EP2139640A1 - Halbzeug zum erzeugen einer reparierten schaufel für eine gasturbine und reparaturverfahren für die reparatur einer schaufel für eine gasturbine - Google Patents

Halbzeug zum erzeugen einer reparierten schaufel für eine gasturbine und reparaturverfahren für die reparatur einer schaufel für eine gasturbine

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Publication number
EP2139640A1
EP2139640A1 EP08757956A EP08757956A EP2139640A1 EP 2139640 A1 EP2139640 A1 EP 2139640A1 EP 08757956 A EP08757956 A EP 08757956A EP 08757956 A EP08757956 A EP 08757956A EP 2139640 A1 EP2139640 A1 EP 2139640A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
welding
gas turbine
groove
semi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08757956A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Stimper
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.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP2139640A1 publication Critical patent/EP2139640A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices
    • 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
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling

Definitions

  • the invention relates to a semi-finished product for producing a repaired blade for a gas turbine and to a method for repairing a blade of a gas turbine.
  • a repair method for gas turbine components, namely damaged blades of turbomachinery, is already known from DE 43 27 189 Al.
  • damaged areas are separated except for an undamaged airfoil stump, and then the repair surface of the airfoil body is prepared for butt welding. Then, a repair plate of constant, the maximum profile height of the blade by more than 50% exceeding thickness with a repair surface adapted end face is butt-stitched to the repair surface. Thereafter, the blade stump and the repair plate is then welded by butt welding. Subsequently, the weld joint and the repair plate are processed to the Proglakontur of the blade end stump and the desired airfoil profile.
  • An embodiment of the method disclosed therein is described there in more detail with reference to FIGS. 1 a and 2.
  • a disadvantage of the known from DE 43 27 189 Al design is that standardization measures are made much more difficult, at least in the event that expensive devices for aligning the blade stump with respect to the spare part and a high number of complex tack welds to be dispensed with.
  • the invention has the object to provide a way to repair blades for gas turbines, which is made possible by that Blade remainder and the spare part in a relatively simple manner and possibly reproducible and can be positioned as correctly as possible to each other, without requiring devices that are technically particularly expensive.
  • a semifinished product for producing a repaired blade for a gas turbine which has a first part and a second part.
  • the first part is firmly connected to the second part, preferably welded.
  • the blade may be, for example, a turbine blade or compressor blade. It can also be provided that the blade is a blade of a bladed integral rotor, such as BLISK (term derived from "bladed disk") or BLING (term derived from "bladed ring").
  • the fixed connection between the first part and the second part is preferably provided in the region of the bottom of the depression or on the groove bottom of the groove, and / or in the region of the groove side walls.
  • the first part is a blade stump or a residual blade or a remaining blade and that the second part is an oversized spare part.
  • the second part is a blade stump or a residual blade or a residual blade, and that the first part is provided with an oversized spare part.
  • the replacement part is in particular such that it supplements the blade stump or the residual blade or the blade blade tip or rest to form an airfoil or a blade if the oversize is disregarded.
  • a plurality of replacement parts are provided, which in combination have a supplementary function in the aforementioned sense.
  • the first part has or forms at least one depression into which the second part protrudes.
  • the recess may be, for example, a groove.
  • the recess or the groove is provided in the blade stub or in the remaining blade.
  • a depression provided as a groove it can be provided, in particular, that it increasingly tapers in the direction of the groove bottom, in particular conically tapers. But it may also be that the groove has the groove bottom towards constant cross sections.
  • a groove in which the respective other part projects, or in which the respective other part extends, wherein the first part and the second part on the groove bottom and / or in the region of the groove side walls or within this groove or recess are welded together.
  • the groove can be designed or shaped, for example, in the aforementioned manner. Therefore, the welding is particularly preferably carried out from the outside, in particular so that the energy is supplied from a direction which is transverse to one or at least one normal standing on the groove bottom, wherein it is provided in particular that the welding in the region of the groove bottom and / or is given in the region of the groove side walls.
  • the blade may in turn be a compressor blade or a turbine blade, or a blade of a bladed integral rotor, such as BLISK or BLING.
  • the gas turbine in an advantageous embodiment is a Flug toowerk.
  • a first part such as blade residue or blade stump or remaining blade or integral rotor blade or integral rotor with removed blade leaf portion
  • a Vert ist such as groove
  • a second part is applied, in parallel or at the same time or overlappingly or before or after the aforementioned step, for example a spare part.
  • the first part is such Part is, as it was exemplified for the second part and the second part is such a part, as it was mentioned by way of example for the first part.
  • the second part is inserted into the first part such that the second part or at least a portion of this part projects into the depression or the groove.
  • This may be such that the second part contacts the bottom of the recess or the groove bottom, or such that - in particular at least before connecting the first and second part - between the bottom of the recess or the groove bottom and protruding into the groove Section of the second part is given a material-free space.
  • the first part is connected to the second part.
  • This bonding may be, for example, welding such as arc plasma welding or TIG welding or laser beam welding or EB welding.
  • welding such as arc plasma welding or TIG welding or laser beam welding or EB welding.
  • the aforementioned connection is in particular such that after the connection or after the connection process, the first part is not detachably connected to the second part.
  • the blade stump or the residual blade or the bladed integral rotor such as BLISK or BLING, with separated part of the blade by separating at least one, in particular damaged, portion of a blade to be repaired or of a produced to be repaired airfoil.
  • the spare part has an excess, which is processed after the connection with the other part, ie in particular residual scoop or residual scoop or residual integral rotor, in particular residual BLISK or residual BLING, with severed portion of a blade with respect to its shape.
  • the other part ie in particular residual scoop or residual scoop or residual integral rotor, in particular residual BLISK or residual BLING
  • residual BLISK or residual BLING residual BLISK or residual BLING
  • the welding is carried out from the outside, in particular so that the energy is supplied from a direction which is located transversely to one or at least one normal standing on the groove bottom, in particular provided that the welding in the region of the groove bottom and / or is given in the area of the groove side walls.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a semifinished product according to the invention, wherein this semifinished product can also be present when carrying out an exemplary method according to the invention
  • Fig. 2 shows a second exemplary embodiment of a semifinished product according to the invention, wherein this semifinished product can also be given in the implementation of an exemplary method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first, exemplary semifinished product 1 according to the invention for producing a repaired blade for a gas turbine or a gas turbine
  • FIG. 2 shows a second, exemplary semifinished product 1 according to the invention for producing a repaired blade for a gas turbine or a gas turbine.
  • FIGS. 1 and 2 Exemplary designs shown in FIGS. 1 and 2 can also be exemplary intermediate stages, which are run through in the context of an exemplary method according to the invention. Against this background, with reference to FIGS. 1 and 2 further exemplary embodiments of a method according to the invention will be explained in more detail. The following statements relate both to the design according to FIG. 1 and the design according to FIG. 2, unless special attention is drawn to differences.
  • the semifinished product 1 has a first part 10 and a second part 12, which is partially shown in each case.
  • a section of the first part 10 forms a spare part for a blade. This is in particular such that a damaged area, which is to be occupied by a substantially identical, undamaged area, has already been separated from a blade in advance, so that the resulting, undamaged blade essentially has its original shape.
  • the second part 12 each has a uniform hatching.
  • the first blade part 10 has - although it is made in one piece - in Figs. 1 and 2 regions of different hatching, of which a first illustrates a first portion 14 of the first part 10 and a second illustrates a second portion 16 of the first part 10.
  • the first section 14 of the first part 10 is intended to indicate the area which, as a result, corresponds to the shape-adapted replacement part, ie corresponds to the section of the replacement part which, irrespective of the damage, corresponds to the removed area of the blade.
  • the first part is a spare part, this spare part having an oversize and, after removal of this oversize, being standardized, as indicated by the first section.
  • the first part 10 has a recess, which is designed in each case as groove 18 in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 differs from the design of FIG. 2 by the shape of this groove 10th
  • the groove width in the depth direction is substantially constant, in the design of FIG. 2, the groove width narrows increasingly in the groove depth direction or in the direction of the groove bottom 20.
  • the second part 12 is inserted in the designs according to FIGS. 1 and 2, wherein this second part 12 is welded to the first part 10 in the region of the groove bottom 20 and in the region of the groove side walls 21.
  • This welding is in particular carried out so that the power supply was supplied from a direction which is located transversely to the groove depth direction.
  • Such a direction is indicated by the arrows 22 by way of example.
  • the welding can be configured, for example, as welding by means of TIG or medium laser beam welding or by means of EB welding or by means of arc plasma welding.
  • the welding is carried out in particular so that in the region of the groove bottom 20 and in the region of the groove bottom to ⁇ ffhungsquerrough the groove extending side walls 21, the second part 12 is connected to the first part 10.
  • first the first part 10 is applied, wherein a depression, namely the groove 18, is introduced into this first part. Furthermore, the second part 12 is applied. It should be noted that the application of the first part 10 and the second part 12 may be reversed. It may further be provided that of the second part 12 a damaged area is removed or this step is also part of an exemplary method.
  • the second part 12 is inserted into the first part 10 such that the second part or a portion of the second part 12 projects into the depression or into the groove 18. This is in particular such that the second part 12 contacts the first parts 10 in the region of the groove bottom 20.
  • the mentioned insertion corresponds to a plugging of the first part 10 on the second part 12th
  • the second part 12 is connected to the first part 10, which takes place in this example, in particular by welding.
  • the connection is made such that the second part 12 is non-detachably connected to the first part 10.
  • the second part 12 is in each case in particular a residual vane blade, while the first part 10 is a spare part.
  • a groove is introduced in the used spare part 10 frontally.
  • This groove may for example correspond in geometry to the cross section of the part to be repaired or substantially correspond or be slightly larger.
  • inlet and outlet areas for the welding process are integrated into the replacement part so that they do not have to be attached to the component to be repaired likewise with complicated devices or separate tack welding.
  • the position of the replacement parts is always or more frequently reproducible as state of the art. This makes it possible to work with standardizing programs.
  • the use of devices can be omitted. But it can be made possible in particular that the correct and reproducible positioning of parts to be repaired or spare parts without use of a device or without the use of a complicated device is made possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halbzeug zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine, welches Halbzeug ein erstes Teil (10) und ein mit dem ersten Teil (10) fest verbundenes zweites Teil (12) aufweist, wobei das erste Teil (10) wenigstens eine Vertiefung (18) aufweist, in welche das zweite Teil (12) ragt, sowie ein Verfahren zur Reparatur einer Schaufel einer Gasturbine mit den Schritten: Aufbringen eines ersten Teils (10) und Einbringen einer Vertiefung (18), insbesondere Nut (18), in dieses erste Teil (10); Aufbringen eines zweiten Teils (12); Einstecken des zweiten Teils (12) in das erste Teil (10) derart, dass das zweite Teil (12) bzw. wenigstens ein Abschnitt dieses zweiten Teils (12) in die Vertiefung (18) bzw. Nut (18) ragt; und Verbinden, insbesondere Verschweißen, des ersten Teils (10) mit dem zweiten Teil (12) derart, dass das ersten Teil (10) und das zweite Teil (12) nach diesem Verbinden nicht-lösbar miteinander verbunden sind.

Description

Halbzeug zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine und Reparaturverfahren für die Reparatur einer Schaufel für eine Gasturbine
Die Erfindung betrifft ein Halbzeug zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine sowie ein Verfahren für die Reparatur einer Schaufel einer Gasturbine.
Ein Reparaturverfahren für Gasturbinenbauteile, nämlich beschädigte Schaufelblätter von Turbomaschinen, ist bereits aus der DE 43 27 189 Al bekannt.
Gemäß dem dort vorgeschlagenen Reparaturverfahren, das für im Kopf- oder Kantenbereich beschädigte Schaufelblätter von Turbomaschinen vorgesehen ist, werden beschädigte Bereiche bis auf einen unbeschädigten Schaufelblattstumpf abgetrennt und anschließend wird die Reparaturfläche des Schaufelblattsrumpfes für eine Stumpfschweißung vorbereitet. Dann wird eine Reparaturplatte von konstanter, die maximale Profilhöhe der Schaufel um mehr als 50% übersteigender Dicke mit einer der Reparaturfläche angepassten Stirnseite stumpf auf die Reparaturfläche geheftet. Danach wird dann der Schaufelblattstumpf und die Reparaturplatte mittels Stumpfschweißung verschweißt. Anschließend wird die Schweißfuge und die Reparaturplatte auf die Profükontur des Schaufelblattstumpfes und auf das gewünschte Schaufelblattprofil abgearbeitet. Ein Ausführungsbeispiel des dort offenbarten Verfahrens wird dort anhand der Fig. Ia und 2 näher beschrieben.
Ein Nachteil der aus der DE 43 27 189 Al bekannten Gestaltung besteht darin, dass Standardisierungsmaßnahmen zumindest in dem Fall erheblich erschwert werden, dass auf aufwendige Vorrichtungen zum Ausrichten des Schaufelblattstumpfes gegenüber dem Ersatzteil sowie auf eine hohe Anzahl an aufwendigen Heftschweißungen verzichtet werden soll.
Von diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Reparatur von Schaufeln für Gasturbinen zu schaffen, durch die ermöglicht wird, dass der Schaufelrest und das Ersatzteil auf verhältnismäßig einfache Weise und ggf. reproduzierbar und möglichst richtig zueinander positioniert werden können, ohne dass dies Vorrichtungen erfordert, die technisch besonders aufwendig sind.
Erfindungsgemäß wird insbesondere ein Halbzeug zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Ein erfϊndungsgemäßes Reparaturverfahren ist Gegenstand des Anspruchs 6. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird also insbesondere ein Halbzeug zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine vorgeschlagen, das ein erstes Teil sowie ein zweites Teil aufweist. Dabei ist das erste Teil mit dem zweiten Teil fest verbunden, und zwar vorzugsweise verschweißt. Die Schaufel kann beispielsweise eine Turbinenschaufel oder Verdichterschaufel sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schaufel eine Schaufel eines beschaufelten Integralrotors, wie BLISK (von "bladed disk" abgeleiteter Fachbegriff) oder BLING (von "bladed ring" abgeleiteter Fachbegriff), ist.
Die feste Verbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil ist vorzugsweise im Bereich des Bodens der Vertiefung bzw. am Nutgrund der Nut gegeben, und / oder im Bereich der Nutseitenwände.
Es kann vorgesehen sein, dass das erste Teil ein Schaufelstumpf bzw. eine Restschaufel bzw. ein Restschaufelblatt ist und dass das zweite Teil ein mit Aufmaß versehenes Ersatzteil ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das zweite Teil ein Schaufelstumpf bzw. eine Restschaufel bzw. ein Restschaufelblatt ist, und dass das erste Teil ein mit Aufmaß versehenes Ersatzteil ist. In den vorgenannten Fällen ist das Ersatzteil insbesondere so, dass es den Schaufelstumpf bzw. die Restschaufel bzw. den Schaufelblattstupf bzw. -rest zu einem Schaufelblatt bzw. einer Schaufel ergänzt, wenn das Aufmaß unberücksichtigt bleibt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass mehrere Ersatzteile vorgesehen sind, die im Zusammenwirken eine Ergänzungsfunktion im vorgenannten Sinn aufweisen. Es ist vorgesehen, dass das erste Teil wenigstens eine Vertiefung aufweist bzw. ausbildet, in welche das zweite Teil ragt. Die Vertiefung kann beispielsweise eine Nut sein. In zu bevorzugender Ausgestaltung ist die Vertiefiing bzw. die Nut im Schaufelstumpf bzw. in der Restschaufel vorgesehen. Bei einer als Nut vorgesehenen Vertiefung kann insbesondere vorgesehen sein, dass sich diese zunehmend in Richtung des Nutgrundes verjüngt, insbesondere konisch verjüngt. Es kann aber auch sein, dass die Nut zum Nutgrund hin gleich bleibende Querschnitte aufweist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass im ersten oder im zweiten Teil eine Vertiefung, insbesondere eine Nut, vorgesehen ist, in welche das jeweils andere Teil ragt, bzw. in welches sich das jeweils andere Teil erstreckt, wobei das erste Teil und das zweite Teil am Nutgrund und / oder im Bereich der Nutseitenwände bzw. innerhalb dieser Nut bzw. Vertiefung miteinander verschweißt sind. Die Nut kann dabei beispielsweise in vorerwähnter Weise gestaltet bzw. geformt sein. Besonders bevorzugt erfolgt das Verschweißen daher von außen, und zwar insbesondere so, dass die Energie aus einer Richtung zugeführt wird, die quer zu einer oder zumindest einer auf dem Nutgrund stehenden Normalen gelegenen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Verschweißung im Bereich des Nutgrundes und / oder im Bereich der Nutseitenwände gegeben ist bzw. erfolgt.
Ferner wird ein Verfahren zur Reparatur einer Schaufel einer Gasturbine vorgeschlagen. Die Schaufel kann dabei wiederum eine Verdichterschaufel oder eine Turbinenschaufel sein, oder eine Schaufel eines beschaufelten Integralrotors, wie BLISK oder BLING. Auch hier ist die Gasturbine in vorteilhafter Ausgestaltung ein Flugbetriebwerk.
Gemäß dem Verfahren ist vorgesehen, dass ein erstes Teil, wie Schaufelrest oder Schaufelstumpf oder Restschaufel- oder Restschaufelblatt bzw. Integralrotor mit entferntem Schaufelblattabschnitt, aufgebracht wird, und in dieses eine Vertierung, wie beispielsweise Nut, eingebracht wird. Ferner wird - parallel oder zeitgleich oder überlappend oder vor oder nach dem vorgenannten Schritt - ein zweites Teil aufgebracht, wie beispielsweise Ersatzteil. Anzumerken ist, dass alternativ vorgesehen sein kann, dass das erste Teil ein solches Teil ist, wie es beispielhaft für das zweite Teil erwähnt wurde und das zweite Teil ein solches Teil ist, wie es beispielhaft für das erste Teil erwähnt wurde.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, das zweite Teil in das erste Teil derart eingesteckt wird, dass das zweite Teil bzw. wenigstens ein Abschnitt dieses Teils in die Vertiefung bzw. die Nut ragt. Dies kann so sein, dass das zweite Teil den Grund der Vertiefung bzw. der Nutgrund kontaktiert, oder so, dass - insbesondere zumindest vor dem Verbinden von erstem und zweitem Teil - zwischen dem Grund der Vertiefung bzw. dem Nutgrund und dem in die Nut ragenden Abschnitt des zweiten Teils ein materialfreier Zwischenraum gegeben ist.
Ferner ist gemäß dem Verfahren vorgesehen, dass das erste Teil mit dem zweiten Teil verbunden wird. Dieses Verbinden kann beispielsweise ein Verschweißen sein, wie beispielsweise Lichtbogen-Plasma-Schweißen oder WIG-Schweißen oder Laser-Strahl-Schweißen oder EB-Schweißen. Das angesprochene Verbinden erfolgt insbesondere so, dass nach dem Verbinden bzw. nach dem Verbindungsprozess das erste Teil mit dem zweiten Teil nicht lösbar verbunden ist.
In vorteilhafter Gestaltung ist vorgesehen, dass der Schaufelstumpf bzw. die Restschaufel bzw. das Restschaufelblatt bzw. der beschaufelter Integralrotor, wie BLISK oder BLING, mit abgetrennten Teil des Schaufelblatts durch Abtrennen wenigstens eines, insbesondere beschädigten, Abschnitts einer zu reparierenden Schaufel bzw. von einem zu reparierenden Schaufelblatts erzeugt wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Ersatzteil ein Übermaß auf, das nach dem Verbinden mit dem anderen Teil, also insbesondere Restschaufel bzw. Restschaufelstumpf bzw. Restintegralrotor, insbesondere Rest-BLISK oder Rest-BLING, mit abgetrennten Abschnitt eines Schaufelblatts hinsichtlich seiner Form bearbeitet wird. Dies kann insbesondere so erfolgen, dass die dabei erzeugte Form insbesondere so ist, dass das Ersatzteil an die Sollkontur angepasst wird bzw. dem Ersatzteil im Wesentlichen die Form gegeben wird, die - insbesondere abgesehen von beschädigten Abschnitten - der abgetrennte Abschnitt hatte. Besonders bevorzugt erfolgt das Verschweißen von außen, und zwar insbesondere so, dass die Energie aus einer Richtung zugeführt wird, die quer zu einer oder zumindest einer auf dem Nutgrund stehenden Normalen gelegenen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Verschweißung im Bereich des Nutgrundes und / oder im Bereich der Nutseitenwände gegeben ist bzw. erfolgt.
Im Folgenden sollen nun anhand der beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, wobei anzumerken ist, dass die Erfindung durch diese Ausfuhrungsbeispiele nicht beschränkt werden soll, sondern auch weitere Ausführungsbeispiele unter die Erfindung fallen. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbzeuges, wobei dieses Halbzeug auch bei der Durchführung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben sein kann; und
Fig. 2 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbzeuges, wobei dieses Halbzeug auch bei der Durchfuhrung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben sein kann.
Fig. 1 zeigt ein erstes, beispielhaftes erfindungsgemäßes Halbzeug 1 zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine bzw. einer Gasturbine und Fig. 2 zeigt ein zweites, beispielhaftes erfindungsgemäßes Halbzeug 1 zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine bzw. einer Gasturbine.
In den Fig. 1 und 2 gezeigten beispielhaften Gestaltungen können ferner beispielhafte Zwischenstufen sein, die im Rahmen eines beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahrens durchlaufen werden. Vor diesem Hintergrund soll anhand der Fig. 1 und 2 ferner beispielhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden. Die folgenden Ausführungen beziehen sich sowohl auf die Gestaltung gemäß Fig. 1 als auch die Gestaltung gemäß Fig. 2, sofern nicht auf Unterschiede besonderes hingewiesen wird.
Das Halbzeug 1 weist ein erstes Teil 10 und ein zweites Teil 12 auf, das jeweils teilweise dargestellt ist.
Das zweite Teil 12 entspricht einer Restschaufel bzw. einem Restschaufelblatt, die bzw. .das ggf. auch Bestandteil einer BLISK (= von "BLaded dISK" abgeleiteter Fachbegriff) sein kann.
Ein Abschnitt des ersten Teils 10 bildet dabei ein Ersatzteil für eine Schaufel aus. Dies ist insbesondere so, dass von einer Schaufel im Vorfeld bereits ein beschädigter Bereich abgetrennt wurde, der durch einen wesentlichen formidentischen, unbeschädigten Bereich besetzt werden soll, so dass die entstehende, unbeschädigte Schaufel im wesentlichen ihre ursprünglichen Gestalt erhält.
In den Fig. 1 und 2 weist das zweite Teil 12 jeweils eine einheitliche Schraffur auf. Das erste Schaufelteil 10 weist - obwohl es einstückig gefertigt ist - in den Fig. 1 und 2 Bereiche unterschiedlicher Schraffur auf, von denen ein erster einen ersten Abschnitt 14 des ersten Teils 10 verdeutlicht und ein zweiter einen zweiten Abschnitt 16 des ersten Teils 10 verdeutlicht. Dabei soll der erste Abschnitt 14 des ersten Teils 10 den Bereich andeuten, der im Ergebnis - dem formangepassten Ersatzteil entspricht, also dem Abschnitt des Ersatzteils der - ungeachtet der Beschädigungen - dem entfernten Bereich der Schaufel entspricht.
In anderen Worten ist das erste 10 Teil ein Ersatzteil, wobei dieses Ersatzteil über ein Ü- bermaß aufweist und nach Entfernen dieses Übermaßes so genormt ist, wie es durch den ersten Abschnitt 14 angedeutet ist. Zur Vereinfachung wird im Folgenden von einem Ersatzteil gesprochen, das Übermaß aufweist. Wie gut in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, weist das erste Teil 10 eine Vertiefung auf, die in Fig. 1 und 2 jeweils als Nut 18 gestaltet ist.
Die Gestaltung gemäß Fig. 1 unterscheidet sich von der Gestaltung gemäß Fig. 2 durch die Form dieser Nut 10.
Während bei der Gestaltung gemäß Fig. 1 die Nutbreite in der Tiefenrichtung im wesentlichen konstant ist, verjüngt sich bei der Gestaltung der Fig. 2 die Nutbreite in Nuttiefenrichtung bzw. in Richtung des Nutgrundes 20 zunehmend.
In die angesprochenen Nut 18 ist bei den Gestaltungen gemäß Fig. 1 und 2 jeweils das zweite Teil 12 eingesteckt, wobei dieses zweite Teil 12 mit dem ersten Teil 10 im Bereich des Nutgrundes 20 und im Bereich der Nutseitenwände 21 verschweißt ist. Dieses Verschweißen ist dabei insbesondere so erfolgt, dass die Energiezufuhr aus einer Richtung zugeführt wurde, die quer zur Nuttiefenrichtung gelegen ist. Eine solche Richtung ist beispielhaft durch die Pfeile 22 angedeutet.
Das Verschweißen kann dabei beispielsweise als Verschweißen mittels WIG oder mittel Laserstrahlschweißen oder mittels EB-Schweißen oder mittels Lichtbogenplasmaschweißen ausgestaltet sein.
Das Verschweißen erfolgt dabei insbesondere so, dass im Bereich des Nutgrundes 20 und im Bereich der sich vom Nutgrund zum Öffhungsquerschnitt der Nut erstreckenden Seitenwände 21 das zweite Teil 12 mit dem ersten Teil 10 verbunden ist.
Um auf das beispielhafte erfindungsgemäße Verfahren zur Reparatur einer Schaufel einer Gasturbine zu kommen, wird zunächst das erste Teil 10 aufgebracht, wobei eine Vertiefung, nämlich die Nut 18, in dieses erste Teil eingebracht wird. Ferner wird das zweite Teil 12 aufgebracht. Anzumerken ist, dass das Aufbringen des ersten Teils 10 und des zweiten Teils 12 vertauscht sein kann. Es kann ferner vorgesehen sein, dass von dem zweiten Teil 12 ein beschädigter Bereich entfernt wird bzw. das dieser Schritt ebenfalls Bestandteil eines beispielhaften Verfahrens ist.
Das zweite Teil 12 wird in das erste Teil 10 derart eingesteckt, dass das zweite Teil bzw. ein Abschnitt des zweiten Teils 12 in die Vertiefung bzw. in die Nut 18 ragt. Dies ist insbesondere so, dass das zweite Teil 12 das erst Teile 10 im Bereich des Nutgrundes 20 kontaktiert. Selbstverständlich entspricht dem erwähnten Einstecken ein Aufstecken des ersten Teils 10 auf das zweite Teil 12.
Anschließend wird das zweite Teil 12 mit dem ersten Teil 10 verbunden, was in diesem Beispiel insbesondere durch Verschweißen erfolgt. Das Verbinden erfolgt so, dass der zweite Teil 12 mit dem ersten Teil 10 nicht-lösbar verbunden ist. Das zweite Teil 12 ist jeweils insbesondere ein Restschaufelblatt, während das erste Teil 10 ein Ersatzteil ist.
Wie gut in den Figuren zu erkennen ist, weist das Ersatzteil ein Übermaß auf. Dieses Ü- bermaß wird in einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren anschließend entfernt, was beispielsweise durch spanende Bearbeitung oder durch Laserbearbeitung erfolgen kann.
Es ist insbesondere vorgesehen, das in das verwendete Ersatzteil 10 stirnseitig eine Nut eingebracht wird. Diese Nut kann beispielsweise in der Geometrie dem Querschnitt des zu reparierenden Teils entsprechen oder im Wesentlichen entsprechen bzw. geringfügig größer sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass An- und Ablaufbereiche für das Schweißverfahren in das Ersatzteil so integriert werden, dass diese nicht ebenfalls mit aufwendigen Vorrichtungen oder separater Heftschweißung am zum reparierenden Bauteil angebracht werden müssen.
Zumindest bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfϊndungsgemäßen Gestaltung ist die Lage der Ersatzteile immer bzw. häufiger als Stand der Technik reproduzierbar. Damit wird es möglich, mit standardisierenden Programmen zu arbeiten. Die Verwendung von Vorrichtungen kann entfallen. Es kann aber insbesondere ermöglicht werden, dass die richtige und reproduzierbare Positionierung von zu reparierenden Teilen oder Ersatzteilen ohne Verwendung einer Vorrichtung bzw. ohne Verwendung einer aufwendigen Vorrichtung ermöglicht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Halbzeug zum Erzeugen einer reparierten Schaufel für eine Gasturbine, welches Halbzeug ein erstes Teil (10) und ein mit dem ersten Teil (10) fest verbundenes zweites Teil (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (10) wenigstens eine Vertiefung (18) aufweist, in welche das zweite Teil (12) ragt.
2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (10) ein Schaufelstumpf bzw. eine Restschaufel bzw. ein Restschaufelblatt ist und dass das zweite Teil (12) ein Ersatzteil ist.
3. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teil (12) ein Schaufelstumpf bzw. eine Restschaufel ist und dass das erste Teil (10) ein Ersatzteil ist.
4. Halbzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (18) eine Nut (18) ist.
5. Halbzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (10) mit dem zweiten Teil (12) innerhalb der Vertiefung (18) bzw. Nut (18) verschweißt ist.
6. Verfahren zur Reparatur einer Schaufel einer Gasturbine mit den Schritten:
Aufbringen eines ersten Teils (10) und Einbringen einer Vertiefung (18), insbesondere Nut (18), in dieses erste Teil (10); Aufbringen eines zweiten Teils (12); Einstecken des zweiten Teils (12) in das erste Teil (10) derart, dass das zweite Teil (12) bzw. wenigstens ein Abschnitt dieses zweiten Teils (12) in die Vertiefung (18) bzw. Nut (18) ragt; und
Verbinden, insbesondere Verschweißen, des ersten Teils (10) mit dem zweiten Teil (12) derart, dass das ersten Teil (10) und das zweite Teil (12) nach diesem Verbinden nicht-lösbar miteinander verbunden sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (10) ein Schaufelstumpf bzw. eine Restschaufel bzw. ein Restschaufelblatt ist und dass das zweite Teil (12) ein Ersatzteil ist, oder umgekehrt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelstumpf (10) bzw. die Restschaufel (10) bzw. das Restschaufelblatt (10) durch Abtrennen wenigstens eines, insbesondere beschädigten, Abschnitts von einer zu reparierenden Schaufel (1) bzw. einem zu reparierenden Schaufelblatt erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ersatzteil (10) ein Übermaß aufweist und nach dem Verbinden mit dem anderen Teil (12) hinsichtlich seiner Form bearbeitet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Verbinden, insbesondere Verschweißen, des ersten Teils (10) mit dem zweiten Teil (12) durch ein Schweißverfahren aus einer Gruppe von Schweißverfahren erfolgt, welche Gruppe von Schweißverfahren das Lichtbogenplasma-Schweißen, das WIG- Schweißen, das Laserstrahl-Schweißen sowie das EB-Schweißen umfasst.
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