CS276857B6 - Process for a protective plate soldering on - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu připájení ochranné destičky ze slitiny obsahující karbid titanu na lopatku z titanové slitiny u parní turbiny.

Lopatky z titanových slitin pro parní turbiny jsou obzvláště vhodné pro poslední nízkotlaké stupně, kde se používá velkých lopatek. V těchto posledních stupních však pára obsahuje také kapičky vody, které narážejí na pohybující se turbinové lopatky, mající vysokou obvodovou rychlost a pozvolna destruují náběhové hrany těchto lopatek. Problém této destrukce náběhových hran nebyl zatím v minulosti vyřešen a opotřebované lopatky musely být velmi často periodicky vyměňovány za lopatky nové.

V současné době je ochrana náběhových hran z titanové slitiny lopatek řešena tak, že se tyto náběhové hrany připevňují ochranné destičky ze slitiny podle patentu č. 276 725 obsahující v % hmotnosti 28 až 40 % karbidu titanu, 12 až 26 % chrómu, nebo chrómu, plus kobaltu, 1 až 6 % molybdenu, 3 až 8 % niklu, 0,3 až

1,5 % mědi, přičemž zbytek do 100 % je tvořen železem.

Problém zůstává způsob vytvoření kvalitního pájeného spoje mezi ochrannou destičkou a lopatkou turbiny, aby ovrstvené náběhové hrany turbinové lopatky ze slitiny titanu výše uvedenou ochrannou destičkou ze slitiny s karbidem titanu měly dlouhodobou životnost i ve velmi exponovaných posledních nízkotlakových stupních parních turbin.

Pájený spoj mezi lopatkou a ochrannou destičkou bývá zdrojem častých vad, někdy docházelo i k odprýsknutí destičky před zatížením.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob připájení ochranné destičky mající složení v % hmotnosti 28 až 40 % karbidu titanu, 12 až 26 % chrómu a kobaltu, 1 až 6 % molybdenu, 3 až 8 % niklu, 0,3 až 1,5 % mědi a zbytek do 100 % je tvořen železem na lopatku z titanové slitiny parní turbiny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se ochranná destička umístí na lopatku, přičemž se mezi ochrannou destičku a lopatku vloží pásek na bázi mědi tlouštky 0,07 až 0,15 mm a lopatka s ochrannou destičkou se zahřívají v peci za vakua nebo v inertní atmosféře na teplotu 900 až 950 °C po dobu 30 až 75 minut, načež se ochladí na teplotu okolí.

S výhodou se po uvedeném ochlazení na teplotu okolí lopatka s ochrannou destičkou opětovně zahřívají na teplotu 450 až 500 °C po dobu 4 až 6 hodin, načež se teplota lopatky s ochrannou destičkou nechá opět klesnout na teplotu okolí.

Tímto postupem se dosáhne toho, že pájený spoj mezi lopatkou, páskem na bázi mědi a ochrannou destičkou vzniká současně a má optimální kvalitu. Navíc dochází k převedení alespoň části karbidu titanu do roztoku, což uděluje ochranné destičce tvrdost vyšší než 50 HRC. Jestliže je žádoucí, aby ochranná destička měla tvrdost přesahující hodnotu 60 HRC, potom se po ochlazení na teplotu okolí opět zvýší teplota lopatky na 450 až 500 °C a tato teplota se udržuje po dobu 4 až 6 hodin, načež se provede opětovné vychladnutí na teplotu okolí. Tento dodatečný pracovní stupeň umožňuje převedení téměř veškerého karbitu titanu do roztoku a současně zajištuje tepelné popouštění spájených částí.

Způsob podle vynálezu bude v následující části popisu detailněji popsán na příkladném provedení, které má pouze ilustrativní a neomezující charakter a které je zobrazeno na připojeném výkrese, na kterém:

- obr.l znázorňuje ochrannou destičku uspořádanou na lopatce z karbidu titanu,

- obr.2 znázorňuje půdorys lopatky z obrázku 1 a

- obr.3 znázorňuje řez lopatkou z obr.l v rovině III -III.

Lopatka parní turbiny zobrazená na obrázku 1 sestává z paty 1 a ze šroubovicovitě stočeného listu 2, majícího náběhovou hranu

3. a odtokovou hranu 4. V horní části lopatky je podél náběhové hrany 2 na vnější straně lopatky uspořádaná ochranná destička 5. Tato destička se rozprostírá na asi jedné třetině šířky listu 2. Mezi listem 2 a destičkou 5 se nachází pásek 6 mědi (obr.2. a obr.3).

Lopatka je zhotovena z titanové slitiny a destička 5 může mít obecně složení v % hmotnosti 28 až 40 % karbidu titanu, 12 až 26 % chrómu plus kobaltu, 1 až 6 % molybdenu, 3 až 8 % niklu, 0,3 až 1,5 % mědi, přičemž zbytek do 100 % je tvořen železem. V daném konkrétním případě má destička 5 složení zahrnující 32 % karbidu titanu, 20 % chrómu, 2 % molybdenu, 3 % niklu, 1 % mědi a 42 % železa (kompozice 1), nebo 33 % karbidu titanu, 14 % chrómu, 9 % kobaltu, 5 % molybdenu, 6 % niklu, 0,8 % mědi a 32,2 % železa (kompozice 2).

Ochranná destička 5 se vyrobí z prášku spékáním, machanickým a následujícím obráběním. Tato destička bude mít délku odpovídající délce části listu lopatky určené k ochraně ( až 500 mm) a adekvátní šířku, přičemž bude mít plochý nebo prohnutý tvar s oblou nebo ostrou hranou a to tak, aby byla svým tvarem přizpůsobena tvaru listu lopatky. Obrábění destičky se musí provádět s dostatečnou přesností tak, aby vůle mezi listem 2 lopatky a ochrannou destičkou byla všude nižší než 0,1 mm. Potom se připraví list 2 lopatky a na tento list 2 se připájí destička 5, přičemž se předtím mezi destičku 5 list 2 lopatka vloží pásek 6 mědi tlouštky 0,010 mm. Za účelem provedení připájení destičky 5 se list 2 lopatky opatřený destičkou 5 umístí do pece, přičemž destička 5 se na listu 2 fixuje dvěma nebo třemi molybdenovými svorkami.

Potom se zvyšuje teplota v peci až na hodnotu 900 až 950 °C. Tato teplota se potom udržuje po dobu 30 až 75 minut a to v závislosti na tloušťce náběhové hrany lopatky, načež se pec nechá vychladnout na teplotu okolí. Toto tepelné zpracování umožňuje kromě připájení ochranné destičky 5 na list 2 lopatky také strukturální vytvrzení destičky 5 převedením podstatné části karbidu titanu do roztoku. Ochranná destička 5 takto získá tvrdost 50 až 55 HRC. Za účelem dalšího zvýšení tvrdosti ochranné destičky 5 se lopatka podrobí následujícímu dodatečnému tepelnému zpracování. Teplota v peci se opět zvýší na 450 až 500 °C a tato teplota se udržuje po dobu 4 až 6 hodin, což má za následek převedení do roztoku téměř veškerého karbidu titanu. Navíc přitom současně dochází k popouštění spájených částí a ochranná destička takto získá tvrdost minimálně 60 HRC.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob připájení ochranné destičky, mající složení v % hmotnosti 28 až 40 % karbidu titanu, 12 až 26 % chrómu plus kobaltu, 1 až 6 % molybdenu, 3 až 8 % niklu, 0,3 až 1,5 % mědi a zbytek do 100 % je tvořen železem, na lopatku z titanové slitiny u parní turbiny, vyznačený tím, že se ochranná destička umístí na lopatku, přičemž se mezi ochrannou destičku a lopatku vloží pásek na bázi mědi tlouštky 0,07 až 0,15 mm a lopatka s ochrannou destičkou se zahřívají v peci za vakua nebo v inertní atmosféře na teplotu 900 až 950 °C po dobu 30 až 75 minut, načež se ochladí na teplotu okolí.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se po ochlazení na teplotu okolí lopatka a ochranná destička znovu zahřívají na teplotu 450 až 500 °C po dobu 4 až 6 hodin, načež se teplota nechá opětovně klesnout na teplotu okolí.