着在内部冷却流路5内的水溶性水垢从叶片顶部2T到叶片根部毫无遗漏地良好地除去。其中，本发明的应用并不限定于动叶，在将本发明应用于静叶的情况下，只要从能够向内部冷却流路供给加压水的开口部供给加压水即可。
在实施方式的保护层除去工序中，加压水清洗处理中(步骤S23、26)，在以长边方向沿着铅垂方向的方式支承涡轮叶片1的状态下，从叶片顶部2T的开口以及叶片根部的开口中的位于铅垂方向上侧的一方喷射加压水。其结果是，能够将附着在内部冷却流路5内的水溶性水垢通过加压水的喷射从铅垂方向上侧向下侧洗掉而更加良好地除去。其中，在本实施方式中，在以长边方向沿着铅垂方向的方式支承涡轮叶片1的状态下，进行超声波清洗处理以及加压水清洗处理，但也可以在以长边方向沿着水平方向的方式支承涡轮叶片1的状态下，进行超声波清洗处理以及加压水清洗处理的双方或者任意一方。
在实施方式的保护层除去工序中，附着物清洗工序(水垢清洗工序)在相对于上次的加压水清洗处理(步骤S23)以涡轮叶片1的铅垂方向上下成为相反的方式切换支承方向(步骤S24)之后，进行下次的加压水清洗处理(步骤S26)。其结果是，在进行多次加压水清洗处理的情况下，能够切换向内部冷却流路5内供给的加压水的流动的方向，因此，能够将附着在内部冷却流路5内的水溶性水垢极其良好地除去。其中，在本实施方式中，在第二次超声波清洗处理(步骤S25)之前切换涡轮叶片1的支承方向，但步骤S24的处理至少在第一次加压水清洗处理(步骤S23)与第二次加压水清洗处理(步骤S26)之间进行即可。另外，在进行多次超声波清洗处理以及加压水清洗处理的情况下，步骤S24的处理可以始终省略，可以在各加压水清洗处理之间每次进行，也可以仅进行任意次。进而，也可以在进行一次加压水清洗处理之后，在进行步骤S24的处理、即涡轮叶片1的支承方向的切换的基础上，连续地进行加压水清洗处理。
在实施方式的保护层除去工序中，附着物清洗工序(水垢清洗工序)在以叶片顶部2T为铅垂方向上侧的方式支承涡轮叶片1的状态下进行第一次加压水清洗处理(步骤S23)。由此，能够更加良好地抑制水溶性水垢堵塞在通常与叶片根部侧相比流路狭窄的叶片顶部2T侧的内部冷却流路5内。其中，也可以在以叶片根部侧为铅垂方向上侧的方式支承涡轮叶片1的状态下进行第一次加压水清洗处理(步骤S23)、超声波清洗处理(步骤S22)。
附图标记说明
1 涡轮叶片
2 叶片部
2T 叶片顶部
3 平台
4 柄部
5 内部冷却流路
10 保护层除去系统
11 喷砂装置
12 超声波清洗装置
13 加压水清洗装置
14 热处理装置
15 喷砂装置
16 清洗装置
17 喷砂装置
18 热处理装置

Claims (4)

1.一种涡轮叶片的修补方法，该涡轮叶片具有供制冷剂流通的内部冷却流路，其特征在于，
所述涡轮叶片的修补方法具有：
水垢清洗工序，在该工序中，至少进行一次将所述涡轮叶片浸渍于水槽并使超声波在该水槽内传播来清洗该涡轮叶片的超声波清洗处理、以及在该超声波清洗处理之后向所述内部冷却流路内喷射加压水的加压水清洗处理；以及
残余应力除去工序，在该工序中，在所述水垢清洗工序之后，进行热处理以便除去残留于所述涡轮叶片的应力，
所述涡轮叶片具有保护层，该保护层由对外表面实施的第一覆膜层、以及对该第一覆膜层的外侧实施的第二覆膜层构成，
所述涡轮叶片的修补方法具有第二覆膜层除去工序，在该工序中，在所述残余应力除去工序之前，通过喷砂处理除去所述第二覆膜层，
所述内部冷却流路在所述涡轮叶片的叶片顶部以及叶片根部开口，
在所述加压水清洗处理中，在以长边方向沿着铅垂方向的方式支承所述涡轮叶片的状态下，从所述叶片顶部的开口以及所述叶片根部的开口中的位于铅垂方向上侧的一方喷射加压水。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片的修补方法，其特征在于，
所述涡轮叶片是动叶。
3.根据权利要求1所述的涡轮叶片的修补方法，其特征在于，
所述水垢清洗工序在相对于上次的所述加压水清洗处理以使所述涡轮叶片的铅垂方向上下成为相反的方式切换支承方向的基础上，进行下次的所述加压水清洗处理。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的涡轮叶片的修补方法，其特征在于，
所述水垢清洗工序在以使所述叶片顶部为铅垂方向上侧的方式支承所述涡轮叶片的状态下进行第一次所述加压水清洗处理。
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