JP2001214708A - タービン部品の補修方法、hfクリーニングの前処理方法およびタービン翼 - Google Patents

タービン部品の補修方法、hfクリーニングの前処理方法およびタービン翼

Info

Publication number
JP2001214708A
JP2001214708A JP2000023105A JP2000023105A JP2001214708A JP 2001214708 A JP2001214708 A JP 2001214708A JP 2000023105 A JP2000023105 A JP 2000023105A JP 2000023105 A JP2000023105 A JP 2000023105A JP 2001214708 A JP2001214708 A JP 2001214708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cleaning
turbine
repairing
mask
turbine component
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Withdrawn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
JP2000023105A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihisa Kamimura
好古 上村
Koji Takahashi
孝二 高橋
Takeshi Sedo
健 瀬渡
Atsushi Shimono
厚嗣 下野
Shuji Ito
収二 伊藤
Katsuhide Jo
城  克英
Keiichi Moriya
慶一 守屋
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2000023105A priority Critical patent/JP2001214708A/ja
Publication of JP2001214708A publication Critical patent/JP2001214708A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/007Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 健全な補修作業を行うこと。 【解決手段】 動翼10のセレーション部4にニッケル
メッキを施してからHFクリーニングを行い、動翼表面
の酸化スケールを除去する。続いて、プロファイル部1
のクラックにロー付け補修を施し、熱処理をすることで
Ni膜5を動翼10の母材に拡散させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、タービンの使用
を続けることによりタービン部品に磨耗や損傷などが発
生するため、これらを補修する必要があり、その際に健
全な補修作業を行えるようなタービン部品の補修方法、
HFクリーニングの前処理方法およびタービン翼に関す
る。
【0002】
【従来の技術】タービンに用いる動翼、静翼などの高温
流体中に曝される部品においては、その腐食や磨耗によ
る損傷が非常に問題になる。これら腐食や磨耗の原因と
して、たとえばガスタービンでは、被爆温度の上昇によ
る高温酸化や、化石燃料中に存在する不純物による高温
腐食があり、この他、ガスタービンの燃料空気比が大き
いことから空気中の有害物質が腐食、磨耗の進行に悪影
響を及ぼすことなどが挙げられる。また、高温酸化の耐
性は、不動体皮膜の酸素または金属の拡散速度や基材と
の密着性などに起因する。
【0003】また、高温腐食としては、バナジン酸ナト
リウム塩が金属面に付着、凝固し、活性な酸素を発生す
ることで腐食を進行させるバナジウムアタックや、ター
ビン翼の腐食損傷の主な原因である、Na2SO4を主成
分とする燃料灰により硫化物と酸化物を生じさせる高温
硫化腐食などを挙げることができる。また、蒸気タービ
ンの場合には、水滴が主な腐食原因となり、結果的にク
ラックなどの損傷を発生させることになる。
【0004】一般的にこのような腐食や磨耗の対策とし
て、タービン部品の表面にコーティングを施すことを行
っており、その施行には硬質Crメッキや高速ガスフレ
ーム溶射(HVOF)などが用いられている。また、こ
のようなコーティング技術は、たとえば特開平8−28
866号公報などにおいて開示されている。さらに、タ
ービンの使用によりクラックが発生した場合には、当該
部分にロー付けを施して補修を行うようにしている。
【0005】図2においてタービン動翼10を例に挙げ
て説明すると、ロー付け補修を行うにあたり、プロファ
イル部1に生じたクラック2には内部にクロム酸化物
(Cr 23)からなる酸化スケール3が被着しているた
め(図中、一部拡大部分にて示す)、まず、HF(弗化
水素)ガス中において熱処理を行うようにする。この熱
処理は500mmHgの減圧中にて行い、加熱温度は正
規の熱処理温度である1120℃以下の、たとえば10
00℃程度とする。このHFクリーニングにより、クラ
ック2内に発生した酸化スケール3を還元除去すること
ができる。
【0006】つぎに、クラック2に対してロー付け処理
を行う。ロー材には、動翼10の使用材料がニッケル基
耐熱合金(Ni−Cr−Mo)であることから、ニッケ
ル(Ni)にクロム(Cr)やタンタル(Ta)などの
元素を添加したものを用いる。ロー付けした後は、前記
同様、500mmHgの減圧下にて1000℃程度で熱
処理を行い、熱影響部の熱応力を除去する。これによ
り、クラック2のロー付け補修が完了する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記動翼10のクラッ
ク補修においては、HFクリーニングにより酸化スケー
ル3を除去するようにしているが、このHFクリーニン
グによってセレーション部4に点状あるいは線状のクラ
ックが発生することがある。このクラック発生のメカニ
ズムは、HFガスが酸化スケール3のみならずセレーシ
ョン部4の粒界に析出した物質を還元除去している可能
性があり、当該セレーション部に研削加工を施している
ことに起因して、結晶粒界にダメージを与えているもの
と考えられる。一方、プロファイル部1は研削加工され
ていないため、このようなクラックが発生することはな
い。現状でクラックの発生した動翼10は、構造的な健
全性の点から問題があるために全て廃棄しなければなら
なず、このため、かかるセレーション部4のクラック対
策が急務となっている。
【0008】この発明は、このような問題点に鑑みてな
されたものであって、健全な補修作業を行うことができ
るタービン部品の補修方法、HFクリーニングの前処理
方法およびタービン翼を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1にかかるタービン部品の補修方法は、タ
ービン部品の損傷部分にロー付け補修を施すにあたり、
部品表面の酸化スケールを除去するためにHFクリーニ
ングを行うタービン部品の補修方法において、タービン
部品のうちHFクリーニングにより結晶粒界が腐食など
のダメージを受ける部分に予めマスクをしておき、この
マスクをした状態でHFクリーニングを施すようにした
ものである。
【0010】タービン部品のうち、マスクを施した部分
はHFガスに曝されない。これにより、HFガスが結晶
粒界に作用しないから、当該部分に対するダメージをな
くすことができる。マスクは、HFクリーニング後にそ
のまま母材に拡散させるか、除去するようにすればよ
い。同じく、HFクリーニングの前処理方法(請求項
5)によっても、後の工程において同様の作用を奏する
ことができる。
【0011】また、請求項2にかかるタービン部品の補
修方法は、上記タービン部品の補修方法において、さら
に、前記マスクとして、タービン部品の基材と同じ金属
からなる皮膜を用いたものである。タービン部品である
翼などには、耐熱合金であるニッケル基、コバルト基合
金が用いられている。また、HFクリーニング、ロー付
け後はタービン部品に熱処理を施すことになる。そこ
で、これらニッケルなどによってマスクすることによ
り、後の熱処理においてニッケルなどが母材に拡散する
ことになるから、マスク除去の必要がなくなる。このた
め、補修工程を簡略化することができる。
【0012】また、請求項3にかかるタービン部品の補
修方法は、上記タービン部品の補修方法において、前記
マスクの材料に、ニッケル、コバルトその他の耐熱用金
属を用いたものである。HFクリーニング時の加熱温度
は1000℃程度であり、これに対して、たとえばニッ
ケルの融点は1455℃と十分高い。このため、マスク
を確実に行うことができる。また、用いる耐熱金属がタ
ービン部品の基材と同じ場合には、上記同様、マスク除
去工程を不要にできるので、補修工程を簡略化できる。
【0013】また、請求項4にかかるタービン部品の補
修方法は、タービン翼のプロファイル部に発生した損傷
をロー付けにより補修するにあたり、翼表面の酸化スケ
ールを除去するためにHFクリーニングを行うタービン
部品の補修方法において、前記翼のセレーション部に予
めマスクをしておき、このマスクをした状態でHFクリ
ーニングを施すようにしたものである。また、請求項6
にかかるタービン翼は、タービン翼のプロファイル部に
生じた損傷を補修する前に行うHFクリーニングのHF
ガスに曝されないように前記タービン翼のセレーション
部にマスクを施したものである。
【0014】タービン翼のセレーション部には研削加工
が施されてその表面粗度が良いため、HFガスが作用し
て結晶粒界にダメージを与えるものと推測される。一
方、タービン翼のプロファイル部は鋳造状態あるいは凝
固状態にあるから、HFガスによる影響が問題にならな
い。そこで、セレーション部に予めマスクをすることに
より、HFガスに曝すことのないようにする。このよう
にすれば、本来補修が必要なプロファイル部のみスケー
ル除去することができ、セレーション部の結晶粒界にダ
メージを与えることがなくなる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるタービン
部品の補修方法、HFクリーニングの前処理方法および
タービン翼の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に
説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定
されるものではない。
【0016】まず、クラック2の生じた動翼10にHF
クリーニングを施すにあたり、セレーション部4の結晶
粒界にダメージを与えないため、図1に示すように、当
該部分にNiメッキを施す。Ni膜5は、板状の純ニッ
ケルの電解板を陽極とし、前記セレーション部4を陰極
とした無電解メッキにより形成する。無電解メッキを用
いることにより、密着力が高く均一厚さのメッキ皮膜を
得ることができる。
【0017】一般的な無電解ニッケルメッキ浴の構成成
分は、金属イオンの供給を行う金属塩、金属イオンを還
元する還元剤、メッキ速度の調整などに用いる錯化剤、
メッキ液のpHを調整するpH調整剤、メッキ液のpH
の変動を抑制するpH緩衝剤、メッキ液の分解を防止す
る安定剤、ぬれ性を改善する改良剤などからなる。浴温
やpHは、酸性あるいはアルカリ性などの各種メッキ浴
により異なるから、使用するメッキ浴の種類に従って最
適に管理する必要がある。また、浴の安定性やメッキ速
度などの析出挙動および成分濃度により析出するNi皮
膜の性状が決まるため、これら条件を的確に把握するこ
とにより再現性を良くすることができる。
【0018】Niメッキの膜厚は、十分なマスク性能を
得るため10μm程度にするのが好ましい。なお、無電
解メッキの他、蒸着法、スパッタ法或いはイオンプレー
ティング法などの気相メッキを用いることもできる。N
iメッキを用いるのは、その融点が1455℃であっ
て、HFクリーニングの加熱温度である1000℃に耐
え得るからである。マスク材料は、このような条件のも
とで選定されるものであるから、セレーション部4がH
Fガス雰囲気に曝されず且つHFクリーニング時の加熱
温度(1000℃)に耐えることができるものであれば
Ni以外にも選定可能である。例えばニッケルクロム合
金やニッケルコバルト合金などを用いることができる。
【0019】さらに、金属材料であるか否かを問わず、
セラミックス材料やFRM(Fiberreinforced metal)
などの複合材料からも選定することができる。また、メ
ッキ以外に、当該条件を満たす材料の皮膜を塗装するこ
となどによっても、実現可能である。
【0020】また、被着したNi膜5は、HFクリーニ
ングやロー付け補修後の熱処理工程において、母材中に
拡散することになるから除去する必要がない。このた
め、動翼10の補修工程を簡略化することができる。た
だし、Ni以外のマスク材料を用いる場合であって、当
該材慮の母材への拡散が好ましくないときは、保護膜の
除去工程を別に設ける必要がある。
【0021】以上のように、セレーション部4にHFク
リーニングの加熱温度に耐え得るNi膜5を施すこと
で、当該部分をHFガスに曝すのを防止できる。このた
め、HFガスがセレーション部の結晶粒界に直接当たる
ことがないから、動翼10の構造的健全性を確保するこ
とができる。これにより、動翼10の寿命を長くするこ
とができるから、ガスタービンの維持費を節約すること
ができる。なお、上記実施の形態においてはタービン動
翼を例示して説明したが、これを静翼や分割管(シュラ
ウド)や燃焼器部品などに適用できるのはいうまでもな
い。特に、HFクリーニングにより一部の結晶粒界がダ
メージを受ける部品について、有用であるものと考えら
れる。
【0022】
【実施例】ニッケルメッキを行う場合の具体的プロセス
を以下に示す。 (1)クリーニング セレーション部4の表面に高速でガラスビーズを吹き付
け、当該セレーション部4のクリーニングを行う。 (2)マスキング プロファイル部1には、Niメッキが付着しないように
マスキングを施す。マスキング剤には、たとえば樹脂や
ワックスなどを用いることができる。
【0023】(3)酸洗 Ni膜5の密着性を高めるために、セレーション部4表
面の酸化膜を塩酸により除去する。酸洗の処理温度は室
温とし、処理時間は3〜5分とする。 (4)水洗 (5)陰極電解脱脂 セレーション部4表面の油脂を陰極電解作用により脱脂
する。 (6)水洗 (7)弱酸中和 (8)水洗2回
【0024】(9)Niストライク(ウッド法) 無電解メッキの基礎となる、非常に薄いメッキ皮膜を付
ける。そのメッキ条件を下記に示す。 溶液:湯につぎのものを溶かす。 NiCl2 240g/l 35〜36%塩酸を120cc/l 温度:35℃ 陽極:純Ni (10)水洗
【0025】(11)Niメッキ 溶液:湯(45℃)につぎのものを溶かす NiSO4 360g/l NiCl2 55g/l H3BO3 45g/l サッカリン 5g/l 電極:純Ni なお、上記サッカリンは、Niメッキの光沢を出し、膜
厚を安定化するために用いる。 (12)湯洗 (13)マスキング除去 (14)手入れ、検査
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のタービ
ン部品の補修方法(請求項1)およびHFクリーニング
の前処理方法(請求項5)では、タービン部品のうちH
Fクリーニングにより結晶粒界がダメージを受ける部分
に予めマスクをしておき、このマスクをした状態でHF
クリーニングを施すようにした。このため、当該部分に
おける結晶粒界へのダメージを防止することができる。
この結果、タービン部品の健全な補修が可能になる。
【0027】また、この発明のタービン部品の補修方法
(請求項2)では、マスクとして、タービン部品の基材
と同じ金属からなる皮膜を用いた。これらのマスクの材
料は、後の熱処理において母材に拡散するからマスク除
去工程が不要になり、その分、補修工程を簡略化でき
る。
【0028】また、この発明のタービン部品の補修方法
(請求項3)では、マスクの材料として耐熱用金属を用
いたので、マスクを確実に行うことができ、タービン部
品の補修をさらに健全に行うことができる。
【0029】また、この発明のタービン部品の補修方法
(請求項4)およびタービン翼(請求項6)では、ター
ビン翼のセレーション部に予めマスクを施し、HFクリ
ーニングを行うようにしたので、セレーション部の結晶
粒界がHFガスによるダメージを受けない。このため、
タービン翼の健全な補修が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の補修方法にかかる動翼を示す斜視図
である。
【図2】ロー付け補修する動翼を示す斜視図である。
【符号の説明】 1 プロファイル部 2 クラック 3 酸化スケール 4 セレーション部 5 Ni膜 10 動翼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬渡 健 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 下野 厚嗣 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 伊藤 収二 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 城 克英 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 守屋 慶一 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Fターム(参考) 3G002 EA00 EA01 EA04 EA06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タービン部品の損傷部分にロー付け補修
    を施すにあたり、部品表面の酸化スケールを除去するた
    めにHFクリーニングを行うタービン部品の補修方法に
    おいて、 タービン部品のうちHFクリーニングにより結晶粒界が
    ダメージを受ける部分に予めマスクをしておき、このマ
    スクをした状態でHFクリーニングを施すようにしたこ
    とを特徴とするタービン部品の補修方法。
  2. 【請求項2】 さらに、前記マスクとして、タービン部
    品の基材と同じ金属からなる皮膜を用いたことを特徴と
    する請求項1に記載のタービン部品の補修方法。
  3. 【請求項3】 前記マスクの材料に、ニッケル、コバル
    トその他の耐熱用金属を用いたことを特徴とする請求項
    1に記載のタービン部品の補修方法。
  4. 【請求項4】 タービン翼のプロファイル部に発生した
    損傷をロー付けにより補修するにあたり、翼表面の酸化
    スケールを除去するためにHFクリーニングを行うター
    ビン部品の補修方法において、 前記翼のセレーション部に予めマスクをしておき、この
    マスクをした状態でHFクリーニングを施すようにした
    ことを特徴とするタービン部品の補修方法。
  5. 【請求項5】 タービン部品の補修前にその表面に形成
    された酸化スケールをHFクリーニングにより除去する
    にあたり、当該タービン部品のうちHFクリーニングに
    より結晶粒界がダメージを受ける部分に予めマスクを施
    すようにしたことを特徴とするHFクリーニングの前処
    理方法。
  6. 【請求項6】 タービン翼のプロファイル部に生じた損
    傷を補修する前に行うHFクリーニングのHFガスに曝
    されないように前記タービン翼のセレーション部にマス
    クを施したことを特徴とするタービン翼。
JP2000023105A 2000-01-31 2000-01-31 タービン部品の補修方法、hfクリーニングの前処理方法およびタービン翼 Withdrawn JP2001214708A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000023105A JP2001214708A (ja) 2000-01-31 2000-01-31 タービン部品の補修方法、hfクリーニングの前処理方法およびタービン翼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000023105A JP2001214708A (ja) 2000-01-31 2000-01-31 タービン部品の補修方法、hfクリーニングの前処理方法およびタービン翼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001214708A true JP2001214708A (ja) 2001-08-10

Family

ID=18549312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000023105A Withdrawn JP2001214708A (ja) 2000-01-31 2000-01-31 タービン部品の補修方法、hfクリーニングの前処理方法およびタービン翼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001214708A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008036708A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 United Technol Corp <Utc> ろう付方法
SG161130A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-27 Turbine Overhaul Services Pte Methods for repairing gas turbine engine components
US20130323066A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Monika D. Kinstler Maskant for fluoride ion cleaning
CN108165929A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种自愈合涂层及其制备方法与应用

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008036708A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 United Technol Corp <Utc> ろう付方法
SG161130A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-27 Turbine Overhaul Services Pte Methods for repairing gas turbine engine components
US8354146B2 (en) 2008-11-06 2013-01-15 Turbine Overhaul Services Pte Ltd Methods for repairing gas turbine engine components
US20130323066A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Monika D. Kinstler Maskant for fluoride ion cleaning
EP2855734A4 (en) * 2012-05-31 2015-04-29 United Technologies Corp MASKING AGENT FOR FLUORIDION CLEANING
CN108165929A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种自愈合涂层及其制备方法与应用
CN108165929B (zh) * 2017-12-28 2019-10-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种自愈合涂层及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4405021B2 (ja) 物品の離散選択表面の皮膜
JP4731049B2 (ja) 基板から皮膜を除去する方法およびそれに用いる組成物
US6355116B1 (en) Method for renewing diffusion coatings on superalloy substrates
JP4463359B2 (ja) 高圧タービンシュラウドの修復方法
US7575418B2 (en) Erosion and wear resistant protective structures for turbine components
EP1533396B1 (en) Method for repairing coated components using NiAl bond coats
JP4942926B2 (ja) 耐環境性ボンド皮膜を使用して部品を補修する方法及びその結果得られた補修した部品
US7731809B2 (en) Activated diffusion brazing alloys and repair process
JP2001214704A (ja) タービンブレード及びガスタービン部材
US6605364B1 (en) Coating article and method for repairing a coated surface
JP4762393B2 (ja) 拡散アルミニドコーティングからの高温腐蝕生成物の除去方法
JP2008111425A (ja) ガスタービンエンジン圧縮機用摩擦皮膜
US8124246B2 (en) Coated components and methods of fabricating coated components and coated turbine disks
US7811396B2 (en) Method for HVOF or LPPS restoration coating repair of a nickel-base superalloy article
US20050035086A1 (en) Upgrading aluminide coating on used turbine engine component
JP6389052B2 (ja) 耐エロージョン性皮膜系及びその処理方法
JP2001214708A (ja) タービン部品の補修方法、hfクリーニングの前処理方法およびタービン翼
Bell Repair and rejuvenation procedures for aero gas-turbine hot-section components
JP4279105B2 (ja) 以前実用に供されたガスタービンブレードの表面を選択的に保護する方法
EP1123987A1 (en) Repairable diffusion aluminide coatings
Brauny et al. Repair of air–cooled turbine vanes of high–performance aircraft engines–problems and experience
JPH0132309B2 (ja)
JP2008179883A (ja) 物品の修復又は再生法並びに修復又は再生物品
US6440238B1 (en) Process for treating the surface of a component, made from a Ni based superalloy, to be coated
CN114481133A (zh) 一种化学溶液腐蚀退除(Ni,Pt)Al涂层的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070403