DE102016217605A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ausbesserung der Vorderkante einer Kompressor- oder Turbinenschaufel - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Ausbesserung der Vorderkante einer Kompressor- oder Turbinenschaufel Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Ausbesserung einer Vorderkante (2) einer Kompressor- oder Turbinenschaufel (1) für eine Gasturbine wird ein Aufsatz (19) mit einer zu einer ersten Seite (25) des Aufsatzes (19) hin geöffneten Profilform (23), die an eine vorgegebene Profilform der Vorderkante (2) der Kompressor- oder Turbinenschaufel (1) angepasst ist, auf mindestens einen Teilbereich der Vorderkante (2) mit der ersten Seite (25) passgenau aufgesetzt, so dass durch die Vorderkante (2) und die Profilform (23) ein abgeschlossener Hohlraum (31) gebildet ist und dass ein aushärtender Werkstoff (36) in den Hohlraum (31) eingebracht wird, der zu einer vorgegebenen Neukontur (39) erstarrt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbesserung der Vorderkante einer Kompressor- oder Turbinenschaufel für eine Gasturbine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, und eine entsprechende Vorrichtung.
  • Hochbeanspruchte Bauteile einer Gasturbine, wie sie etwa in Flugzeugtriebwerken verwendet wird, erleiden im Betrieb unweigerlich starke Verschleißerscheinungen. Erosive Partikel, wie beispielsweise Sand oder Staub, erzeugen einen Materialabtrag an den vorderen Kanten (Leading Edge) der Kompressorschaufeln. Das Profil der Kompressorschaufeln an deren Vorderkante ist aerodynamisch optimiert und wird durch den erosiven Abtrag verändert, was zu Verschlechterungen der Strömungseigenschaften der einströmenden Luft und somit zu einer verringerten Effizienz der Gasturbine führt. Dadurch wird mit den verschlissenen Vorderkanten der Kompressorschaufeln für die gleiche Triebwerksleistung mehr Treibstoff benötigt als mit dem aerodynamisch optimierten Kantenprofil.
  • Es haben sich neben einem kosten- und zeitaufwändigen Komplettaustausch der Kompressorschaufeln mehrere Reparaturverfahren etabliert, die auf eine Verbesserung der verringerten Triebwerkseffizienz aufgrund der erosiven Abtragung und auf eine Lebensdauerverlängerung der Kompressorschaufeln gerichtet sind. So werden zur Ausbesserung der erosiv abgetragenen Vorderkanten verschiedene Verfahren genutzt, die zum Ziel haben, Kompressorschaufeln wieder mit möglichst aerodynamischen Profilen zu versehen.
  • Aus dem Stand der Technik sind insbesondere Schweißverfahren bekannt, bei denen mittels Auftragsschweißen zusätzliches Material auf ein verschlissenes Bauteil aufgetragen wird, wobei meist zur Vorbehandlung weiteres Material des Bauteils abgetragen werden muss.
  • Ebenfalls aus dem Stand der Technik sind Reparaturverfahren bekannt, bei denen mittels Schleifen der aerodynamischen Kante von Kompressorschaufeln die verschlissenen Profilbereiche und aufgerauten Oberflächen geglättet und geformt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der Patentschrift US 6 302 625 B1 bekannt.
  • In der Patentschrift DE 10 2010 032 042 B3 ist ein Verfahren zum Rekonturieren von Vorderkanten von Turbinenschaufeln beschrieben, das mittels Energieeintrag von Laserstrahlen ein Aufschmelzen der erodierten Kante und ein Verrunden der Kante bewirkt, ohne dabei weiteres, noch bestehendes Grundmaterial abzutragen.
  • Nachteilig an den vorgenannten Reparaturverfahren ist im Falle der Schleifverfahren insbesondere der Materialabtrag aufgrund der Natur des Schleifens als spanabhebendes Verfahren. An der erodierten Kante wird Material derart abgetragen, dass sich die Kante wieder in einer aerodynamisch vorteilhaften Profilform und mit einer geglätteten Oberfläche präsentiert. Dabei wird insgesamt also nicht nur durch den erosiven Abtrag, sondern auch durch das Schleifen eine erhebliche Menge an Grundwerkstoff abgetragen. Durch dieses Reparaturverfahren wird die für die Funktionalität der Gasturbinenschaufel so wichtige Sehnenlänge in erhöhtem Maße verkürzt, was zu einer Verringerung der wirksamen Fläche der Gasturbinenschaufel führt, insbesondere in Bezug auf den Sicherheitsabstand zum Turbinen-Strömungsabriss. Eine derartige Verkürzung tritt bei jeder Reparatur auf und führt nach mehreren Reparaturen unweigerlich zur Unbrauchbarkeit der Gasturbinenschaufel, da die Sehnenlänge zu stark verkürzt ist.
  • Besonders starker Materialabtrag und somit Sehnenverkürzung entsteht durch die Ausbesserung von punktuellen Störstellen, wie etwa tiefen schmalen Einkerbungen und Einbuchtungen der Gasturbinenschaufeln, die beispielsweise durch eingesaugte Steine oder Vögel entstehen. Zur Wiederherstellung eines aerodynamisch vorteilhaften Profils muss das die Störstelle umgebende Material großflächig bis zur Tiefe der Einkerbung abgeschliffen werden.
  • Im Falle von „on-wing“-Reparaturen, dem Schleifen am zusammengebauten Motor, also an einem Triebwerk, das sich noch am Flügel eines flugfähigen Flugzeugs befindet, kann auch bereits die Gewichtsreduktion durch den Materialabtrag problematisch sein und zu Unwuchten führen. Im Falle von Reparaturen an ausgebauten Gasturbinenschaufeln kann durch geeignete Verteilung der einzelnen, unterschiedlich schweren Gasturbinenschaufeln ein Entstehen von Unwuchten im Wesentlichen ausgeglichen werden, jedoch sind derartige Reparaturen mit einem deutlich erhöhten zeitlichen und arbeitsintensiveren Aufwand und somit auch einem erhöhten Kostenaufwand verbunden, da die Gasturbine zunächst zerlegt und nach der Reparatur der Schaufeln wieder zusammengesetzt werden muss und des Weiteren ein kostenintensiver Probelauf stattfinden muss, bevor das Flugzeug wieder starten dürfte.
  • Das Laserverrunden als Reparaturverfahren kann in der Regel ohne zusätzlichen Materialabtrag neben dem erosiven Abtrag durchgeführt werden. Durch den Energieeintrag eines Laserstrahls wird der bestehende Grundwerkstoff aufgeschmolzen und verrundet die vormals verschlissene Kante in Teilbereichen aufgrund der Oberflächenspannung des aufgeschmolzenen Materials. Jedoch wird die Temperaturbeeinflussung als nachteilig angesehen. So kann theoretisch die Titanstruktur des Grundwerkstoffs beeinträchtigt werden und einen negativen Einfluss auf die Materialfestigkeit der Gasturbinenschaufel nehmen. Zusätzlich werden derzeit häufig bei schmelzenden Verfahren kosten- und zeitaufwändige Prüfverfahren im Nachgang der Bearbeitung eingesetzt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausbesserung von Erosionsschäden von Kompressor- oder Turbinenschaufeln für eine Gasturbine bereitzustellen, die ohne zusätzlichen Materialabtrag und ohne Temperaturbeeinflussung des Grundwerkstoffs auskommen. Prüfverfahren wie Röntgen oder Rissprüfung sollen vom Verfahren her unnötig sein.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 mit einer Vorrichtung nach Anspruch 6. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und den zugehörigen Beschreibungen und Zeichnungen zu entnehmen.
  • Zur Lösung des Problems wird erfindungsgemäß ein Aufsatz mit einer zu einer ersten Seite des Aufsatzes hin geöffneten Profilform verwendet. Die Profilform des Aufsatzes ist an eine vorbestimmte Profilform der Vorderkante der Kompressor- oder Turbinenschaufel angepasst, wobei der Aufsatz dazu ausgebildet ist, auf mindestens einen Teilbereich der Vorderkante mit der ersten Seite passgenau aufgesetzt zu werden, so dass durch die Vorderkante und die Profilform des Aufsatzes ein abgeschlossener Hohlraum gebildet ist, und dass ein aushärtender Werkstoff in den Hohlraum eingebracht wird, der zu einer vorgegebenen Neukontur erstarrt. Der Aufsatz ist dabei derart ausgestaltet, dass dessen geöffnetes Profil als Negativform für die auszubessernde Turbinenkante geformt ist. Dabei kann der Aufsatz vor dem Reparatureinsatz auf das für die spezifische Gasturbinenschaufel optimale Profil eingestellt sein. Der Profilaufsatz ist dabei derart geformt, dass die Öffnung und die Tiefe des Profils die Gasturbinenschaufel mitsamt der erodierten Kante passgenau aufnehmen können. Ein flüssiger Werkstoff kann in den durch die Kante und den Profilaufsatz gebildeten Hohlraum durch eine am Aufsatz vorgesehene Öffnung eingebracht werden und den Hohlraum ausfüllen.
  • Vorzugsweise ist der eingebrachte Werkstoff ein Material, das aushärtet und sich dabei stabil mit der erodierten Kante der Gasturbinenschaufel verbindet. Außerdem sollte das Material innerhalb der Betriebsparameter der Gasturbinenschaufeln im ausgehärteten Zustand ausreichend fest und stabil sein. Vorteilhaft an diesem Reparaturverfahren ist, dass durch das Ausfüllen der Negativform eine dem Neuteil oder Idealteil angepasste, aerodynamisch optimierte Geometrie als Neukontur an der vormals erodierten Vorderkante bestehen bleibt, die insbesondere auch die ursprüngliche Sehnenlänge der Gasturbinenschaufel wiederherstellt.
  • Besonders vorteilhaft erweist sich bei der erfindungsgemäßen Lösung, dass ein weiterer erosiver Materialabtrag des Grundwerkstoffs der Gasturbinenschaufel dadurch vermindert wird, dass nach der Reparatur weiterer Abtrag zunächst bei dem neuen Profil aus dem aufgebrachten Material auftritt. Weitere Reparaturen betreffen dann die Wiederherstellung des neuen Profils, ohne dass ein Substanzverlust des Grundwerkstoffs der Gasturbinenschaufel auftreten würde. Das Neuprofil kann auch derart ausgestaltet sein, dass es sich bei der Reparatur vergleichsweise leicht entfernen lässt und auf die erodierte Kante eine komplett neue Neukontur aufgebracht wird. Die Gasturbinenschaufel kann dadurch deutlich länger eingesetzt werden, was die Wartungskosten des Triebwerks signifikant reduziert.
  • Grundsätzlich sind unter dem Begriff Turbinenschaufeln alle in einer Gasturbine eingesetzten Schaufeln zu verstehen. Ein Fachmann kann jedoch solche Schaufeln als Turbinenschaufeln verstehen, die sich im Bereich der Turbine des Triebwerks befinden und Kompressorschaufeln als jene Schaufeln, die im Bereich des Kompressors angeordnet sind. In dieser Anmeldung soll der Begriff Gasturbinenschaufel der Übersichtlichkeit halber sowohl Kompressorschaufeln (einschließlich Fan Blades) und Turbinenschaufeln umfassen.
  • Vorzugsweise kann der Hohlraum mit einem Unterdruck beaufschlagt werden, um den Werkstoff in den Hohlraum einzubringen. Um den Werkstoff in den Hohlraum einzubringen, können die Unterdruckkräfte im Hohlraum genutzt werden. So kann am Profilaufsatz ein Verbindungselement oder ein Durchgang zu einem Vakuumsystem hergestellt werden, das es ermöglicht im Hohlraum ein Vakuum oder Unterdruck zu erzeugen. Dies kann beispielsweise mittels einer Verbindung zu einer Vakuumpumpe realisiert sein. Dieser Durchgang kann verschließbar sein, so dass die Unterdruckerzeugung vor dem Einbringen des Werkstoffs abgeschlossen ist. Durch den Unterdruck wird der Profilaufsatz zusätzlich an der Kante der Gasturbinenschaufel fest- und in Position gehalten und einem Verrutschen entgegengewirkt. Der Werkstoff wird dann an einer geeigneten Stelle der Profilform, beispielsweise am Schaufelende, zugeführt und durch die Unterdruckkräfte in den Hohlraum zwischen der Negativform, also der Profilform des Aufsatzes und der erodierten Kantenoberfläche gezogen. Der Werkstoff füllt den Hohlraum aus und wird dadurch in die vorgegebene Form gebracht in der er erstarrt und das Neuprofil bildet.
  • Vorzugsweise ist das einzubringende Material ein Epoxidharz. Die erodierte Vorderkante der Gasturbinenschaufel bildet durch ihre Rauheit einen idealen Haftgrund zur Verklebung von Epoxidharzen aufgrund der für die Verklebung relevanten vergrößerten Kontaktoberfläche. Dadurch ist eine stabile Verbindung des neuen Profils mit der erodierten Kante der Gasturbinenschaufel gewährleistet. Epoxidharze werden üblicherweise in unterschiedlichen wärmestabilen Ausführungen verwendet. So sind für den Einsatz an Gasturbinenschaufeln beispielsweise Epoxidharze mit einer Temperaturbeständigkeit von 180°C und darüber vorteilhaft. Zudem ist es vorteilhaft Epoxidharze zu verwenden, die in diesem Temperaturbereich ihren maximalen Vernetzungsgrad erreichen. Die Neukontur muss innerhalb der zu erwartenden Betriebsbereiche temperaturbeständig sein. So muss beispielsweise für die Kompressorschaufeln (Fan Blades) eine Temperaturbeständigkeit bis mindestens 150°C gewährleistet sein. Diese Temperatur wird erreicht bei Starts von Flugzeugen in Wüstenregionen mit 50°C Lufttemperatur und 100°C Aufheizung der Luft beim Start aufgrund der Kompression.
  • Vorzugsweise werden dem Werkstoff Zuschlagbestandteile beigemischt. Die Beimischung von Zuschlagbestandteilen zum Werkstoff kann dessen Eigenschaften im ausgehärteten Zustand verbessern. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise durch die Beimischung von verschleißmindernden Zuschlagteilen die Lebensdauer der Neukontur verlängern. Aber auch nicht mechanisch funktionelle Zuschlagteile lassen sich beimischen, um beispielsweise die Optik der Flügelkanten zu beeinflussen. Es ist auch vorstellbar auf Schwarzlicht reagierende Farben oder selbstleuchtende Farben als Zuschlagteile dem Epoxidharz beizumischen, um vor einer Reparatur die Prüfvorgänge zu erleichtern und zu erkennen, ob noch eine ausreichende Reparaturschicht auf dem Bauteil vorhanden ist. Für Flugzeughersteller sind zudem die Individualisierbarkeit und die Erfüllung von außergewöhnlichen Kundenwünschen seitens der Besteller insbesondere im Luxussegment von großer Bedeutung. Es können nach Kundenwünschen Farbpartikel beigemischt werden, oder auch metallische Zuschläge wie beispielsweise Gold.
  • Vorzugsweise erfolgt die Reparatur der Kompressor- oder Turbinenschaufel „on wing“, also an einer eingebauten Schaufel einer an einem Flugzeug montierten Gasturbine. Bisherige „on wing“-Reparaturen werden meist als Schleifverfahren durchgeführt, d.h. dass mittels Schleifpapier oder einer Schleifmaschine die Kompressorschaufeln abgeschliffen werden. Die vorliegende Lösung hat demgegenüber den großen Vorteil, dass keine Späne oder Stäube entstehen, die in das Triebwerk hineinfallen und Schäden verursachen können. Schäden können dabei beispielsweise durch Verstopfen von Kühlluftöffnungen entstehen.
  • Da beim üblichen Schleifen mittels eines Schabers, einer Schleifmaschine oder einer Fräse ein Anpressdruck auf die Gasturbinenschaufel wirkt, ist es unumgänglich den Schaufelrotor festzusetzen, damit es nicht zu einer ungewollten Rotationsbewegung kommt. Das Festsetzen des Rotors erhöht allerdings den Arbeitsaufwand und muss unter Vermeidung von Beschädigungen der sensiblen Schaufelaufhängungen erfolgen. Zudem muss, um mehrere Gasturbinenschaufeln bearbeiten zu können, der Schaufelrotor immer wieder gelöst und neu festgesetzt werden, um die jeweiligen zu bearbeitenden Schaufeln in Bearbeitungsposition zu bringen. In der vorliegenden Lösung wird zwar der Profilaufsatz auf die zu bearbeitende Gasturbinenschaufel aufgesetzt, aber es wird während des eigentlichen Bearbeitungsprozesses der Neuprofilierung keine mechanische Kraft in die Gasturbinenschaufel eingeleitet, die ein ungewünschtes Drehmoment erzeugt und den Schaufelrotor in Drehung versetzt.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung zur Ausbesserung einer Vorderkante einer Kompressor- oder Turbinenschaufel für eine Gasturbine ist ein Profilaufsatz vorgesehen mit einer zu einer ersten Seite des Aufsatzes hin geöffneten Profilform, die an eine vorbestimmte Profilform der Vorderkante der Kompressor- oder Turbinenschaufel angepasst ist, wobei der Aufsatz dazu ausgebildet ist, auf mindestens einen Teilbereich der Vorderkante mit der ersten Seite passgenau aufgesetzt zu werden, so dass durch die Vorderkante und die Profilform ein abgeschlossener Hohlraum gebildet ist, wobei der Aufsatz dazu ausgebildet ist, durch mindestens ein Einlasselement Werkstoff in den Hohlraum einzubringen. Die Profilform des Aufsatzes dient dabei als Negativform für den eingebrachten Werkstoff, beispielsweise Epoxidharz. Die Profilform wird einer vorgegebenen, für die Gasturbinenschaufel optimalen Kontur angepasst, so dass das eingebrachte Material nach der Aushärtung die vorgegeben Form aufweist. Der Profilaufsatz schließt in seinem passgenau aufgesetzten Zustand mit den Oberflächen der Gasturbinenschaufel ab. Der sich leicht aufweitende Abstand der oberen und unteren Gasturbinenschaufeloberflächen begünstigt dabei das passende Aufsetzen.
  • Vorzugsweise ist ein Profilaufsatz vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, in seinem auf die Flügelkante aufgesetzten Zustand den Hohlraum mit einem Unterdruck zu beaufschlagen. Das verbessert zum einen den Halt des Aufsatzes an der Gasturbinenschaufel und zum anderen lässt sich durch die Unterdruckkräfte der Werkstoff in einfacher Weise in den Hohlraum einführen. Dazu sind an geeigneter Stelle des Profilaufsatzes, beispielsweise an den Endbereichen des Aufsatzes in der Nähe der Schaufelenden, Durchführungen am Profilaufsatz vorgesehen, durch die der Werkstoff in den Hohlraum eingebracht werden kann. Zudem sind am Profilaufsatz Mittel vorgesehen, um den Hohlraum mit Unterdruck zu versorgen. Dies kann durch eine Durchführung realisiert sein, die mittels eines Verbindungselementes direkt mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, oder zur Verbindung mit einem bestehenden Vakuumsystem mittels einer Schlauchverbindung ausgebildet ist, da derartige Vakuumsysteme mit mehreren Anschlüssen oftmals in den relevanten Reparaturstätten bereits vorhanden sind.
  • Vorzugsweise ist die Profilform des Aufsatzes derart ausgebildet, dass die Kontaktfläche eine Beschichtung aufweist, die ein Verkleben der Profilform des Aufsatzes mit dem Werkstoff im ausgehärteten Zustand verhindert. Dadurch lässt sich der Aufsatz nach dem Aushärten leicht von der entstandenen Neukontur entfernen, so dass eine zusätzliche abschließende Oberflächenbehandlung der Neukontur als weiterer Arbeitsschritt entfallen kann.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von konkreten Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
  • 1 Schematische Darstellung einer Kompressorschaufel im Kompressor einer Gasturbine.
  • 2 Schnittdarstellung des vorderen Kantenbereichs der Kompressorschaufel im Neuzustand.
  • 3 Schnittdarstellung des vorderen Kantenbereichs der Kompressorschaufel mit erodierter Vorderkante.
  • 4 Schematische Darstellung des aufgesetzten Profilaufsatzes auf die erodierte Vorderkante entsprechend des erfindungsgemäßen Reparaturverfahrens.
  • 5 Schematische Darstellung des aufgesetzten Profilaufsatzes mit eingebrachtem Material.
  • 6 Schnittdarstellung der Vorderkante mit ausgehärteter Neukontur.
  • In der 1 ist eine Kompressorschaufel 1 aus einer ersten Kompressorstufe eines Flugzeugtriebwerks (Fan Blade) dargestellt. Die Vorderkante 2 (Leading Edge) ist dem einströmenden Luftstrom 3 zugewandt. Die Kompressorschaufel weist eine obere Saugseite 5 und eine untere Druckseite 7 auf. Die Länge der Kompressorschaufel von der Vorderkante 2 bis zur Austrittskante 9 wird als Sehnenlänge 11 (chord length) bezeichnet.
  • In 2 ist die Vorderkante 2 vergrößert dargestellt. Sie weist im ursprünglichen Zustand ein optimiertes gerundetes Kantenprofil 13 auf, das einen Endpunkt der Sehnenlänge 11 bildet. Vergleichend ist in der in 3 dargestellten vergrößerten Vorderkante 2 im erodierten Zustand die Sehnenlänge 11 verkürzt. In diesem Zustand vor der erfindungsgemäßen Reparatur ist die Erosionskontur 15 deutlich zu erkennen, die sich in einer im Wesentlichen planaren, aber aufgerauten Stirnfläche 17 zeigt.
  • 4 und 5 zeigen den Verfahrensablauf deutlicher. In 4 ist der erfindungsgemäße Profilaufsatz 19 in seinem auf die Vorderkante 2 aufgesetzten Zustand dargestellt. Der Aufsatz erstreckt sich dabei in Richtung der Schaufelkante 21. Der Profilaufsatz 19 weist dabei eine Profilform 23 auf, die als Negativform für die zu reparierenden Neukontur fungiert. Diese Profilform 23 ist zu einer ersten Seite 25 hin geöffnet, so dass die Vorderkante 2 passgenau in die Profilform 23 aufgenommen wird. Die Schaufelkontaktbereiche 27, 29 des Aufsatzes 19 schließen die Profilform 23 auf der oberen Saugseite 5b der Kompressorschaufel 1 und der unteren Druckseite 7 der Kompressorschaufel 1 ab, so dass die Profilform 23 und die Stirnfläche 17 der Vorderkante 2 einen Hohlraum 31 bilden.
  • Die Kontaktbereiche 27, 29 sind in einer bevorzugten Ausführungsform derart gebildet, dass sie den Hohlraum 31 luftdicht abschließen. Durch die Verbindung zu einem Vakuumsystem (nicht gezeigt) lässt sich im Hohlraum 31 ein Unterdruck erzeugen. Dadurch wird der Profilaufsatz 19 noch fester an der Vorderkante 2 gehalten. Das ist auch durch die Form der Kompressorschaufel 1 im vorderen Kantenbereich 2 begünstigt, da sich hier der Abstand 33, 34 der Oberseite 5 und der Unterseite 7 der Kompressorschaufel 1 in Richtung der Austrittskante 9 vergrößert.
  • Am Profilaufsatz 19 ist eine Öffnung 35 vorgesehen, durch die das Reparaturmaterial 36, vorzugsweise ein nach oben beschriebenen Maßstäben geeignetes Epoxidharz, dem Hohlraum 31 zugeführt wird. Die Öffnung 35 ist hier in der der offenen Profilseite 25 abgewandten Seite 37 angedeutet. Das Epoxidharz 36 wird durch den in dem Hohlraum 31 herrschenden Unterdruck in den Hohlraum 31 gezogen und füllt diesen aus, wobei es die vorgegebene Profilform 23 einnimmt, wie 5 zeigt. Die planare aufgeraute Stirnfläche 17 bietet dabei einen idealen Haftgrund zum Verkleben des Epoxidharzes 36 mit der Erosionskontur 15 der Vorderkante 2. Es ist keine vorhergehende Oberflächenbehandlung zum Optimieren der Verklebungsgrundfläche erforderlich, da eine solche Vorbehandlung im Wesentlichen im Aufrauen der Oberfläche bestünde.
  • Nach dem Aushärten des Epoxidharzes 36, wird der Profilaufsatz 19 abgenommen und, wie in 6 dargestellt, bildet das erhärtete Epoxidharz die vorgegebene Neukontur 39. Es wird deutlich, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Verlängerung der Sehnenlänge 11 erreicht wird und die Kompressorschaufel 1 somit eine höhere Lebensdauer aufweist, da die kritische Sehnenlänge 11, bei der ein Reparieren nicht mehr möglich ist, erst nach einer wesentlich höheren Anzahl von Reparaturen eintritt.
  • Bezugszeichenliste
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kompressorschaufel
    2
    Vorderkante der Kompressorschaufel
    3
    Luftstrom
    5
    Obere Saugseite
    7
    Untere Druckseite
    9
    Austrittskante
    11
    Sehnenlänge
    13
    Kantenprofil
    15
    Erosionskontur
    17
    planare aufgeraute Stirnfläche
    19
    Profilaufsatz
    21
    Kantenrichtung der Schaufel
    23
    Profilform
    25
    Profilseite
    27
    oberer Schaufelkontaktbereich
    29
    unterer Schaufelkontaktbereich
    31
    Hohlraum
    33
    kurzer Durchmesser Kompressorschaufel
    34
    längerer Durchmesser Kompressorschaufel
    35
    Zuführungsöffnung
    36
    Reparaturmaterial
    37
    abgewandte Seite des Profilaufsatzes
    39
    Neukontur
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6302625 B1 [0005]
    • DE 102010032042 B3 [0006]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Ausbesserung einer Vorderkante (2) einer Kompressor- oder Turbinenschaufel (1) für eine Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufsatz (19) mit einer zu einer ersten Seite (25) des Aufsatzes (19) hin geöffneten Profilform (23), die an eine vorgegebene Profilform der Vorderkante (2) der Kompressor- oder Turbinenschaufel (1) angepasst ist, auf mindestens einen Teilbereich der Vorderkante (2) mit der ersten Seite (25) passgenau aufgesetzt wird, so dass durch die Vorderkante (2) und die Profilform (23) ein abgeschlossener Hohlraum (31) gebildet ist und dass ein aushärtender Werkstoff (36) in den Hohlraum (31) eingebracht wird, der zu einer vorgegebenen Neukontur (39) erstarrt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (31) mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, um den Werkstoff (36) in den Hohlraum (31) einzubringen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff (36) Epoxidharz ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkstoff (36) Zuschlagbestandteile beigemischt sind.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparatur der Turbinenschaufel (1) „on wing“ erfolgt.
  6. Vorrichtung zur Ausbesserung einer Vorderkante (2) einer Kompressor- oder Turbinenschaufel (1) für eine Gasturbine, gekennzeichnet durch einen Aufsatz (19) mit einer zu einer ersten Seite (25) des Aufsatzes (19) hin geöffneten Profilform (23), die an eine vorbestimmte Profilform der Vorderkante (2) der Kompressor- oder Turbinenschaufel (1) angepasst ist, wobei der Aufsatz (19) dazu ausgebildet ist, auf mindestens einen Teilbereich der Vorderkante (2) mit der ersten Seite (25) passgenau aufgesetzt zu werden, so dass durch die Vorderkante (2) und die Profilform (23) ein abgeschlossener Hohlraum (31) gebildet ist, wobei der Aufsatz (19) dazu ausgebildet ist, durch mindestens ein Einlasselement (35) Werkstoff (36) in den Hohlraum (31) einzubringen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (19) dazu ausgebildet ist, in seinem auf die Flügelkante (2) aufgesetzten Zustand den Hohlraum (31) mit einem Unterdruck zu beaufschlagen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (19) mit einem Durchgang versehen ist zur Verbindung des Hohlraums (31) mit einem System zur Erzeugung von Unterdruck.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Kontaktfläche der Profilform (23) des Aufsatzes (19) derart beschichtet ist, dass Verkleben der Profilform (23) des Aufsatzes (19) mit dem Werkstoff (36) im ausgehärteten Zustand vermieden wird.
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