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Diese
Erfindung betrifft allgemein Gasturbinentriebwerke und insbesondere
die Reparatur von Turbinenleitradsegmenten, die in diesen Triebwerken verwendet
werden.
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Ein
Gasturbinentriebwerk enthält
einen Verdichter, der verdichtete Luft einem Brenner zuführt, in dem
sie mit Brennstoff gemischt und zum Generieren von Verbrennungsgasen
gezündet
wird. Diese Gase strömen
stromabwärts
zu einem Turbinenabschnitt, der ihnen Energie entzieht, um den Verdichter
anzutreiben und Nutzarbeit, wie z. B. für den Antrieb des Flugzeugs
im Flug, bereitzustellen. Flugzeugtriebwerke enthalten in der Regel
stationäre
Turbinenleiträder,
welche die Triebwerksleistung durch geeignetes Beeinflussen des
Gasstroms und -drucks innerhalb des Turbinenabschnitts optimieren.
In mehrstufigen Turbinenabschnitten sind Turbinenleiträder am Eingang
jeder Turbinenstufe platziert, um Verbrennungsgase in den stromabwärts von
dem Leitrad angeordneten Turbinenrotor zu leiten. Turbinenleiträder sind
in der Regel entlang ihrem Umfang segmentiert, wobei jedes Leitradsegment
eine oder mehrere Schaufeln aufweist, die zwischen inneren und äußeren Deckbändern angeordnet
sind, welche die radialen Strömungsstreckenbegrenzungen
für die
durch das Leitrad strömenden
heißen
Verbrennungsgase definieren. Diese Leitradsegmente sind an dem Triebwerksgehäuse befestigt,
um mit den sich zwischen den Rotorblättern benachbarter Turbinenstufen
erstreckenden Schaufeln eine ringförmige Anordnung zu bilden.
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Zum
Fertigen von Leitradsegmenten wurden verschiedene Ansätze vorgeschlagen.
Gemäß einem allgemeinen
Ansatz ist das Leitradsegment eine mehrteilige Baugruppe, die ein
inneres Deckband, ein äußeres Deckband
und eine oder mehrere Schaufeln umfasst, die jeweils einzeln gegossen werden.
Sowohl die inneren als auch die äußeren Deckbänder sind
mit Schlitzen ausgeführt,
in welchen die Enden der Schaufeln durch Hartlöten fixiert sind, um die Leitradsegmentbaugruppe
zu bilden. Ein anderer allgemeiner Ansatz besteht darin, das Leitradsegment
integral zu gießen.
Dies bedeutet, dass die Schaufeln, das innere Deckband und das äußere Deckband
alle zusammen als ein integrales, einteiliges Gussteil geformt werden.
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Beide
Ansätze
haben Vorteile und Nachteile. Ein Nachteil des Mehrteiligkeitsansatzes
erwächst beispielsweise
aus der Tatsache, dass Leitradsegmente für gewöhnlich nur am äußeren Deckband
an dem Turbinengehäuse
befestigt sind, wobei die Schaufeln und das innere Deckband im Wesentlichen
in den heißen
Gasstrom vorkragen. Infolgedessen treten in dem Leitradsegment die
größten mechanischen
Spannungen in dem Grenzbereich zwischen Schaufel und äußerem Deckband
auf, bei dem es sich in einer mehrteiligen Baugruppe um eine Hartlötverbindung
handelt, deren Festigkeit im Allgemeinen geringer ist als die eines
integral gegossenen Grenzbereichs. Das mehrteilige Leitradsegment kann
zudem teurer herzustellen sein. Daher werden viele Leitradsegmente
integral gegossen.
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Leitradsegmente
sind während
des Betriebs einem korrodierenden Hochtemperatur-Gasstrom ausgesetzt,
der die effektive Betriebslebensdauer dieser Komponenten begrenzt.
Daher werden Leitradsegmente in der Regel aus hochwarmfesten Kobalt-
oder Nickelsuperlegierungen gefertigt und sind häufig mit korrosions- und/oder
wärmebeständigen Materialien
beschichtet. Zur Verlängerung
der Betriebslebensdauer werden Leitradsegmente darüber hinaus
für gewöhnlich im
Innern mit Kühlluft
gekühlt, die
dem Verdichter entzogen wird. Trotz dieses Aufwands können Bereiche
der Leitradsegmente, insbesondere die Schaufeln, rissig werden,
korrodieren und auf sonstige Weise beschädigt werden, sodass die Leitradsegmente
entweder repariert oder ausgetauscht werden müssen, um den sicheren, effizienten Triebwerksbetrieb
aufrechtzuerhalten. Da Leitradsegmente eine komplexe Konstruktion
darstellen, aus relativ teuren Materialien bestehen und teuer herzustellen
sind, ist es im Allgemeinen eher wünschenswert, sie nach Möglichkeit
zu reparieren. Die Patentanmeldung
US 3,797,085 A beschreibt ein Verfahren zum
Reparieren eines Turbinenleitradsegments gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 und eines Turbinenleitradsegments gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
6.
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Darüber hinaus
gehören
zu den existierenden Reparaturprozessen Techniken wie die Rissreparatur
und die dimensionsgerechte Instandsetzung von Schaufeloberflächen. Diese
existierenden Reparaturen werden jedoch durch lokale Verformungen und
Wandstärken
unter dem Mindestmaß begrenzt, das
infolge wiederholter Reparaturen und chemischer Ablösungsprozesse
unterschritten wird. Folglich können
Leitradsegmente so sehr beschädigt werden,
dass sie durch bekannte Reparaturprozesse nicht repariert werden
können.
Die thermischen und mechanischen Beanspruchungen in integral gegossenen
Leitradsegmenten sind von einer Art, dass es häufig vorkommt, dass das innere
Deckband reparabel ist, während
eine andere Leitradsegmentstruktur nicht reparabel ist. Um in einer
solchen Situation das Verschrotten des gesamten Leitradsegments
zu vermeiden, wäre
es daher wünschenswert,
auf ein Verfahren zum Wiederverwenden des reparablen Bereichs des
Leitradsegments zurückgreifen
zu können.
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Das
oben erwähnte
Bedürfnis
wird von der vorliegenden Erfindung erfüllt, die ein Verfahren zum Reparieren
eines Turbinenleitradsegments nach Anspruch 1 und eines Turbinenleitrad segments
nach Anspruch 6 schafft.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels detaillierter
beschrieben, wobei auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen
wird:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Turbinenleitradsegments eines
Triebwerks.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des von dem Leitradsegment aus 1 abgetrennten
inneren Deckbands.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Austauschgussteils, das in dem
Reparaturverfahren der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht des inneren Deckbands aus 2 mit
daran befestigten Kragen.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des inneren Deckbands aus 4 nach
dessen Bearbeitung.
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6 ist
eine weitere perspektivische Ansicht des inneren Deckbands aus 4 nach
dessen Bearbeitung.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht des Austauschgussteils aus 3 nach
dessen Bearbeitung.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines reparierten Turbinenleitradsegments.
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Von
den Zeichnungen, in denen identische Bezugsnummern in den verschiedenen
Ansichten dieselben Elemente bezeichnen, stellt 1 ein
Turbinenleitradsegment 10 mit ersten und zweiten Leitradschaufeln 12 dar.
Die Schaufeln 12 sind zwischen einem bogenförmigen äußeren Deckband 14 und
einem bogenförmigen
inneren Deckband 16 angeordnet. Die Schaufeln 12 definieren
Schaufelblätter,
die so konfiguriert sind, dass sie die Verbrennungsgase optimal
zu einem stromabwärts
von ihnen angeordneten Turbinenrotor (nicht dargestellt) leiten.
Die äußeren und
inneren Deckbänder 14 und 16 definieren die äußeren bzw.
inneren radialen Begrenzungen des Gasstroms durch das Leitradsegment 10.
In den Schaufeln 12 können
mehrere konventionelle Kühllöcher 18 und
Abströmkantenschlitze 20 ausgebildet sein.
Kühllöcher werden
in aller Regel von Leitradsegmenten der ersten Stufe verwendet;
Leitradsegmente nachfolgender Stufen nutzen solche Kühllöcher für gewöhnlich nicht.
Das Leitradsegment 10 besteht vorzugsweise aus einer hochwertigen
Superlegierung, z. B. aus einer Kobalt- oder Nickel-Superlegierung, und
kann mit einem korrosionsbeständigen Material
und/oder einer Wärmedämmschicht
beschichtet werden. Ein Gasturbinentriebwerk weist mehrere dieser
Segmente 10 auf, die in Umfangsrichtung in einer ringförmigen Konfiguration
angeordnet sind. Obwohl die Reparaturverfahren der vorliegenden
Erfindung hier in Bezug auf ein Leitradsegment mit zwei Schaufeln
beschrieben werden, sollte nachvollziehbar sein, dass die vorliegende
Erfindung gleichermaßen
auf Leitradsegmente mit einer beliebigen Anzahl von Schaufeln anwendbar
ist.
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Während des
Triebwerkbetriebs kann das Leitradsegment 10 Schäden davontragen,
wie sie z. B. von einer lokalen Gasstrom-Übertemperatur oder von aufschlagenden
Fremdkörpern
hervorgerufen werden können.
Wie oben erwähnt
kann ein Bereich des Leitradsegments 10 so sehr beschädigt werden, dass
es durch bekannte Reparaturprozesse nicht repariert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Reparieren eines
Leitradsegments ausgerichtet, in dem das innere Deckband reparabel
ist, während
eine andere Leitradsegmentstruktur nicht reparabel ist. In 1 sind
die Schaufeln 12 exemplarisch mit einem umfangreichen,
nicht reparablen Schaden dargestellt, während das innere Deckband 16 einen
relativ kleinen Schaden aufweist und reparabel ist. Die vorliegende
Erfindung ist am besten auf integral gegossene Leitradsegmente anwendbar,
könnte
aber auch für
andere Arten von Leitradsegmenten verwendet werden.
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Das
Reparaturverfahren umfasst die Hauptschritte, das innere Deckband 16 von
dem Leitradsegment 10 zu trennen und dann das innere Deckband 16 mit
einem speziell konstruierten, neu gefertigten Gussteil zu verbinden,
das die Struktur ersetzt, aus welcher das innere Deckband 16 entfernt
wurde. Wie in 2 zu sehen ist, weist das wiederverwendbare
innere Deckband 16 eine kalte Seite 22 (die von der
Heißgasströmungsstrecke
abgewandte Seite) und eine heiße
Seite (die der Heißgasströmungsstrecke
zugewandte Seite) sowie eine konventionelle Struktur, wie z. B.
Flansche 26 und Abführlöcher 28, auf.
Die Flansche 26 ermöglichen
eine strukturelle Stützung
des inneren Deckbands 16 und übernehmen auch eine abdichtende
Funktion, wenn das Leitradsegment 10 in ein Triebwerk eingebaut
wird. Die Abführlöcher 28 sind
die Mittel, durch welche Kühlluft aus
den inneren Kühlkanälen der
Schaufeln 12 austritt, wenn das Leitradsegment intakt ist. 3 stellt eines
der neu gefertigten Gussteile dar, das nachfolgend als Austauschgussteil 30 bezeichnet
wird. Das Austauschgussteil 30, das unten ausführlicher
beschrieben wird, ist ein integral gegossenes Gussteil mit einem äußeren Deckband 32 und
zwei Schaufeln 34.
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Genauer
gesagt besteht der erste Schritt des Reparaturverfahrens darin,
extern gewartete Leitradsegmente eines Triebwerks zu prüfen, um
solche Segmente 10 zu bestimmen, die ein reparables inneres
Deckband 16 aufweisen, während eine andere Leitradsegmentstruktur
nicht reparabel ist. Sobald ein geeignetes Leitradsegment 10 bestimmt
wurde, sollten alle eventuell vorhandenen Beschichtungsmaterialien
(beispielsweise korrosions- oder wärmebeständige Beschichtungen) von ihm
abgelöst
werden. Das Beschichtungsmaterial kann mithilfe jeder geeigneten
Technik, wie z. B. Abstrahlen, chemische Bäder und dergleichen, oder durch
eine Kombination dieser Techniken abgelöst werden. Der nächste Schritt
besteht im Reparieren von Rissen in dem inneren Deckband 16 und
im Ausführen
eines dimensionsgerechten Aufbaus der Flansche 26 mithilfe
bekannter Reparaturtechniken wie dem Hartlöten von Legierungen, dem Herstellen
von Legierungen, Schweißen
und dergleichen. Diese konventionellen Reparaturen werden nach Bedarf
je nach Zustand des inneren Deckbands 16 ausgeführt. Alle
ursprünglich
verwendeten korrosions- oder wärmebeständigen Beschichtungen
werden diesmal nicht wieder aufgetragen.
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Der
nächste
Schritt besteht im Trennen des inneren Deckbands 16 vom
Rest des Leitradsegments 10. Die Trennung wird durch grobes
Durchschneiden beider Schaufeln 12 in der Nähe des inneren
Deckbands 16 vollzogen. Das Schneiden kann mit beliebigen
konventionellen Mitteln, wie einer Trennscheibe oder durch Funkenerodieren
ausgeführt
werden. Nach der Trennung wird die nicht wiederverwendbare Struktur
verschrottet, und das innere Deckband 16 wird für das Verbinden
mit dem Austauschgussteil 30 vorbereitet. Der erste Schritt
bei der Vorbereitung des inneren Deckbands besteht darin, in der
kalten Seite 22 des inneren Deckbands zwei wie in 2 dargestellte
flache Taschen 36 zu erzeugen. Es werden zwei Ta schen 36 bereitgestellt, damit
jeweils eine Tasche für
jede der zwei Schaufeln 34 vorhanden ist. Bei Leitradsegmenten
mit einer anderen Anzahl von Schaufeln würde eine entsprechende Anzahl
von Taschen verwendet werden. Die Taschen 36 werden um
die entsprechenden Abführlöcher 28 herum
ausgebildet und sind relativ flach. Die Abführlöcher 28 können zum
Positionieren des Werkzeugs dienen, das zum Erzeugen der Taschen 36 verwendet
wird.
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Der
nächste
Schritt besteht darin, an jeder der Taschen einen Kragen 38,
wie in 4 dargestellt, durch Heftschweißen anzubringen.
Die Kragen 38 sind feste, im Allgemeinen rechtwinklige
Blöcke mit
besonderen Abmessungen und einer flachen Oberfläche, die mit der entsprechenden
Tasche 36 einen Grenzbereich bildet. Die Taschen 36 werden folglich
bereitgestellt, um den Sitz der Kragen 38 an der konturierten
kalten Seite 22 des inneren Deckbands 16 zu ermöglichen.
Die Kragen 38 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen oder
einem gleichartigen Material wie das innere Deckband 16 oder
wenigstens aus einem Material, das für eine Verbindung mit dem inneren
Deckband 16 und dem Austauschgussteil 30 geeignet
ist.
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In
den 5 und 6 wird das innere Deckband 16 zwei
Bearbeitungsoperationen unterzogen, nachdem die Kragen 38 durch
Heftschweißen an
der kalten Seite 22 angebracht wurden. Mit der ersten Operation
werden die in 5 am besten zu erkennenden zwei
Aussparungen 40 in der heißen Seite 24 des inneren
Deckbands 16 ausgebildet. Der Umfang der Aussparungen 40 entspricht
ungefähr der
Schaufelblattkontur der Schaufeln 34. Eine bevorzugte Art
und Weise des Ausbildens der schaufelblattförmigen Aussparungen 40 besteht
darin, jede Aussparung durch Senkerodieren (EDM) zu erzeugen. Dies
wird mithilfe einer EDM-Elektrode erreicht, welche die Form eines
Schaufelblatts aufweist. Die Elektrode wird nicht in die Stützflansche 26,
sondern nur bis zu einer Tiefe eingetaucht, bei welcher die Strömungsstreckenwand
entfernt wird. Dennoch durchbrechen die Aussparungen 40 das
innere Deckband 16 an einigen Stellen, wie aus den 5 und 6 ersichtlich
ist. Die Kragen 38 sind jedoch breiter als die Aussparungen 40,
sodass sie die Struktur des inneren Deckbands überkragen und nicht durch die
offenen Bereiche der Aussparungen 40 hindurchragen können.
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Die
Abführlöcher 28 können wiederum
dazu dienen, die EDMElektrode für
die Senkerosionsoperationen zu positionieren. Die Senkerosionsvorgänge für die zwei
Aussparungen 40 erfolgen entlang zweier nicht paralleler
Achsen. Da ein Turbinenleitrad Leitradsegmente in einer ringförmigen Anordnung umfasst,
definieren alle Schaufeln radiale Achsen, die zur Mittelachse des
Triebwerks konvergent verlaufen und somit nicht parallel sind. Durch
das Erzeugen der Aussparungen 40 entlang von Einstechachsen,
die den radialen Achsen der entsprechenden Schaufeln 34 des
Austauschgussteils 30 entsprechen, ist jede Aussparung
so ausgerichtet, dass die entsprechende Schaufel 34 ordnungsgemäß darin platziert
werden kann.
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Mit
der zweiten Bearbeitungsoperation wird in jedem Kragen 48 ein
Aufnahmeschlitz 42 erzeugt. Die Aufnahmeschlitze 42 verlaufen
radial durch die Kragen 38 und sind generell an der Position
der Abführlöcher 28 ausgerichtet,
die während
der Bearbeitungsoperationen entfernt werden. Die Aufnahmeschlitze 42 können ebenfalls
durch Senkerodieren ausgebildet werden. In diesem Fall werden beide Aufnahmeschlitze 42 an
parallelen Achsen ausgebildet. Dies kann in einer einzigen Operation
mithilfe von zwei Elektroden entsprechender Form er reicht werden.
Die Aufnahmeschlitze 42 sind parallel, um das Einbringen
des Austauschgussteils 30 zu erlauben, das unten ausführlicher
beschrieben wird.
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Das
Austauschgussteil 30 wird ebenfalls einigen Bearbeitungsoperationen
unterzogen, bevor es mit dem inneren Deckband 16 verbunden
wird. Bei erneuter Bezugnahme auf 3 ist ersichtlich,
dass das Austauschgussteil 30 ein integral gegossenes Teil
mit einem äußeren Deckband 32 und
zwei Schaufeln 34 ist. Das äußere Deckband 32 und
die Schaufeln 34 sind mit dem äußeren Deckband und den Schaufeln
eines vollständigen
Leitradsegments 10 identisch und enthalten die gleichen
inneren Kühlkanäle. Statt
eines inneren Deckbands weist das Austauschgussteil 30 jedoch
eine an dem radialen inneren Ende jeder Schaufel 34 als
Einheit mit dieser ausgebildete Befestigungsplattform 44 auf.
Zur Reduzierung von Spannungen ist an der Schnittlinie jeder Befestigungsplattform 44 mit
der Schaufel 34 eine Verrundung ausgebildet. Jede Befestigungsplattform 44 weist
einen erhöhten
Vorsprung 46 auf, der als Einheit mit dieser an deren Unterseite
ausgebildet ist. In jedem Vorsprung 46 ist ein Abführloch 48 ausgebildet.
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Dem
Stand der Technik entspricht, dass vollständige, integral gegossene Leitradsegmente,
wie z. B. das Leitradsegment 10, drei primäre Bezugspunkte
aufweist, von denen einer am inneren Deckband ausgebildet ist. Diese
primären
Bezugspunkte dienen dazu, das Leitradsegment hinsichtlich seiner Eignung
zu prüfen.
Daher wird das Austauschgussteil mit einem kleinen Flachbereich
oder einer kleinen Bezugsfläche 50 gegossen,
die in dem Rand jeder Befestigungsplattform 44 an deren
Vorderseite ausgebildet ist. Eines der kleinen Flachbereiche 50 fungiert
als dritter primärer
Bezugspunkt, der die Prüfung
und Abnahme des Austauschgussteils 30 ermöglicht.
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Die
Befestigungsplattformen 44 weisen ungefähr die gleiche Form wie die
Schaufelblattaussparungen 40 auf, sind aber absichtlich überdimensioniert.
Folglich wird das Austauschgussteil 30 einer Vorabbearbeitung
wie Funkenerodieren oder Fräsen unterzogen,
um überschüssiges Material
zu entfernen. Bei den bearbeiteten Oberflächen handelt es sich um die
Ränder
und Bodenoberflächen
der Befestigungsplattform 44 sowie um die Umfänge der Vorsprünge 46.
Wie in 7 dargestellt, sind die Plattformen 44 so
dimensioniert, dass sie in die Schaufelblattaussparungen 40 passen,
und die Vorsprünge 46 sind
so dimensioniert, dass sie in die Aufnahmeschlitze 42 passen.
Beim Bearbeiten der Ränder
der Plattformen 44 werden auch die kleinen Flachbereiche 50 entfernt,
die nach der Abnahme des Austauschgussteils 30 nicht mehr
benötigt
werden. Alle diese Oberflächen
werden an parallelen Achsen für
beide Schaufeln 34 bearbeitet. Die Vorsprünge werden
folglich zum Einbringen in die Aufnahmeschlitze 42 ausgerichtet,
die ebenfalls an den gleichen parallelen Achsen bearbeitet werden.
Würden
die Vorsprünge 46 an
den radialen Achsen der entsprechenden Schaufeln 34 erzeugt,
könnten
sie nicht in die Schlitze 42 eingebracht werden, da sich die
konvergent verlaufenden Flächen
angesichts der Höhe
der Vorsprünge 46 blockieren
würden.
Die Befestigungsplattformen 44, die eine erheblich geringere
Tiefe als die Vorsprünge 46 aufweisen,
werden in die Schaufelblattaussparungen 40 aufgenommen.
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Außerdem werden
Abführlochtaschen 52 in den
Abführlöchern 48 erzeugt.
Die Taschen 52 werden mit einem Querschnitt und einer Tiefe
erzeugt, die den Strom und die Geschwindigkeit von Kühlluft aufrechterhalten,
die aus der entsprechenden Schaufel 34 über das Abführloch 48 austritt.
Dies bedeutet, dass die Abführlochtaschen 52 so
dimensioniert sind, dass der Strom und die Geschwindigkeit der Kühlluft dem
Strom und der Geschwindigkeit im ursprünglichen Leitradsegment 10 entsprechen.
Die Taschen 52 werden vorzugsweise durch Senkerodieren
entlang der radialen Achse der entsprechenden Schaufel 34 ausgebildet.
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Nachdem
die Bearbeitungsoperationen abgeschlossen sind, werden das innere
Deckband 16 und das Austauschgussteil 30 zusammengefügt, um ein
repariertes Leitradsegment zu bilden, das in 8 dargestellt
ist. (8 stellt das innere Deckband mit gestrichelten
Linien dar, um den Grenzbereich mit dem Austauschgussteil 30 sichtbar
zu machen). Wie oben bereits angemerkt, werden das innere Deckband 16 und
das Austauschgussteil 30 zusammengebaut, indem die Befestigungsplattformen 44 in
die entsprechende Schaufelblattaussparung 40 und die Vorsprünge 46 in
die entsprechenden Aufnahmeschlitze 42 eingebracht werden.
Anschließend werden
die Teile durch Fügen
entlang der folgenden Grenzbereiche miteinander verbunden: entlang
der Grenzbereiche zwischen der Befestigungsplattform und dem inneren
Deckband an der heißen
Seite 24 des inneren Deckbands, entlang der Grenzbereiche zwischen
dem Kragen und dem Vorsprung und entlang der Grenzbereiche zwischen
dem Kragen und dem inneren Deckband an der kalten Seite 22 des
inneren Deckbands. Das Fügen
kann auf konventionelle Weise erfolgen, beispielsweise durch Hartlöten oder
Schweißen,
obwohl wegen der Temperaturgefälle,
denen das Teil während
des Triebwerkbetriebs ausgesetzt ist, im Allgemeinen das Hartlöten bevorzugt
wird. Eine bevorzugte Verbindungsoperation bestünde darin, zuerst jeden Kragen 38 durch
Heftschweißen
mit dem entsprechenden Vorsprung 46 zu verbinden. Der nächste Schritt
bestünde
darin, die heiße
Seite 24 des inneren Deckbands mit Lötpulver zu bedecken und einen
Schlamm auf den Grenzbereichen zwischen der Befestigungsplattform
und dem inneren Deckband aufzutragen. An der kalten Seite 22 wird
eine Lötlegierung
auf die Grenzbereiche zwischen dem Kragen und dem Vorsprung sowie
zwischen dem Kragen und dem inneren Deckband aufgetragen. Die Baugruppe
wird dann mit dem inneren Deckband 16 nach oben in einem
Ofen platziert und hartgelötet.
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Zuletzt
werden alle ursprünglich
verwendeten korrosions- oder wärmebeständigen Beschichtungen
auf bekannte Weise wieder aufgetragen. Das Ergebnis ist ein repariertes
Leitradsegment 54 mit einem vorher verwendeten Abschnitt
(der dem inneren Deckband 16 entspricht) und einem neu
gefertigten Abschnitt (der dem Austauschgussteil 30 entspricht). Die
Kragen 38 sorgen für
eine strukturelle Verstärkung
des Leitradsegments 54. Sie stellen auch eine zweite Rückhaltekomponente
dar. Dies bedeutet, dass bei einem Versagen der Fügung zwischen
Befestigungsplattform und innerem Deckband die Kragen 38 verhindern
würden,
dass sich die Schaufeln 34 von dem inneren Deckband 16 trennen,
weil der Kragenüberhang
verhindert, dass die Kragen 38 aus dem inneren Deckband 16 herausgezogen
werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Austauschgussteil 30 aus demselben Material gefertigt
wie das innere Deckband 16, um ein repariertes Leitradsegment 54 herzustellen,
das die Materialeigenschaften de ursprünglichen Leitradsegments 10 beibehält. Gemäß einer
anderen Ausführungsform
wird das Austauschgussteil 30 jedoch aus einem anderen
Material, vorzugsweise aus einer Legierung mit optimierten Materialeigenschaften,
gefertigt. Es ist häufig
der Fall, dass während
der Betriebslebensdauer einer Gasturbinentriebwerkskomponente wie
eines Leitradsegments verbesserte Legierungen entwickelt werden,
die für
die Verwendung mit diesen Komponenten geeignet sind. Traditionell müssten Maschinisten
vorhandene Kompo nenten durch neue, aus verbesserten Legierungen
gefertigte Komponenten ersetzen, um die optimierten Materialeigenschaften
zur Wirkung zu bringen. Durch das Fertigen eines Austauschgussteils 30 aus
der verbesserten Legierung werden die optimierten Materialeigenschaften
jedoch teilweise auf das reparierte Leitradsegment 54 übertragen.