-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reparatur
von einkristallinen Turbinenschaufeln vorzugsweise einer Hochdruckturbinenstufe
durch Ersetzen eines beschädigten Schaufelteils der Turbinenschaufel.
-
Schäden
an Turbinenschaufeln, insbesondere Hochdruckturbinenschaufeln (nachfolgend
als HDT-Schaufeln bezeichnet) führen heutzutage nicht notwendigerweise
zum gesamten Ersatz des betreffenden Rotors oder Stators, sondern
können nachhaltig auch im Fall einer Blisk-Konstruktion
(„Blisk” ist eine englischsprachige Kurzform für „Blade
Integrated Disk” oder „Blade Integrated Rotor”)
partiell repariert werden. Dies erfolgt im Wesentlichen dadurch, dass
eine beschädigte Schaufel an einer bestimmten Stelle abgeschnitten
und eine passende Ersatzschaufel durch ein Fügeverfahren
angesetzt wird.
-
Als
Verfahren zum Fügen eines solchen Schaufelersatzteils kommen
vorzugsweise Diffusionsverbindungen, Lötverbindungen sowie
Strahlschweißverbindungen, wie bspw. durch Laserstrahlschweißen
erzeugte Verbindungen, in Frage. Derartige Verfahren weisen jedoch
grundsätzlich Nachteile auf. So können bspw. beim
Strahlschweißen nicht die inneren Wände einer
Schaufel verbunden werden. Beim Löten können Bindefehler
entstehen, die nur sehr schwer detektierbar sind. Weiterhin ist
die Verbindungsfestigkeit im Allgemeinen nicht ausreichend.
-
An
dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass im Fall einer „fullrepair” eine
beschränkte Anzahl von Rissen an der Konkav- und Konvexseite
einer HDT-Schaufel zulässig sind (z. B. zwei Risse bei CFM56-7
Triebwerken). Wird diese Anzahl überschritten, dann ist
das Bauteil als Ausschuss zu deklarieren, wobei es sich hierbei
um ein Hochkostenbauteil handelt.
-
US 2005/0091848 A1 beschreibt
daher bereits ein Verfahren zum Herstellen und Reparieren von Turbinenschaufeln.
Dabei umfasst dieses bekannte Verfahren zum Reparieren von Turbinenschaufeln
das Entfernen der Schaufelspitzenkappe und eines Abschnitts des
Schaufelprofils von der Turbinenschaufel, um eine Reparaturfläche
an dem Schaufelprofil zu bilden. Daraufhin wird eine Ersatzschaufelspitze
hergestellt, die eine Ersatzschaufelspitze sowie einen Ersatzschaufelabschnitt
aufweist, die an die zu reparierende Oberfläche angepasst sind.
Schließlich wird die Ersatzschaufel (Ersatzteil) mit der
Reparaturfläche verbunden. Die Verbindung zwischen dem
Ersatzteil und der Reparaturfläche erfolgt dabei entweder
durch thermisches oder durch thermomechanisches Diffusionsverbinden
mittels Hochtemperaturlöten oder Schweißen. Auch
hier werden jedoch die vorstehend genannten Nachteile der Verbindung
des Ersatzteils mit der Reparaturfläche nicht vermieden.
-
Des
Weiteren ist aus
DE
10 2006 033 799 A1 ein Verfahren zur Reparatur von HDT-Schaufeln durch
Ersetzen zumindest eines Teils des Schaufelprofils bekannt, welches
die folgenden Schritte aufweist:
- – Herstellen
eines Ersatzschaufelteils als Gussteil,
- – Abtrennen des beschädigten Bereichs der
Turbinenschaufel mit standardisierter Trennebene, wobei ein Restschaufelblatt
verbleibt,
- – Anpassen des Ersatzschaufelteils an die Ist-Kontur
des Restschaufelblatts, und
- – Fügen des Ersatzschaufelteils mit dem Restschaufelblatt
durch kombiniertes Löten, insbesondere Hochtemperaturlöten,
und Schweißen, insbesondere Strahlschweißverbinden.
-
Obgleich
die allgemeine Vorgehensweise für das Reparieren einer
beschädigten Turbinenschaufel zumindest aus der zuletzt
genannten Druckschrift per se bekannt ist, existieren eine Vielzahl
von Einstellmöglichkeiten bezüglich der anzulegenden
Temperatur beim Hochtemperatur löten, der Lötzeit,
des Abkühlprozesses und dgl., deren Unkenntnis in der Vergangenheit
nach wie vor zu einem erhöhten Ausschuss bei den zu reparierenden
Bauteilen geführt hat.
-
Weiter
ist in beiden vorstehend genannten Dokumenten das allgemeine Abtrennen
eines beschädigten Bereichs des Schaufelblatts und ein
Fügen des Ersatzteils beschrieben. Auf Grund von Beobachtungen
und Erfahrungen der Anmelderin wurde herausgefunden, dass insbesondere
die Verbindungsfestigkeit von diffusionsgelöteten einkristallinen
Verbindungen schon bei geringfügig unterschiedlichen Kristallorientierungen
von wenigen Winkelgraden um eine Größenordnung
abnimmt.
-
Somit
besteht zwar prinzipiell die Möglichkeit zur Reparatur
von HDT-Schaufeln aus einkristallinen Werkstoffen wie z. B. Rene
N5, CMSX4, etc. darin, das beschädigte Schaufelblatt unterhalb
der Schaufelspitze abzutrennen und dann das gießtechnisch hergestellte
Ersatzteil durch Diffusionsföten zu fügen. Eine
optimale Verbindungsqualität kann jedoch nur dann erreicht
werden, wenn sich die kristallographische Primär- und Sekundärorientierung
des Ersatzteils und des zu reparierenden Schaufelblatts nicht unterscheiden.
Ein gießtechnisch hergestelltes Ersatzteil ist deshalb
nicht optimal.
-
Angesichts
der vorstehend beschriebenen Problematik ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zur Reparatur von einkristallinen Turbinenschaufeln
vorzugsweise einer Hochdruckturbinenstufe durch Ersetzen eines beschädigten Schaufelteils
der Turbinenschaufel bereitzustellen, welches die genannten Nachteile
des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere soll die Reparierbarkeit
von beschädigten HDT-Schaufeln verbessert und die Kosten
für deren Reparatur gesenkt werden.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren zur
Reparatur von einkristallinen Turbinenschaufeln gemäß den
in Anspruch 1 definierten Merkmalen gelöst.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Reparatur von einkristallinen Turbinenschaufeln sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
-
Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Reparatur
von einkristallinen Turbinenschaufeln vorzugsweise einer Hochdruckturbinenstufe
durch Ersetzen eines beschädigten Schaufelteils der Turbinenschaufel
vorgesehen. Das Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte
auf:
- – Abtrennen des beschädigten
Schaufelteils der Turbinenschaufel mit standardisierter Trennebene am
Restschaufelblatt,
- – Bereitstellen bzw. Herstellen eines vorzugsweise
gegossenen Rohteils,
- – Erfassen der kristallographischen Orientierung des
Restschaufelblatts und des Rohteils,
- – Herausarbeiten eines Schaufelersatzteils vorzugsweise
durch einen Erodierprozess aus dem Rohteil passend zu der Ist-Kontur
des Restschaufelblatts unter Herstellung einer im Wesentlichen Übereinstimmung
beider kristallographischen Orientierungen, und
- – Fügen des Schaufelersatzteils an das Restschaufelblatt
vorzugsweise durch Diffusionslöten.
-
Gemäß dem
vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren
wird ein sogenanntes gebautes Ersatzteil bzw. Schaufelersatzteil
hergestellt. D. h., aus dem vorzugsweise aus gegossenen einkristallinen
Werkstoffen wie z. B. Rene N5, CMSX 4, etc. hergestellten Rohteil
(z. B. eine von einem Gussblock oder -strang abgeschnittene Scheibe, Platte,
etc.) wird unter Verwendung von Erodierprozessen wie z. B. Drahterodieren,
Senkerodieren oder einem elektrochemischen Abtragsverfahren (ECM bzw.
PECM) das Schaufelersatzteil hergestellt, welches an die Ist-Geometrie
des Restschaufelblatts aus dem Rohteil herausgearbeitet (angepasst)
wird, derart, dass die Innen- und Außenkontur des Schaufelersatzteils
mit der Innen- und Außenkontur des Restschaufelblatts unter
Herstellung einer im Wesentlichen Übereinstimmung der kristallographi schen Orientierungen
des Schaufelersatzteils und des Rohteils übereinstimmt.
Insbesondere ist durch ein Ausrichten der Lage (Kristallorientierung)
des geschnittenen Rohteils in Übereinstimmung mit der erfassten kristallographischen
Orientierung des Restschaufelblatts sichergestellt, dass die Kristallorientierung
des Restschaufelblatts (Spad) und die des aus dem ausgerichteten
Rohteil zu fertigenden (herauszuarbeitenden) Schaufelersatzteils
(Reparaturteil) im Wesentlichen übereinstimmen.
-
Da
somit die entsprechende kristallographische Orientierung, insbesondere
die Primär- und Sekundärkristallorientierung,
des Rohteils erst vor dem Fertigen selbst des Schaufelersatzteils
genau ausgerichtet wird, fallen keine Lagerhaltungskosten bzw. Lagerhaltungsräume
für kristallographisch unterschiedlich orientierte Gussersatzteile
mit Aufmass an, deren Kontur und kristallographische Orientierung
bereits im Wesentlichen des auszutauschenden Schaufelteils entsprechen.
Somit ist ein Klassifizierungsschritt der hergestellten Schaufelersatzteile
bezüglich ihrer jeweiligen kristallographischen Orientierung
in dem erfindungsgemäßen Reparaturverfahren nicht
erforderlich, wodurch die Kosten weiter gesenkt werden können.
-
Durch
das Fertigen des Schaufelersatzteils bevorzugt durch Drahterodieren
bzw. Senkerodieren und das anschließende Fügen
des Schaufelersatzteils an das Restschaufelblatt bevorzugt durch
Diffusionslöten (Transient Liquid Phase Bonding) ist es möglich,
dass ein kontinuierlicher Übergang zwischen dem Schaufelersatzteil
und dem Restschaufelblatt ohne Geometriesprünge hergestellt
werden kann, ohne dass eine weitere Oberflächenbearbeitung
an dem Übergang nach dem Fügeschritt zwingend
erforderlich ist.
-
Bevorzugt
können die Kammern der Innenkontur durch Drahterodieren
gefertigt werden. Des Weiteren werden Turbolatoren der Schaufel
und Auflagebereiche für eine später an das Schaufelersatzteil
zu fügende Schaufelkappe durch Senkerodieren gefertigt.
-
Des
Weiteren ist das Fügen des Schaufelersatzteils durch Diffusionsföten
bevorzugt, um eine optimale Verbindungsfestigkeit am Übergang
zwischen dem Schaufelersatzteil und dem Restschaufelblatt sicherzustellen.
Bevorzugt wird die Schaufelkappe an die vorzugsweise durch Senkerodieren hergestellten
Auflagebereiche des Schaufelersatzteiles angefügt.
-
Bevorzugt
kann das Fügen des Schaufelersatzteils an das Restschaufelblatt
und das Fügen der Schaufelkappe an die Auflagenbereiche
des Schaufelersatzteils gleichzeitig erfolgen, somit können
die Prozesszeit und die Kosten des Verfahrens zur Reparatur von
den einkristallinen Turbinenschaufeln weiter verringert werden.
-
Der
vorstehende erwähnte Erodierprozess ist im Allgemeinen
ein Funkenerodierprozess, der ein thermisches, abtragendes Fertigungsverfahren
für leitfähige Materialien ist und auf elektrischen
Entladevorgängen (Funken) zwischen einer Elektrode (Werkzeug)
und einem leitenden Werkstück beruht.
-
Die
Bearbeitung findet in einem nichtleitenden Medium statt, dem sogenannten
Dielektrikum (meist Öl oder deionisiertes Wasser), das
in ein Becken gefüllt ist oder das mittels Schläuchen
zu dem zu erodierenden Bereich des Werkstücks zugeführt wird.
-
Das
Elektrodenwerkzeug wird so nah an das Werkstück herangeführt
(z. B. 0,04–0,5 mm), bis ein Funken überschlägt,
welcher das Material punktförmig aufschmilzt und verdampft.
Je nach Intensität, Frequenz, Dauer, Länge, Spaltbreite
und Polung der Entladungen entstehen die unterschiedlichen Abtragungsergebnisse.
Selbst komplizierte geometrische Formen sind herstellbar. Das Elektrodenmaterial wählt
man nach dem zu bearbeitenden Werkstoff aus. Kupfer, Messing, Graphit,
Kupferlegierungen (meist mit Wolfram) und Hartmetall sind die gängigsten
Elektrodenmaterialen.
-
Man
unterscheidet zwischen dem funkenerosiven Bohren (Bohrerodieren),
dem funkenerosiven Schneiden (Drahterodieren), bei dem ein Draht
die Elektrode bildet, und dem funkenerosiven Senken (Senkerodieren),
bei dem die Elektrode als negative Form mit Hilfe einer Funkenerodiermaschine
in das Werkstück gedrückt wird.
-
Z.
B. wird beim Drahterodieren ein 0,02–0,33 mm dicker Messingdraht
(Wolframdrähte ab 0.03 mm bzw. beschichtete Messing- und
Stahldrähte), der im oberen Teil einer Erodiermaschine
auf einer Spule aufgewickelt ist, von dort über mehrere
Umlenkrollen zur oberen Drahtführung geführt.
Durch zwei gegenüberliegende Antriebsrollen, welche am
hinteren Teil der Maschine angebracht sind, wird der Draht mit einer
definierten Drahtspannung im Bereich von ca. 5–25 N durch
das Werkstück, die untere Drahtführung und eine
Umlenkrolle, gezogen und danach entsorgt. Die Drahtführungen
ober- und unterhalb des Werkstücks führen und
stützen den Draht, unterdrücken Schwingungen und
garantieren einen geraden Schnitt. Die Werkstücke werden
in dem flüssigen Dielektrikum geschnitten. Durch permanente
Spülung entsorgt das Dielektrikum den anfallenden Erodierabfall
aus einem Schnittspalt am Werkstück.
-
Insbesondere,
wenn sich der Erodierdraht auf einem durch die Erodiermaschine vorgegebenen Pfad
dem Werkstück nähert, entsteht zwischen den beiden
bei einem sehr kleinen Abstand ein Lichtbogen. Normalerweise würde
der dünne Draht nun durch einen Kurzschluss zerstört.
Da der Draht sich in dem Dielektrium befindet und ständig
(bis zu 300 mm/s) durchläuft, verbrennt er jedoch nicht.
Sobald ein Funke entsteht, bricht die Stromzufuhr zusammen (Kondensatorentladung),
die Wärme der Entladung lässt das Materialgefüge
in seiner näheren Umgebung schmelzen und verdampfen, nach
der Entladung entsteht eine Vakuumblase, diese fällt zusammen
und löst das geschmolzene Material aus seinem Gefüge.
Dies geschieht fortlaufend viele tausend Mal in der Minute.
-
Oft
wird bis zu viermal mit niedrigeren Strömen nachgeschnitten,
um Genauigkeiten im Bereich von weniger als 2 μm zu erreichen.
-
Der
Entladungsstrom hat üblicherweise eine Stärke
zwischen 0,5 A und 80 A je nach Werkstoffart bei max. 42 Volt im
Funkenspalt. Im Entladungskanal entstehen Temperaturen von 1000°C
bis 5000°C, die zum Schmelzen und Verdampfen der Werkstoffteilchen
führen.
-
Beim
Senkerodieren erzeugt eine Elektrode Funken auf dem zu bearbeitender
Werkstück. Die Elektrode hat die negative Form der zu schaffenden Werkstückoberfläche.
Damit lassen sich z. B. Sacklöcher erzeugen, wenn z. B.
beim Drahterodieren nicht am Rand gestartet werden kann, so kann
man mit Hilfe des Senkerodierens eine Startbohrung schaffen. Ferner
können Bahnen realisiert oder Hinterschnitte am zu bearbeitenden
Werkstück herausgearbeitet werden.
-
Des
Weiteren sei darauf hingewiesen, dass beim vorstehend erwähnten
Diffusionslöten im Allgemeinen die Löttemperatur
solange gehalten wird, bis durch Diffusion zwischen Grundwerkstoff
und flüssigem Lot das Lotgut bei Löttemperatur
erstarrt (sog. isotherme Erstarrung). Ein großer Vorteil
ist hierbei die erhöhte Wiederaufschmelz- oder Auslösetemperatur
der Lötverbindung. Damit wird eine derartige Verbindung
auch bei Temperaturen oberhalb der Löttemperatur mechanisch
belastbar.
-
Entscheidend
für das Verringern einer Bauteilausschussrate ist demzufolge
auch der zuletzt durchzuführende Fügeprozess durch
Diffusionslöten. Dieser Diffusionslötprozess kann
z. B. wie folgt durchgeführt werden:
Gemäß einer
ersten Verfahrensvariante kann der Diffusionslötprozess
zweistufig durchgeführt werden, wobei in der ersten Stufe
das Temperaturniveau mindestens 100 K oberhalb der Liquidustemperatur
des Lotwerkstoffes liegt und das Temperaturniveau in der zweiten
Stufe mindestens 20 K über der Liquidustemperatur des Lotwerkstoffs
liegt. Darüber hinaus soll die Prozesszeit, in der das
erste Temperaturniveau vorherrscht, zwischen 10 und 60 Minuten liegen
und die Prozesszeit, in der das zweite Temperaturniveau vorliegt,
zwischen 240 und 1200 Minuten liegen.
-
Alternativ
hierzu ist es gemäß einer zweiten bevorzugten
Verfahrensvariante vorgesehen, den Diffusionslötprozess
im Rahmen eines einstufigen Prozesses durchzuführen, bei
welchem das Temperaturniveau mindestens 80 K oberhalb der Liquidustemperatur
des verwendeten Lotwerkstoffes liegt und die Prozesszeit zwischen
360 und 1200 Minuten festgelegt ist.
-
Ferner
können auch mehrstufige Diffusionslötprozesse
(d. h. höher als zweistufige) angewandt werden.
-
Die
Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
-
1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Restschaufelblatts und eines
darüber angeordneten passenden Ersatzteils;
-
2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Rohteils, dessen kristallographisch
Orientierung erfasst ist;
-
3 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer in Übereinstimmung mit
der kristallographischen Orientierung des Restschaufelblatts ausgerichteten Lage
des Rohteils; und
-
4 zeigt
eine perspektivische Ansicht, in der das zu bearbeitende Rohteil
und das passend zu der Ist-Kontur des Restschaufelblatts gefertigte Schaufelersatzteil
dargestellt sind.
-
In 1 ist
im unteren Bereich ein Restschaufelblatt 2 einer HDT-Schaufel 1 dargestellt,
welches bereits von einem beschädigten Schaufelteil (Schaufelspitzenteil)
befreit wurde. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei der dargestellten HDT-Schaufel 1 bzw.
dem Restschaufelblatt 2 um eine einkristalline Hochdruckturbinenschaufel,
deren oberes beschädigtes Schaufelteil auf der Basis me chanischer
sowie geometrischer Randbedingungen entlang einer standardisierten Trennebene
abgetrennt wurde. Die entlang dieser Schnittebene entstehende Trennfläche 8 kann
anschließend einem Schleifprozess unterzogen werden. Ferner
ist in der 1 gezeigt, dass die HDT-Schaufel 1 in
der Regel hohl ausgebildet ist, wobei in ihrem Inneren Stege 5 angeordnet
sind, mittels denen Kammern 6 ausgebildet sind.
-
Oberhalb
des Restschaufelblatts 2 ist ein Schaufelersatzteil 3 dargestellt.
Das Schaufelersatzteil 3 ist dabei an die Ist-Kontur des
Restschaufelblatts 2 angepasst, d. h. die Außen-
und die Innenkontur des Restschaufelblatts 1 stimmt mit
der Außen- und Innenkontur des Schaufelersatzteils 5 überein.
Insbesondere kann durch den Betrieb der HDT-Schaufel 1 in
einem Triebwerk die Soll-Kontur erheblich von der Ist-Kontur der
zu reparierenden Turbinenschaufel abweichen. Die entsprechende Anpassung
bzw. Herstellung des Schaufelersatzteils 3 an die Ist-Kontur
des Restschaufelblatts 2 insbesondere unter Beachtung,
dass keine sprungartigen Änderungen der Innen- und Außenkontur
entstehen, ist nachstehend anhand der 2 bis 4 näher
erläutert.
-
Erfindungsgemäß wird
das Schaufelersatzteil 3 aus einem Rohteil 4,
das in 2 gezeigt ist, hergestellt. Dieses Rohteil 4 hat
die Form einer Scheibe, die aus demselben einkristallinen Werkstoff wie
das Restschaufelblatt 2 besteht und von einem Gussblock
(nicht gezeigt) abgeschnitten wurde. Der einkristalline Werkstoff
ist z. B. Rene N5, PW1440, etc.
-
Die
kristallographische Orientierung des Rohteils 4 ist anhand
des kartesischen Koordinatensystems der x-, y- und z-Achse in 2 dargestellt. Entsprechend
ist in 1 die Anordnung (die Orientierung) hinsichtlich
der kristallographischen Ausrichtung des einkristallinen Werkstoff
des Restschaufelblatts 2 anhand des kartesischen Koordinatensystems
von 1 gezeigt. Es ist somit erforderlich, dass die
Kristallorientierung des Rohteils 4 in Übereinstimmung
mit der Kristallorientierung des Restschaufelblatts 2 in Übereinstimmung
gebracht wird. Dies geschieht durch entsprechendes Drehen und Positionieren
des Rohteils 4 z. B. durch eine Eulertransformation. Damit
können beide Koordinatensysteme ineinander übergeführt
werden (z. B. durch drei Drehungen). Zeitgleich bzw. im Vorfeld
zu dieser Ausrichtung der Lage des Rohteils 4 wird die
kristallographische Orientierung des Restschaufelblatts 2 und
des Rohteils 4 bevorzugt durch Anwendung eines sogenannten
Laue-Messverfahren bestimmt.
-
Wie
in 3 durch die zu in 2 unterschiedlichen
Lagen des Rohteils 4 und des kartesischen Koordinatensystems
verdeutlicht ist, wurde die Lage des Rohteils 4 in Übereinstimmung
mit der kristallographischen Orientierung, insbesondere der kristallographischen
Primär- und Sekundärorientierung des Restschaufelblatts 2 ausgerichtet.
D. h., die Kristallorientierung des Restschaufelblatts 2 und
die des ausgerichteten Rohteils 4 stimmen im Wesentlichen überein.
-
Anschließend
wird die Innen- und Außenkontur des Schaufelersatzteils 3 durch
Drahterodieren und Senkerodieren gefertigt. Insbesondere werden
die Kammern 6 der Innenkontur des Schaufelersatzteils 3 durch
Drahterodieren gefertigt bzw. werden Turbolatoren (nicht gezeigt)
und ein Auflagebereich (nicht gezeigt) für eine Schaufelkappe
bzw. Tip-Cap (nicht gezeigt), die auf diesen Auflagebereich des
Schaufelersatzteils 3 angefügt werden kann, an
dem Schaufelersatzteil 3 durch Senkerodieren gefertigt.
-
Durch
das entsprechende Erodieren (Anpassen) wird das Schaufelersatzteil 3 passend
zu der Ist-Kontur des Restschaufelblatts 2 insbesondere
unter Beachtung, dass keine sprungartigen Änderungen der
Geometrie an der Innen- und Außenkontur des Schaufelersatzteils 3 bezüglich
des Restschaufelblatts entstehen, fertig gestellt, wie in 4 und 1 oben
schematisch gezeigt ist.
-
Dann
wird das Schaufelersatzteil 3 mit seiner entsprechenden
Kontaktfläche an die Trennfläche 8 des
Restschaufelblatts 3 angesetzt. Zum Ansetzen des Schaufelersatzteils 3 an
das Restschaufelblatt 2 ist es erforderlich, dass die Trennfläche 8 des
Restschaufelblatts 2 und/oder die Kontaktfläche
des Schaufelersatzteils 3 im Wesentlichen auszumessen sind.
Das Ausmessen kann schon am abgetrennten Restschaufelblatt 2 erfolgen,
so dass dieses und das gebaute Schaufelersatzteil 3 zusammenpassen.
In der Regel erfolgt dies visuell gegebenenfalls durch einen Abtasten-
bzw. Einscannvorgang in einer nachgeschalteten Bildverarbeitung.
Dieselben Messungen können auch an der Auflagefläche
an dem Schaufelersatzteil 3 und der entsprechenden Kontaktfläche
der Schaufelkappe durchgeführt werden.
-
Gemäß dem
Ausführungsbeispiel wird dann das Fügen des Schaufelersatzteils 3 an
das Restschaufelblatt 2 durch einen Diffusionslötprozess
abgeschlossen, so dass eine optimale Verbindungsfestigkeit am Übergang
zwischen dem Schaufelersatzteil 3 und dem Restschaufelblatt 1 und
ein kontinuierlicher Übergang zwischen Ersatzteil und Schaufelblatt
sichergestellt sind.
-
Anschließend
bzw. im Zuge der Diffusionslötung wird noch die Schaufelkappe
an das Schaufelersatzteil 3 gefügt.
-
Gemäß dem
vorstehenden Verfahren zur Reparatur von einkristallinen Turbinenschaufeln
ist somit ein Restschaufelblatt 2 mit einem Schaufelersatzteil 3 verbunden,
welches kostengünstig und hinsichtlich der kristallographischen
Orientierung mit der der des Restschaufelblatts 2 im Wesentlichen übereinstimmt,
wodurch sich die Verbindungsfestigkeit der diffusionsgelöteten
Verbindung und auch ein LCF- bzw. HCF-Bereich erheblich erhöhen.
-
Nachstehend
sind noch einige Modifikationen des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Reparatur von einkristallinen Turbinenschaufeln beschrieben.
-
Das
Heraustrennen des Schaufelersatzteils aus dem Rohteil ist nicht
auf Erosions- bzw. Erodierprozesse beschränkt, sondern
es können z. B. auch Fräs- wie z. B. Mikrofräsprozesse
oder weitere zerspanende Fertigungsverfahren verwendet werden, um
das Schaufelersatzteil entspre chend der Ist-Kontur des Restschaufelblatts
herzustellen, ohne dass eine Nachbearbeitung nach dem Fügen
des Schaufelersatzteils an das Restschaufelblatt erfolgt.
-
Das
Fügen der Schaufelkappe an das Schaufelersatzteil kann
gleichzeitig mit dem Fügen des Ersatzteils auf das Restschaufelblatt
erfolgen.
-
Die
Schaufelkappe kann durch entsprechende Erodierprozesse einstückig
an dem Schaufelersatzteil ausgeformt sein.
-
Der
Diffusionslötprozess kann als einstufiger oder mehrstufiger
Diffusionsprozess ausgeführt werden. Alternativ kann auch
ein induktives Diffusionslöten angewandt werden.
-
Das
Rohteil kann auch ein Schmiedrohbauteil anstelle des gegossenen
Bauteils sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 2005/0091848
A1 [0005]
- - DE 102006033799 A1 [0006]