EP2018244A1 - Verfahren zur reparatur eines bauteils und ein bauteil - Google Patents

Verfahren zur reparatur eines bauteils und ein bauteil

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EP2018244A1
EP2018244A1 EP07704601A EP07704601A EP2018244A1 EP 2018244 A1 EP2018244 A1 EP 2018244A1 EP 07704601 A EP07704601 A EP 07704601A EP 07704601 A EP07704601 A EP 07704601A EP 2018244 A1 EP2018244 A1 EP 2018244A1
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EP
European Patent Office
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trough
recesses
crack
component
rods
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07704601A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fathi Ahmad
Michael Dankert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP07704601A priority Critical patent/EP2018244A1/de
Publication of EP2018244A1 publication Critical patent/EP2018244A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0018—Brazing of turbine parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/005—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only replacement pieces of a particular form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/04—Repairing fractures or cracked metal parts or products, e.g. castings
    • B23P6/045—Repairing fractures or cracked metal parts or products, e.g. castings of turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors, etc.
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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    • B23K2101/001—Turbines
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    • Y10T29/49718—Repairing
    • Y10T29/49746—Repairing by applying fluent material, e.g., coating, casting

Definitions

  • the invention relates to a method for repairing a component according to the preamble of claim 1 and a component according to claim 13.
  • Newly made e.g. molded components or components often show cracks that are repaired to allow the component to be reused.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 and a component according to claim 13.
  • Figure 1 shows a component surface with a crack
  • Figure 2 is a sectional view of Figure 1 along the line II-II
  • Figure 3 is a sectional view of a trough
  • Figure 4 is a surface of a component with a trough according to the invention according to the
  • Figure 5 shows the negative of the elaborated
  • FIG. 6 the use of bars in the further repair of the component
  • Figure 7 is a sectional view of Figure 6 along the line VII-VIII
  • FIG. 14 a gas turbine
  • FIG. 15 a perspective view of a turbine blade
  • FIG. 16 a perspective view of a combustion chamber.
  • Figure 1 shows a surface 4 of a component 1, the one
  • the crack 7 can also be curved, but even then has an (averaged) crack direction 8.
  • the component 1 is preferably a turbine blade 120, 130 (FIG. 14) or a combustor element 155 (FIG. 15) of a turbine, such as e.g. an aircraft turbine, preferably a gas turbine 100 (FIG. 13).
  • a substrate 10 of the component 1 consists of a nickel- or cobalt-based superalloy.
  • the method of crack repair is not limited to such components, but also includes all components with Cracks, blowholes, cavities that are repaired by soldering or welding and also those made of other materials.
  • Figure 2 shows a sectional view of Figure 1, from which it can be seen that the crack 7 has a crack depth a in the substrate 10 of the component 1, which has a thickness or wall thickness t has (a ⁇ t).
  • the crack 7 according to FIGS. 1, 2 is worked out as in the prior art, so that a depression 11 is formed, which according to the prior art has a rectangular (FIG. 3, 4, 5) or triangular (FIG , 9) recess. Other cross-sectional shapes are conceivable.
  • the trough 11 is preferably cuboidal.
  • the trough 11 additionally has at least two recesses 13, 13 ', 16, 16', 19, 19 '.
  • FIG. 4 shows a plan view of such a trough 11.
  • the recesses 13, 13 ', ... can be arranged along the direction 8 around the circumference of the trough 11 as desired.
  • the recesses 13, 13 ', ... arranged in pairs directly opposite each other (Fig. 4, 5, 6, 9, 10).
  • the distances between the recesses 13, 13 ', 16, 16', ... and in particular to the beginning or the end 17 of the trough 11 are equidistant (Fig. 5, 6).
  • the recesses 13, 13 ' are not arranged at the end 17 of the trough 11, but have a distance to an end 17 of the trough 11 along the direction 8.
  • the finished trough 11 has a height a 'which is equal or substantially the crack depth a according to Figure 3 (a ⁇ a').
  • the trough 11 has a length 1 'along the crack direction 8, which is equal or substantially equal to the length 1 of the crack 7 ( Figure 1) (1 ⁇ 1').
  • the trough 11 (without recesses) has a width b that is wide enough that the tear 7 and attacked surfaces on the tear surface have been removed.
  • recesses 13, 16, 19, which preferably have opposite, in particular perpendicular to the cracking direction 8, recesses 13 ', 16', 19 ', represent quasi transverse to the direction 8 cuboid (see dashed lines) represents a length b + greater as the width b of the trough 11 have.
  • the recesses 13, 13 ', ... are here, for example, parallelepiped-shaped (or cube-shaped) and have a length f along the direction 8, a depth g in the direction of the depth a, and a width to the direction of the width b e.
  • the width e of the recess is preferably significantly smaller than the width b of the trough 11
  • the length f is significantly smaller than the length 1 'of the trough 11
  • the depth g is preferably significantly smaller than the depth a' of the trough 11th
  • the recesses 13, 13 ', .... cube or cuboid shaped.
  • the recesses 13, 13 ', ... may have other shapes (round or triangular in cross-section).
  • rods 22 ', 22' ', 22' are inserted into the recesses 13, 13 ',..., Whose melting temperature is higher than that
  • the recesses 13, 13 ' are preferably designed in such a way that the rods 22', 22 '', 22 '' 'can be inserted there from above, i. the recesses 13, 13 ', ... are open at the level of the surface 4, and these do not protrude beyond the surface 4 of the trough 11.
  • the depth g of the recesses 13, 13 ',... Is here (FIG. 5) preferably designed so that the rod 22', 22 '', 22 '' 'is arranged near the surface 4 of the component 1.
  • the rods 22 ', 22' ' are preferably arranged in a plane, that is at a height.
  • the height of the bars 22 ', 22' 'one below the other, ie the depth g of the respective recesses 13, 13' can also be chosen arbitrarily, so that a greater distance from the surface 4 is present.
  • the material of the rods 22 ', 22' ', 22' '' of a ceramic material Preferably, the material of the rods 22 ', 22' ', 22' '' of a ceramic material.
  • the effect of the bars is that a crack which often forms on the surface 4 and spreads in the solder hits the ceramic bars 22 ', 22' ', 22' "and there due to the higher toughness of the material the rods 22 ', 22' ', 22' '' is prevented from growing further.
  • the recesses 13, 13 ', 16, 16', 19, 19 ' may extend over the entire height a' of the trough 11, as shown in Figure 10.
  • rods 22 ', 22' ', 22' '' can also fiber bundles and instead of the plates fiber mats can be inserted into the trough 11.
  • a coupon can be soldered or welded into the trough 11, which has a shape according to Figure 5 and thereby has smaller dimensions than the trough 11 in order to be pushed into it.
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of an arrangement of the rods 22 ', 22 ", 22"' in the trough 11.
  • the rods 22 ', 22' ', ... do not run perpendicular to the crack direction 8 or to the longitudinal direction of the trough 11, but are arranged obliquely.
  • the bars 22 ", 22 '" may intersect, i. they are either arranged at different heights in the trough 11 or in the recesses 16, 16 ', 19, 19', a cross in the form of an "X" is inserted, wherein the rods 22 '' and 22 '' 'can form a part ,
  • FIG. 14 shows by way of example a gas turbine 100 in a longitudinal partial section.
  • the gas turbine 100 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 102 rotor 103 with a shaft 101, which is also referred to as a turbine runner.
  • an intake housing 104 a compressor 105, for example, a toroidal combustion chamber 110, in particular annular combustion chamber, with a plurality of coaxially arranged burners 107, a turbine 108 and the exhaust housing 109th
  • a compressor 105 for example, a toroidal combustion chamber 110, in particular annular combustion chamber, with a plurality of coaxially arranged burners 107, a turbine 108 and the exhaust housing 109th
  • the annular combustion chamber 110 communicates with an annular annular hot gas channel 111, for example.
  • annular annular hot gas channel 111 for example.
  • turbine stages 112 connected in series form the turbine 108.
  • Each turbine stage 112 is formed, for example, from two blade rings. As seen in the direction of flow of a working medium 113, in the hot gas channel 111 of a row of guide vanes 115, a series 125 formed of rotor blades 120 follows.
  • the guide vanes 130 are fastened to an inner housing 138 of a stator 143, whereas the moving blades 120 of a row 125 are attached to the rotor 103 by means of a turbine disk 133, for example. Coupled to the rotor 103 is a generator or work machine (not shown).
  • air 105 is sucked in by the compressor 105 through the intake housing 104 and compressed.
  • the compressed air provided at the turbine-side end of the compressor 105 is supplied to the burners 107 where it is mixed with a fuel.
  • the mixture is then burned to form the working fluid 113 in the combustion chamber 110.
  • the working medium 113 flows along the hot gas channel 111 past the guide vanes 130 and the rotor blades 120.
  • the working medium 113 relaxes on the rotor blades 120 in a pulse-transmitting manner, so that the blades 120 drive the rotor 103 and drive the machine coupled to it.
  • the components exposed to the hot working medium 113 are subject to thermal loads during operation of the gas turbine 100.
  • the guide vanes 130 and rotor blades 120 of the first turbine stage 112, viewed in the flow direction of the working medium 113, are subjected to the highest thermal stress in addition to the heat shield elements lining the annular combustion chamber 110.
  • substrates of the components may have a directional structure, i. they are monocrystalline (SX structure) or have only longitudinal grains (DS structure).
  • iron-, nickel- or cobalt-based superalloys are used as the material for the components, in particular for the turbine blade 120, 130 and components of the combustion chamber 110.
  • Such superalloys are known, for example, from EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 or WO 00/44949; These documents are part of the disclosure regarding the chemical composition of the alloys.
  • the vane 130 has a guide vane foot (not shown here) facing the inner housing 138 of the turbine 108 and a vane head opposite the vane foot.
  • the vane head faces the rotor 103 and fixed to a mounting ring 140 of the stator 143.
  • FIG. 15 shows a perspective view of a moving blade 120 or guide blade 130 of a turbomachine that extends along a longitudinal axis 121.
  • the turbomachine may be a gas turbine of an aircraft or a power plant for power generation, a steam turbine or a compressor.
  • the blade 120, 130 has along the longitudinal axis 121 consecutively a fastening region 400, a blade platform 403 adjacent thereto and an airfoil 406 and a blade tip 415.
  • the blade 130 may have at its blade tip 415 another platform (not shown).
  • a blade root 183 is formed, which serves for attachment of the blades 120, 130 to a shaft or a disc (not shown).
  • the blade root 183 is designed, for example, as a hammer head. Other designs as Christmas tree or Schwalbenschwanzfuß are possible.
  • the blade 120, 130 has a leading edge 409 and a trailing edge 412 for a medium flowing past the blade 406.
  • Such superalloys are known, for example, from EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 or WO 00/44949; These documents are part of the disclosure regarding the chemical composition of the alloy.
  • the blade 120, 130 can be made by a casting process, also by directional solidification, by a forging process, by a milling process or combinations thereof.
  • Workpieces with a single-crystal structure or structures are used as components for machines that are in operation high mechanical, thermal and / or chemical stresses are exposed.
  • Such monocrystalline workpieces takes place e.g. by directed solidification from the melt.
  • These are casting processes in which the liquid metallic alloy is transformed into a monocrystalline structure, i. to the single-crystal workpiece, or directionally solidified.
  • dendritic crystals are aligned along the warm flow and form either a prismatic crystalline grain structure (columnar, i.e. grains extending throughout the length of the work piece and here, in common parlance, referred to as directionally solidified) or a monocrystalline structure, i. the whole work consists of a single crystal.
  • the blades 120, 130 may have coatings against corrosion or oxidation, e.g. M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare ones Earth, or hafnium (Hf)).
  • M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni)
  • X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare ones Earth, or hafnium (Hf)).
  • Such alloys are known from EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1, which should be part of this disclosure with regard to the chemical composition of the alloy.
  • the density is preferably 95% of the theoretical density.
  • thermal barrier coating which is preferably the outermost layer, and consists for example of ZrÜ2, Y2Ü3 Zr ⁇ 2, ie it is not, partially ⁇ or fully stabilized by yttria and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.
  • the thermal barrier coating covers the entire MCrAlX layer. Suitable coating processes, such as electron beam evaporation (EB-PVD), produce stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
  • EB-PVD electron beam evaporation
  • the heat-insulating layer may have porous, micro- or macro-cracked grains for better thermal shock resistance.
  • the thermal barrier coating is therefore preferably more porous than the MCrAlX layer.
  • the blade 120, 130 may be hollow or solid. If the blade 120, 130 is to be cooled, it is hollow and may still film cooling holes 418 (indicated by dashed lines) on.
  • FIG. 16 shows a combustion chamber 110 of the gas turbine 100.
  • the combustion chamber 110 is designed, for example, as a so-called annular combustion chamber, in which a multiplicity of burners 107 arranged in the circumferential direction around a rotation axis 102 open into a common combustion chamber space 154, which produce flames 156 ,
  • the combustion chamber 110 is configured in its entirety as an annular structure, which is positioned around the axis of rotation 102 around.
  • the combustion chamber 110 is designed for a comparatively high temperature of the working medium M of about 1000 ° C. to 1600 ° C.
  • the combustion chamber wall 153 is provided on its side facing the working medium M side with an inner lining formed from heat shield elements 155.
  • the heat shield elements 155 are then, for example, hollow and possibly still have cooling holes (not shown) which open into the combustion chamber space 154.
  • Each heat shield element 155 made of an alloy is equipped on the working medium side with a particularly heat-resistant protective layer (MCrAlX layer and / or ceramic coating) or is made of high-temperature-resistant material (solid ceramic blocks).
  • M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf).
  • MCrAlX means: M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf).
  • Such alloys are known from EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 B1, EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1, which should be part of this disclosure with regard to the chemical composition of the alloy.
  • a ceramic thermal barrier coating consists for example of ZrC> 2, Y2 ⁇ 3-ZrC> 2, ie it is not, partially or fully ⁇ dig stabilized by yttrium and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.
  • Suitable coating processes such as electron beam evaporation (EB-PVD), produce stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
  • EB-PVD electron beam evaporation
  • thermal barrier coating may have porous, micro- or macro-cracked grains for better thermal shock resistance.
  • Refurbishment means that turbine blades 120, 130, heat shield elements 155 may need to be deprotected (e.g., by sandblasting) after use. This is followed by removal of the corrosion and / or oxidation layers or products. Optionally, even cracks in the turbine blade 120, 130 or the heat shield element 155 are repaired by the method according to the invention. Thereafter, a re-coating of the turbine blades 120, 130, heat shield elements 155 and a renewed use of the turbine blades 120, 130 or the heat shield elements 155 takes place.

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Abstract

Bei den Rissreparaturen nach dem Stand der Technik werden zwar die Risse ausgearbeitet und mit Lot bzw. einem Coupon gefüllt, jedoch weist ein solch repariertes Bauteil bei den späteren Einsatzbedingungen oft nicht die gewünschten mechanischen Hochtemperatureigenschaften auf. Erfindungsgemäß sind in der Mulde (11) um den Riss (7) Stäbe (22', 22'', 22''') vorhanden, die ein späteres eventuelles Risswachstum stoppen.

Description

Verfahren zur Reparatur eines Bauteils und ein Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur eines Bau- teils gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1 und ein Bauteil gemäß Anspruch 13.
Neu hergestellte, wie z.B. gegossene Bauteile oder Bauteile nach dem Einsatz weisen oft Risse auf, die repariert werden, damit das Bauteil wieder eingesetzt werden kann.
Nach dem Stand der Technik wird Material um den Riss ausgearbeitet und mit einem Lot gefüllt oder zugeschweißt.
Ebenso bekannt ist aus der EP 0 868 253 Bl das so genannte Coupon-Löten .
Oben genannte Verfahren können jedoch das Risswachstum beim Widereinsatz des Bauteils oft nicht ausreichend verhindern.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu überwinden .
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Bauteil gemäß Anspruch 13.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen aufgelistet, die beliebig in vorteilhafter Art und Weise miteinander kombiniert werden können. Es zeigen:
Figur 1 eine Bauteiloberfläche mit einem Riss, Figur 2 eine Schnittdarstellung der Figur 1 entlang der Linie II-II,
Figur 3 eine Schnittdarstellung einer Mulde, Figur 4 eine Oberfläche eines Bauteils mit einer erfindungsgemäßen Mulde gemäß der
Erfindung, Figur 5 zeigt das Negativ der ausgearbeiteten
Rissoberfläche (Mulde) ,
Figur 6 die Verwendung von Stäben bei der weiteren Reparatur des Bauteils,
Figur 7 eine Schnittdarstellung der Figur 6 entlang der Linie VII-VIII
Figur 8, 9, 10, 11 weitere Ausführungsbeispiele der
Erfindung,
Figur 12, 13 eine weitere Anordnungsmöglichkeit von
Stäben in der Mulde,
Figur 14 eine Gasturbine, Figur 15 perspektivisch eine Turbinenschaufel und Figur 16 perspektivisch eine Brennkammer.
Figur 1 zeigt eine Oberfläche 4 eines Bauteils 1, das ein
Riss 7 mit einer Länge 1 längs einer Rissrichtung 8 aufweist. Der Riss 7 kann auch gekrümmt verlaufen, weist aber auch dann eine (gemittelte) Rissrichtung 8 auf.
Das Bauteil 1 ist vorzugsweise eine Turbinenschaufel 120, 130 (Fig. 14) oder ein Brennkammerelement 155 (Fig. 15) einer Turbine, wie Z.B. einer Flugzeugturbine, vorzugsweise einer Gasturbine 100 (Fig. 13) . Insbesondere bei Turbinenbauteilen besteht ein Substrat 10 des Bauteils 1 aus einer nickel- oder kobaltbasierten Super- legierung.
Das Verfahren zur Rissreparatur ist jedoch nicht auf solche Bauteile beschränkt, sondern umfasst auch alle Bauteile mit Rissen, Lunkern, Vertiefungen, die mittels Löten oder Schweißen repariert werden und auch solche, die aus anderen Materialien bestehen.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung der Figur 1, aus der zu entnehmen ist, dass der Riss 7 eine Risstiefe a in dem Substrat 10 des Bauteils 1, das eine Dicke oder Wanddicke t aufweist, hat (a << t) .
Der Riss 7 gemäß den Figuren 1, 2 wird wie im Stand der Tech- nik ausgearbeitet, so dass eine Mulde 11 entsteht, die nach dem Stand der Technik im Querschnitt eine rechteckförmige (Figur 3, 4, 5) oder dreiecksförmige (Fig. 8, 9) Vertiefung aufweist. Andere Querschnittsformen sind denkbar. Die Mulde 11 ist vorzugsweise quaderförmig ausgebildet.
Erfindungsgemäß weist die Mulde 11 jedoch zusätzlich zumindest zwei Aussparungen 13, 13', 16, 16', 19, 19' auf. Figur 4 zeigt eine Aufsicht auf eine solche Mulde 11.
Die Aussparungen 13, 13', ... können längs der Richtung 8 um den Umfang der Mulde 11 beliebig angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Aussparungen 13, 13', ... paarweise direkt gegenüberliegend angeordnet (Fig. 4, 5, 6, 9, 10).
Vorzugsweise sind die Abstände zwischen den Aussparungen 13, 13', 16, 16', ... und insbesondere auch zu dem Anfang bzw. dem Ende 17 der Mulde 11 äquidistant (Fig. 5, 6) .
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind die Aussparungen 13, 13' am Ende 17 der Mulde 11 vorhanden.
In Figur 5 ist das Negativ der herausgearbeiteten inneren Oberfläche der Mulde 11 mit Aussparungen 13, 13' , ... dargestellt.
Hier sind die Aussparungen 13, 13' nicht am Ende 17 der Mulde 11 angeordnet, sondern weisen einen Abstand zu einem Ende 17 der Mulde 11 längs der Richtung 8 auf. Die ausgearbeitete Mulde 11 hat eine Höhe a' , die gleich oder im Wesentlichen der Risstiefe a gemäß Figur 3 entspricht (a ≤ a') . Die Mulde 11 weist eine Länge 1' entlang der Rissrichtung 8 auf, die gleich oder im Wesentlichen der Länge 1 des Risses 7 (Figur 1) entspricht (1 < 1' ) .
Weiterhin weist die Mulde 11 (ohne Aussparungen) eine Breite b auf, die breit genug ist, dass der Riss 7 und angegriffene Oberflächen auf der Rissoberfläche entfernt wurden.
Die Aussparungen 13, 16, 19, die vorzugsweise gegenüberliegende, insbesondere senkrecht zur Rissrichtung 8, Aussparun- gen 13', 16', 19' aufweisen, stellen quasi quer zur Richtung 8 Quader (siehe gestrichelt angedeutet) dar, die eine Länge b+ größer als die Breite b der Mulde 11 aufweisen.
Die Aussparungen 13, 13' , ... sind hier beispielsweise quader- förmig (oder auch würfelförmig) ausgebildet und weisen längs der Richtung 8 eine Länge f auf, in Richtung der Tiefe a' eine Tiefe g und zur Richtung der Breite b eine Breite e. Die Breite e der Aussparung ist vorzugsweise deutlich kleiner als die Breite b der Mulde 11, die Länge f ist deutlich kleiner als die Länge 1' der Mulde 11 sowie ist die Tiefe g vorzugsweise deutlich kleiner als die Tiefe a' der Mulde 11.
In Figur 5 sind die Aussparungen 13, 13', .... Würfel- oder quaderförmig ausgebildet. Ebenso können die Aussparungen 13, 13', ... andere Formen aufweisen (im Querschnitt rund oder dreiecksförmig) .
Nachdem der Riss gemäß Figur 5 ausgearbeitet wurde, werden in die Aussparungen 13, 13', ... Stäbe 22', 22'', 22''' hineinge- legt (Fig. 6), deren Schmelztemperatur höher ist als die
Schmelztemperatur des Füllmaterials, das insbesondere ein Lot 25 darstellt, das dann noch in die aufzufüllenden Mulde 11 eingefüllt wird (Fig. 7) . Die Mulde 11 kann auch zugeschweißt werden .
Die Aussparungen 13, 13' sind vorzugsweise so ausgeführt, dass man die Stäbe 22', 22'', 22''' dort von oben herab hineinlegen kann, d.h. die Aussparungen 13, 13',... sind auf Höhe der Oberfläche 4 offen, und diese ragen nicht über die Oberfläche 4 aus der Mulde 11 hinaus. Die Tiefe g der Aussparungen 13, 13',... ist hier (Fig. 5) vorzugsweise so ausgeführt, dass der Stab 22', 22'', 22''' nahe der Oberfläche 4 des Bauteils 1 angeordnet ist.
Die Stäbe 22', 22'' sind vorzugsweise in einer Ebene, also auf einer Höhe angeordnet. Die Höhe der Stäbe 22', 22'' un- tereinander, also der Tiefe g der jeweiligen Aussparungen 13, 13' kann auch beliebig gewählt werden, so dass ein größerer Abstand zur Oberfläche 4 vorhanden ist.
Vorzugsweise besteht das Material der Stäbe 22', 22'', 22''' aus einem keramischen Material.
Die Wirkung der Stäbe besteht darin, dass ein Riss, der häufig an der Oberfläche 4 sich ausbildet und der sich in dem Lot ausbreitet auf die keramischen Stäbe 22', 22'', 22''' trifft und dort aufgrund der höheren Zähigkeit des Materials der Stäbe 22', 22'', 22''' darin gehindert wird weiter zu wachsen .
Ebenso können sich die Aussparungen 13, 13', 16, 16', 19, 19' über die gesamte Höhe a' der Mulde 11 erstrecken, wie es in Figur 10 dargestellt ist.
In diese Aussparungen 13, 13', ... werden dann vorzugsweise keine Stäbe, sondern Platten eingeschoben, die sich über die gesamte Breite b+ erstrecken. Die Platten können die Höhe a' aufweisen, können aber auch kleiner ausgebildet sein.
Statt Platten können auch fein- oder grobmaschige Netze eingefügt werden, so dass das Füllmaterial oder das Lot beim Löten das Netz umschließen kann und das Netz über die gesamte Tiefe der Mulde 11 als Risshindernis wirkt.
Anstatt der Stäbe 22', 22'', 22''' können auch Faserbündel und anstelle der Platten können Fasermatten in die Mulde 11 eingeschoben werden.
Ebenso kann ein Coupon in die Mulde 11 eingelötet oder geschweißt werden, der eine Form gemäß Figur 5 aufweist und dabei kleinere Maße als die Mulde 11 aufweist, um in diese hinein geschoben werden zu können.
In Figur 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Anordnung der Stäbe 22', 22'', 22''' in der Mulde 11 gezeigt.
Die Stäbe 22', 22'', ... verlaufen hier nicht senkrecht zur Rissrichtung 8 oder zur Längsrichtung der Mulde 11, sondern sind schräg angeordnet. Ebenso können sich die Stäbe 22'', 22''' kreuzen, d.h. sie sind entweder in verschiedenen Höhen in der Mulde 11 angeordnet oder in die Aussparungen 16, 16', 19, 19' wird ein Kreuz in Form eines „X" eingelegt, wobei die Stäbe 22'' und 22''' ein Teil bilden können.
Weitere Anordnungsmöglichkeiten bezüglich der Stäbe 22', 22'' untereinander oder der Kombination von Stäben und Fasermatten (Figur 10) sind denkbar.
Statt der Aussparung, die an der Oberfläche 4 des Bauteils 1 angrenzen, können auch Aussparungen 13, 13' , ... unterhalb der Oberfläche 4 auf den Innenflächen der Mulde 11 vorhanden sein. Die Stäbe 22, ... müssen dann so flexibel sein, dass sie gebogen werden können (Figur 12), damit sie in die Mulde 11 eingeführt werden können und wobei die Stäbe eine Länge > b aufweisen müssen, damit ihre beiden Enden in den Vertiefungen 13, 13' aufliegen (Figur 13) . Die Figur 14 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt .
Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotations- achse 102 drehgelagerten Rotor 103 mit einer Welle 101 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird.
Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109.
Die Ringbrennkammer 110 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Tur- bine 108.
Jede Turbinenstufe 112 ist beispielsweise aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.
Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Innengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind. An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt) .
Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und ver- dichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.
Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unter- liegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 110 auskleidenden Hitzeschildelementen am meisten thermisch be- lastet.
Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, können diese mittels eines Kühlmittels gekühlt werden. Ebenso können Substrate der Bauteile eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur) .
Als Material für die Bauteile, insbesondere für die Turbinenschaufel 120, 130 und Bauteile der Brennkammer 110 werden beispielsweise eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Super- legierungen verwendet. Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 Bl, EP 1 306 454, EP 1 319 729 Al, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt; diese Schriften sind bzgl. der chemischen Zusammensetzung der Legierungen Teil der Offenbarung.
Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.
Die Figur 15 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt. Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampfturbine oder ein Kompressor sein.
Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 aufeinander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 und eine Schaufelspitze 415 auf.
Als Leitschaufel 130 kann die Schaufel 130 an ihrer Schaufel- spitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht dargestellt) .
Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Scheibe dient (nicht dargestellt) .
Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwalbenschwanzfuß sind möglich. Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schau- felblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Abströmkante 412 auf.
Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Bereichen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise mas- sive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet .
Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 Bl, EP 1 306 454, EP 1 319 729 Al, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt; diese Schriften sind bzgl. der chemischen Zusammensetzung der Legierung Teil der Offenbarung.
Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.
Werkstücke mit einkristalliner Struktur oder Strukturen werden als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb hohen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind.
Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstucken erfolgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flussige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstuck, oder gerichtet erstarrt. Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Warmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stangelkristalline Kornstruktur (kolumnar, d.h. Korner, die über die ganze Lange des Werkstuckes verlaufen und hier, dem allgemeinen Sprachgebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden) oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstuck besteht aus einem einzigen Kristall. In diesen Verfahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristallinen) Erstarrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachstum notwendigerweise transversale und longitudinale Korngrenzen ausbilden, welche die guten Eigenschaften des gerichtet erstarrten oder einkristallinen Bauteiles zunichte machen. Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefugen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korngrenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stangelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Richtung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korn- grenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinen
Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten Gefugen
(directionally solidified structures) .
Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EP
0 892 090 Al bekannt; diese Schriften sind bzgl. des Erstar- rungsverfahrens Teil der Offenbarung.
Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation aufweisen, z. B. (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe) , Kobalt (Co) , Nickel (Ni) , X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf) ) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 Bl, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 Bl oder EP 1 306 454 Al, die bzgl. der chemischen Zusammensetzung der Legierung Teil dieser Offenbarung sein sollen. Die Dichte liegt vorzugsweise bei 95% der theoretischen Dichte. Auf der MCrAlX-Schicht (als Zwischenschicht oder als äußerste Schicht) bildet sich eine schützende Aluminiumoxidschicht (TGO = thermal grown oxide layer) .
Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, die vorzugsweise die äußerste Schicht ist, und besteht beispielsweise aus ZrÜ2, Y2Ü3-Zrθ2, d.h. sie ist nicht, teil¬ weise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid. Die Wärmedämmschicht bedeckt die gesamte MCrAlX-Schicht . Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronen- strahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärme- dämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Die Wärmedämmschicht ist also vorzugsweise poröser als die MCrAlX-Schicht.
Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein. Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Filmkühllöcher 418 (gestrichelt angedeutet) auf.
Die Figur 16 zeigt eine Brennkammer 110 der Gasturbine 100. Die Brennkammer 110 ist beispielsweise als so genannte Ringbrennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Um- fangsrichtung um eine Rotationsachse 102 herum angeordneten Brennern 107 in einen gemeinsamen Brennkammerraum 154 münden, die Flammen 156 erzeugen. Dazu ist die Brennkammer 110 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um die Rotationsachse 102 herum positioniert ist. Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Brennkammer 110 für eine vergleichsweise hohe Temperatur des Arbeitsmediums M von etwa 10000C bis 16000C ausgelegt. Um auch bei diesen, für die Materialien ungünstigen Betriebsparametern eine vergleichsweise lange Betriebsdauer zu ermöglichen, ist die Brennkammerwand 153 auf ihrer dem Arbeitsmedium M zugewandten Seite mit einer aus Hitzeschildelementen 155 gebildeten Innenauskleidung versehen.
Aufgrund der hohen Temperaturen im Inneren der Brennkammer 110 kann zudem für die Hitzeschildelemente 155 bzw. für deren Halteelemente ein Kühlsystem vorgesehen sein. Die Hitzeschildelemente 155 sind dann beispielsweise hohl und weisen ggf. noch in den Brennkammerraum 154 mündende Kühllöcher (nicht dargestellt) auf.
Jedes Hitzeschildelement 155 aus einer Legierung ist arbeits- mediumsseitig mit einer besonders hitzebeständigen Schutz- schicht (MCrAlX-Schicht und/oder keramische Beschichtung) ausgestattet oder ist aus hochtemperaturbeständigem Material (massive keramische Steine) gefertigt.
Diese Schutzschichten können ähnlich der Turbinenschaufeln sein, also bedeutet beispielsweise MCrAlX: M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe) , Kobalt (Co) , Nickel (Ni) , X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 Bl, EP 0 786 017 Bl, EP 0 412 397 Bl oder EP 1 306 454 Al, die bzgl. der chemischen Zusammensetzung der Legierung Teil dieser Offenbarung sein sollen.
Auf der MCrAlX kann noch eine beispielsweise keramische Wärmedämmschicht vorhanden sein und besteht beispielsweise aus ZrC>2, Y2θ3-ZrC>2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollstän¬ dig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid. Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronen- strahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphäri- sches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärmedämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Turbinen- schaufeln 120, 130, Hitzeschildelemente 155 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen) . Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse in der Turbinenschaufel 120, 130 oder dem Hitzeschildelement 155 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren repariert. Danach erfolgt eine Wiederbe- schichtung der Turbinenschaufeln 120, 130, Hitzeschildelemente 155 und ein erneuter Einsatz der Turbinenschaufeln 120, 130 oder der Hitzeschildelemente 155.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Rissreparatur eines Bauteils (1), das einen Riss (7) auf einer Oberfläche (4) des Bauteils (1) aufweist, wobei eine Mulde (11) um den Riss (7) herausgearbeitet und wobei in einem letzten Verfahrensschritt die Mulde (11) mit einem Lot (25) befüllt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mulde (11) zumindest zwei Aussparungen (13, 13', 16, 16', 19, 19') aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparungen (13, 13', 16, 16', 19, 19') auf der Höhe der Oberfläche (4) angeordnet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparungen (13, 13', ...) um den Umfang der Mulde (H] herum angeordnet sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparungen (13, 13', 16, 16', 19, 19') auf gegen- überliegenden Seiten der Mulde (11) paarweise gegenüberliegen .
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mulde (11) quaderförmig ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Mulde (11) eine Längsrichtung parallel zur Rissrichtung (8) des Risses (7) aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparungen (13, 13', 16, 16', 19, 19') quer, insbesondere senkrecht, zu einer Rissrichtung (8) des Risses (7) oder einer Längs- richtung der Mulde (11) verlaufen und dementsprechend die Mulde (11) auf der Höhe der Oberfläche
(4) eine größere Breite (b+) als eine Breite (b) der Mulde
(11) ohne Aussparung aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparungen (13, 13', 16, 16') einen Quader bilden.
9. Verfahren nach Anspruch 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparungen (13, 13', ...) so ausgebildet sind, dass durch Einlegen von Stäben (22', 22'', 22''') die Stäbe (22', 22'', 22''') in der Nähe der Oberfläche (4) des Bauteils 1 angeordnet sind, aber nicht über die Oberfläche (4) des Bauteils 1 hinausragen .
10. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
dass Stäbe (22', 22'', 22''') in die Aussparungen (13, 13',
...) angeordnet werden und dass dann die Mulde (11) mit einem Füllmaterial, insbesondere mit einem Lot (25), befüllt wird, wobei die Schmelztemperatur der Stäbe (22', 22'', 22''') eine höhere Schmelztemperatur als die des Füllmaterials aufweist .
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Stäbe (22', 22'', 22''') aus Keramik sind.
12. Verfahren nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Coupon in die Mulde (11) befestigt, insbesondere eingelötet wird, der eine Form der Mulde (11) mit Aussparungen (13, 13', aufweist .
3. Bauteil hergestellt nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8887390B2 (en) 2008-08-15 2014-11-18 Dresser-Rand Company Method for correcting downstream deflection in gas turbine nozzles
US8123474B2 (en) * 2009-05-12 2012-02-28 Dresser-Rand Company Repair of industrial gas turbine nozzle diaphragm packing
JP5868602B2 (ja) * 2011-03-25 2016-02-24 三菱重工業株式会社 部品の補修方法および補修された部品
CL2012000933A1 (es) 2011-04-14 2014-07-25 Harnischfeger Tech Inc Un metodo y una pala de cable para la generacion de un trayecto ideal, comprende: un motor de oscilacion, un motor de izaje, un motor de avance, un cucharon para excavar y vaciar materiales y, posicionar la pala por medio de la operacion del motor de izaje, el motor de avance y el motor de oscilacion y; un controlador que incluye un modulo generador de un trayecto ideal.
US9206587B2 (en) 2012-03-16 2015-12-08 Harnischfeger Technologies, Inc. Automated control of dipper swing for a shovel
US9863249B2 (en) * 2012-12-04 2018-01-09 Siemens Energy, Inc. Pre-sintered preform repair of turbine blades
US9126279B2 (en) * 2013-09-30 2015-09-08 General Electric Company Brazing method
US9254537B2 (en) 2013-12-19 2016-02-09 Siemens Energy, Inc. Plural layer putty-powder/slurry application method for superalloy component crack vacuum furnace healing
JP5996789B2 (ja) * 2014-02-13 2016-09-21 中国電力株式会社 鋳鋼部材の補修方法
CN104439887B (zh) * 2014-12-15 2017-02-22 大连理工大学 一种金属零部件内部裂纹修复方法
US20180009069A1 (en) * 2015-03-04 2018-01-11 The Chugoku Electric Power Co., Inc. Repair method of cast steel member
US20170198584A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-13 General Electric Company Systems and methods for repairing a component of a rotary machine
DE102016204660A1 (de) * 2016-03-22 2017-09-28 MTU Aero Engines AG Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses einer Strömungsmaschine und Gehäuse einer Strömungsmaschine
US10456849B2 (en) 2017-05-25 2019-10-29 General Electric Company Composite component having angled braze joint, coupon brazing method and related storage medium
CN119525817B (zh) * 2023-08-29 2025-11-25 中国航发商用航空发动机有限责任公司 一种镍基单晶高温合金钎焊修复材料及方法
US20250137387A1 (en) * 2023-10-27 2025-05-01 Ge Infrastructure Technology Llc Metal coupon with porous region for component and component with same
US12502713B2 (en) 2023-10-27 2025-12-23 Ge Infrastructure Technology Llc Porous metal coupon with sealed cavity for repairing component, component with same and related method
US12576614B2 (en) 2023-10-27 2026-03-17 Ge Infrastructure Technology Llc Porous metal coupon with thermal transfer structure for component and related component
US12605768B2 (en) 2023-10-27 2026-04-21 Ge Infrastructure Technology Llc Porous metal coupon with low porosity region for repairing component, component with same and related method
US20250135588A1 (en) * 2023-10-27 2025-05-01 Ge Infrastructure Technology Llc Braze repair using metal coupon with porous region
US12544845B2 (en) * 2023-10-27 2026-02-10 Ge Infrastructure Technology Llc Porous metal coupon with braze material infiltration barrier for repairing component, component with same and related method
US12528133B2 (en) 2024-01-19 2026-01-20 Ge Infrastructure Technology Llc Metal coupon with braze reservoir for component, component with same and related method

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR508318A (fr) * 1918-09-14 1920-10-07 Wilson Welder And Metals Compa Joint soudé renforcé
US1989695A (en) * 1933-07-29 1935-02-05 Grace E Jensen Method of repairing cracks in metal castings
US2252986A (en) * 1939-03-03 1941-08-19 Lawrence B Scott Method of repairing cracked or fractured metal walls
GB642602A (en) * 1939-03-03 1950-09-06 Lawrence Bertrand Scott Improvements in method of repairing cracked or fractured metal walls
US2291162A (en) * 1940-04-15 1942-07-28 Kirby Lonnie Dee Method of repairing castings
JPS5573481A (en) * 1978-11-28 1980-06-03 Sumitomo Metal Ind Ltd Weld repair method of sheet iron shell crack
US4285459A (en) * 1979-07-31 1981-08-25 Chromalloy American Corporation High temperature braze repair of superalloys
US4845828A (en) * 1987-04-15 1989-07-11 Reed Gary J Method for repairing a metal casting having a crack or break therein
US5071054A (en) * 1990-12-18 1991-12-10 General Electric Company Fabrication of cast articles from high melting temperature superalloy compositions
US5417532A (en) * 1991-08-28 1995-05-23 Reed; Gary J. Casting repair apparatus and method
DE59607692D1 (de) * 1995-12-08 2001-10-18 Siemens Ag Verfahren zur rissbeseitigung bei einem metallischen bauteil, insbesondere einer turbinenschaufel, sowie turbinenschaufel
US5732467A (en) * 1996-11-14 1998-03-31 General Electric Company Method of repairing directionally solidified and single crystal alloy parts
EP0861927A1 (de) * 1997-02-24 1998-09-02 Sulzer Innotec Ag Verfahren zum Herstellen von einkristallinen Strukturen
US6214248B1 (en) * 1998-11-12 2001-04-10 General Electric Company Method of forming hollow channels within a component
US6199746B1 (en) * 1999-08-02 2001-03-13 General Electric Company Method for preparing superalloy castings using a metallurgically bonded tapered plug
US6530971B1 (en) * 2001-01-29 2003-03-11 General Electric Company Nickel-base braze material and braze repair method
US7010987B2 (en) * 2002-10-31 2006-03-14 Alstom (Switzerland) Ltd Non-destructive method of detecting defects in braze-repaired cracks
DE10256414A1 (de) * 2002-12-02 2004-06-09 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils
US7600666B2 (en) * 2003-05-27 2009-10-13 Rabinovich Joshua E Repair with feedstock having conforming surfaces with a substrate
US7017793B2 (en) * 2003-06-26 2006-03-28 United Technologies Corporation Repair process
US7310949B2 (en) * 2003-11-07 2007-12-25 General Electric Company Method and apparatus for arresting a crack within a body
US7708184B2 (en) * 2004-10-01 2010-05-04 United Technologies Corporation Microwave brazing of airfoil cracks
EP1655100A1 (de) * 2004-11-05 2006-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bearbeitung eines Bauteils und Bauteil
EP1658924A1 (de) * 2004-11-22 2006-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Bauteil mit einer aufgefüllten Vertiefung
US7513024B2 (en) * 2005-08-24 2009-04-07 General Electric Company Method for repairing structural cracks
US7552855B2 (en) * 2005-10-13 2009-06-30 United Technologies Corporation Hole repair technique and apparatus
JP5078537B2 (ja) * 2007-10-15 2012-11-21 三菱重工業株式会社 補修方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007134883A1 *

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Publication number Publication date
WO2007134883A1 (de) 2007-11-29
EP1857218A1 (de) 2007-11-21
US20090229101A1 (en) 2009-09-17

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