DE853680C

DE853680C - Verfahren und Anordnung zum Befestigen der Schaufeln von Gas- und Dampfturbinen durch Aufschweissen auf den Schaufeltraeger

Info

Publication number: DE853680C
Application number: DEA1375D
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr-Ing H C Meyer
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1942-05-28
Filing date: 1942-06-17
Publication date: 1952-10-27
Also published as: FR889749A; BE450822A; CH229493A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 27. OKTOBER 1952

A 1375 /a/46f

Die Erfindung bezweckt die Verhütung gefährlicher Spannungen bei der Befestigung der Schaufeln von Gas- und Dampfturbinen durch Aufschweißen der mit Führungsnuten oder -leisten versehenen Schaufelfüße auf den mit entsprechenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Führungsleisten bzw. -nuten versehenen Schaufelträger mittels in Umfangsrichtung verlaufender Schweißnähte.

Es ist bekannt, Schaufeln von Dampf- oder Gasturbinen durch Schweißen mit dem Schaufelträger zu verbinden. Man wählt dabei zweckmäßig eine Form, bei der die Schaufel eine gute Führung am Schaufelträger hat, mit dem sie zu verbinden ist. Dies wird beispielsweise nach Fig. ι durch die sogenannte Reiterschaufel S bewirkt. Bei dieser Ausführung wird durch die Schrumpfspannungen, die beim Abkalten der Schweißnaht auftreten, die Schaufel fest auf die Stelleu; der Fig. ι aufgezoge!n> so daß sie außer an der Schweißnaht b auch an dieser Stelle einen starken Halt findet gegen die Momente, welche durch die an ihr ausgeübte Umfangskraft auftreten.

Dieses an und für sich erwünschte Festziehen kann jedoch auch zu stark sein und dazu führen, daß die Schweißnaht unter sehr hoher Spannung zu stehen kommt und als Folge sogar innere Risse in der Naht entstehen, die sich später durch Ermüdung erweitern und zur Zerstörung der Schaufelreihe führen können.

Man kann dies nach Fig. 2 verhindern, indem· man der Reiterschaufel auf dem Träger T selbst bei α genügend Spiel gibt. Dabei geht jedoch der zusätzliche Halt bei α verloren, und die Schweißnaht wird viel stärker beansprucht.

Eine zweckmäßige Lösung ergibt sich nach der

Erfindung, wenn man vor der Schweißung einen hinsichtlich Baustoff und/oder Bemessung geeigneten Körper im Führungsnutengrund zwischen Schaufelfüßen und Schaufelträger anordnet und neben diesem Körper einen Raum schafft, der eine freie Verformung dieses Körpers unter dem Einfluß der Schweißspannungen in einem solchen Maße erlaubt, daß diese Spannungen den zulässigen Wert nicht überschreiten können.

ίο An Hand von in den Fig. 3 bis 6 dargestellteil Ausführungsbeispielen cc: das Verfahren näher erläutert. Nach Fig. 3 wird vor der Schweißung zwischen Schaufel S und Träger T ein Draht bei α eingelegt, welcher beim Abschrumpfen der Schweißnaht zerdrückt wird in einem Maße, wie es sich aus den Schrumpfspannungen einerseits und aus dem Widerstand des Drahtes gegen Deformation ergibt (Fig. 4). Durch entsprechende Wahl des Baustoffes des Drahtes (weiches Eisen, Kupfer od. dgl.) sowie durch die Wahl seiner Stärke kann man erreichen, daß einerseits die Schrumpfspannungen in der Schweißnaht ein zulässiges Maß nicht überschreiten und andererseits die Anpressung bei α in einem Maße stattfindet, das für die Schaufelbefestigung genügt. Selbstverständlich kann diese Maßnahme auch bei einer Bauart nach Fig. 5 angewendet werden, wo der Fuß der Schaufel mit einer Leiste c in eine Nut des Schaufelträgers T eintaucht. Auch bei einer Bauart nach Fig. 6 kann man einen solchen Draht einlegen oder auch nur an den Schaufeln oder, wie gezeichnet, am Schaufelträger eine kleine Leistet vorstehen lassen, die denselben Zweck erfüllt wie der Draht.

Der Draht hat jedoch den großen Vorteil gegenüber der ausgearbeiteten Leiste, daß beim allfällig nötig werdenden Ersatz der Schaufeln ein neuer Draht eingelegt werden kann, bevor die Schweißung erfolgt. Zweckmäßigerweise wird ein solcher Draht am Schaufelträger etwas durch eine kleine Eindrehung geführt, so daß er nicht ausweichen kann. Durch die vorliegende Art der Schweißbefeistigung werden gefährlich hohe Schweißspannungen vermieden, doch ist nicht zu verhüten, daß innerhalb der Schweißnaht gewisse Spannungen übrigbleiben. Solche Spannungen werden in der Regel durch Spannungsfreiglühen beseitigt. Dieser Arbeitsvorgang ist aber oft unbequem und in gewissen Fällen, z. B. bei Reparaturen an Ort und Stelle, nicht immer durchführbar. Dieses Ausglühen, das als wesentlicher Arbeitsgang bei der Befestigung der Schaufeln, z. B. auf einem Rad, durch Schweißung zu betrachten ist, kann dann dadurch erreicht werden, daß in an sich bekannter Weise auf die Schweißnaht eine zusätzliche Schweißlage/ (Fig. 3) gelegt wird, durch die die darunterliegendo Schweißlage ausgeglüht wird, so wie die tiefer liegenden Schweißlagen durch die nachfolgende geglüht worden sind. Diese zusätzliche Schweißlage /, die nicht mehr geglüht wird und deshalb Spannungen enthält und in ihrer kristallinen Struktur ungünstig ist, wird dann durch Abdrehen oder Abfräsen entfernt. In den Figuren sind die zusätzilichen und dann entfernten Schweißlagen durch die strichpunktierten Linien angedeutet.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zum Befestigen der Schaufeln von Gas- und Dampfturbinen durch Aufschweißen der mit Führungsnuten oder -leisten versehenen Schaufelfüße auf den mit entsprechenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Führungsleisten bzw. -nuten versehenen Schaufelträger mittels in Umfangsrichtung verlaufender Schweißnähte, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Schweißung ein hinsichtlich Baustoff und/oder Bemessung geeigneter Körper im Führungsnutengrund zwischen Schaufelfüßen und Schaufelträger angeordnet und neben diesem Körper ein Raum geschaffen wird, der eine freie Verformung dieses Körpers unter dem Einfluß der Schweißspannungen in einem solchen Maße erlaubt, daß diese Spannungen den zulässigen Wert nicht überschreiten können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungskörper (a) zwischen Schaufelfüßen und Schaufelträger eingelegt wird (Fig. 3, 4, 5).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungskörper als Leiste (d) am Schaufelfuß oder Schaufelträger ausgearbeitet oder mit einem dieser verbunden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem zur Vermeidung etwa vom Schweißen in der Schweißnaht doch noch übrigbleibender Schweißspannungen über die Schweißnaht eine zusätzliche Schweißlage (/) gelegt wird, wodurch das darunterliegende Schweißgut (b) ausgeglüht wird, worauf die vorstehende Schweißlage wieder weggearbeitet wird.
5. Anordnung zur Schaufelbefestigung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Verformungskörper (a, d) von geeignetem Baustoff und/oder entsprechenden Bemessungen im Führungsnutengrund zwischen Schaufelfüßen und Schaufelträger.
6. Anordnung zur Schaufelbefestigung nach Anspruch 1, 2 und 5, gekennzeichnet durch eine Vertiefung im Schaufelfuß oder Schaufelträger no an der Einlegestelle, um eine Verschiebung des eingelegten Körpers (a) zu verhindern (Fig. 4).
7. Anordnung zur Schaufelbefestigung nach Anspruch r, 3 und 5, gekennzeichnet durch eine mit dem Schaufelfuß oder Schaufelträger aus einem Stück bestehende oder mit ihm verbundene Leiste (d) als Verformungskörper.

Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1 554546.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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