JP2009216047A - Method of coating turbine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of coating a turbine capable of accurately forming a coating film in the periphery of a seal fin without the need for considering an increase of costs and welding deformation even in the case of using an embedding type or sharpening type seal fin structure. <P>SOLUTION: This is a method of coating a turbine which comprises a rotor rotatably arranged inside a casing. At least one of opposite surfaces of the casing and the rotor 1 is formed with a seal fin groove 2, and embedding type seal fins 9 and 10 are embedded in the seal fin groove 2, and the embedding type seal fin is caulked by a caulking wire 11 so as to form a seal fin part 7. In this condition, coating is performed by using a coating material, and a coating layer 13 is thereby formed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ケーシング内にロータを回転自在に配置したタービンのコーティング施工方法であって、特にシールフィン部のエロージョン・コロージョン等の腐食又は熱影響等による損傷を受け易い部位に適用するコーティング施工方法に関する。   The present invention relates to a turbine coating method in which a rotor is rotatably arranged in a casing, and particularly to a coating method applied to a portion that is susceptible to damage such as erosion and corrosion of a seal fin portion due to corrosion or heat influence. About.

従来のタービンを構成するロータ及びケーシングの対向面の損傷防止対策としてコーティング材をコーティングするコーティング施工方法としては、例えばタービンシャフトと動翼とを含む回転構造物の外周面に周接された円環状のシールフィンと、静翼と静翼内輪と静翼外輪とを含む静止構造物の内周面に、シールフィンに離間対向して周接された円環状のハニカムセルとを有し、シールフィンの表面に炭化クロムなどの高硬度皮膜を溶射によって形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。   As a coating method for coating a coating material as a measure for preventing damage to the opposing surfaces of a rotor and a casing that constitute a conventional turbine, for example, an annular ring that is in contact with the outer peripheral surface of a rotating structure including a turbine shaft and a moving blade A sealing fin, and an annular honeycomb cell that is spaced and opposed to the sealing fin on the inner peripheral surface of a stationary structure including a stationary blade, a stationary blade inner ring, and a stationary blade outer ring. It is known that a high-hardness film such as chromium carbide is formed on the surface of the steel by thermal spraying (see, for example, Patent Document 1).

また、静止側グランド部と対向する部位の本体部に対して着脱自在に嵌まり合う円筒状体に形成した回転側グランド部を装着するタービンロータを有し、回転グランド部の外周部に凸条状を形成し、この凸条を含む外周部に耐食性金属材を溶射法によって薄膜（例えば、１ｍｍ程度あるいはそれ以下）状の耐食層を形成することが知られている（例えば特許文献２参照）。   In addition, it has a turbine rotor to which a rotating side ground portion formed in a cylindrical body that is detachably fitted to a main body portion at a portion facing the stationary side ground portion is mounted, and a ridge on the outer peripheral portion of the rotating ground portion. It is known that a corrosion-resistant metal material is formed on the outer peripheral portion including the ridges by a thermal spraying method of a corrosion-resistant metal material (for example, about 1 mm or less) (see, for example, Patent Document 2). .

さらに、シールフィンとしては、動翼の外周端に設ける外側シュラウドの外周面又は翼間の内周面並びにロータ外周面の平滑部に、全周に亘り削設されたシールフィン溝内にその基端部が挿入され、この基端部をかしめワイヤでかしめることにより、シールフィン装置をシールフィン溝内に、固設するようにした構成が知られている。
特開２００１−１２３８０３号公報（段落番号「００４０」，「００４２」） 特開２００２−２０６４０６号公報（段落番号「００１５」，「００２１」） Further, as the seal fin, the outer periphery of the outer shroud provided at the outer peripheral end of the rotor blade, the inner peripheral surface between the blades, and the smooth portion of the outer peripheral surface of the rotor are provided in the seal fin groove cut all over the circumference. A configuration is known in which the end portion is inserted and the base end portion is caulked with a caulking wire so that the seal fin device is fixedly installed in the seal fin groove.
JP 2001-123803 A (paragraph numbers “0040”, “0042”) JP 2002-206406 A (paragraph numbers “0015”, “0021”)

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、シールフィンを断面が鋭角な針状に近い三角形状で円環状に形成しているので、炭化クロムなどの高硬度皮膜を溶射した場合に、壁面に所定膜厚の高硬度皮膜を形成することは困難であり、シールフィン周辺のエロージョン・コロージョン等による腐食損傷を確実に防ぐことはできないという未解決の課題がある。   However, in the conventional example described in Patent Document 1, since the seal fin is formed in an annular shape with a triangular shape close to an acute needle shape in cross section, when a high hardness film such as chromium carbide is sprayed In addition, it is difficult to form a high-hardness film with a predetermined thickness on the wall surface, and there is an unsolved problem that corrosion damage due to erosion and corrosion around the seal fin cannot be reliably prevented.

また、特許文献２に記載の従来例にあっては、シールフィン部として凸条を形成するので、この凸条の外周面には耐食性金属材の溶射を確実に付着させることができるものであるが、シールフィンとして凸条を形成する必要があり、シールフィン構造が大型化してしまうという未解決の課題がある。
この特許文献２に記載の従来例の未解決の課題を解決するために、植え込み型のシールフィンを適用することが考えられるが、この場合には、シールフィンをシールフィン溝内に植え込み、かしめワイヤでかしめるので、シールフィン構造を簡略化することができる反面、シールフィン溝を形成する必要がある。このため、このシールフィン溝を構成する側壁が垂直面となり、溶射方向と平行な面となることから、シールフィン溝の側壁に高硬度皮膜を形成することができないという未解決の課題がある。特に、使用条件の厳しいプラント（例えば地熱タービン）においては、ロータ、ケーシングのエロージョン・コロージョン等による損傷により、植え込み式シールフィン構造ではシールフィンの脱落、削り出し式シールフィン構造ではシールフィン自身の損傷等のトラブルが発生する場合がある。 Further, in the conventional example described in Patent Document 2, since the ridge is formed as the seal fin portion, the thermal spray of the corrosion-resistant metal material can be reliably attached to the outer peripheral surface of the ridge. However, it is necessary to form a ridge as the seal fin, and there is an unsolved problem that the seal fin structure is enlarged.
In order to solve the unsolved problem of the conventional example described in Patent Document 2, it is conceivable to apply an implantable seal fin. In this case, the seal fin is implanted in the seal fin groove and caulked. Caulking with a wire can simplify the seal fin structure, but it is necessary to form a seal fin groove. For this reason, since the side wall which comprises this seal fin groove | channel becomes a vertical surface and becomes a surface parallel to a spraying direction, there exists an unsolved subject that a high-hardness film | membrane cannot be formed in the side wall of a seal fin groove | channel. Especially in plants with severe operating conditions (for example, geothermal turbines), due to damage due to erosion / corrosion of the rotor and casing, the seal fins fall off in the implantable seal fin structure, and the seal fin itself is damaged in the machined seal fin structure. Such troubles may occur.

このようなトラブルを解決するためには、シールフィンを植え込んだり、削り出したりするロータやケーシングの材料を高耐食性材料にグレードアップするか、シールフィン周辺部のみステンレス肉盛溶接を実施するしか方法がない。しかし、材料のグレードアップには大幅なコストアップに繋がり、ステンレスの肉盛溶接は細心の注意を払わないと溶接変形等に繋がる可能性があり、何れも好ましいものではない。   The only way to solve such problems is to upgrade the material of the rotor and casing to be implanted and machined seal fins to a highly corrosion-resistant material, or perform overlay welding on the periphery of the seal fins. There is no. However, upgrading the material leads to a significant cost increase, and overlay welding of stainless steel may lead to welding deformation and the like unless care is taken, and neither is preferable.

他の対策として、植え込み式シールフィン構造の場合、シールフィン溝部周辺のロータ、ケーシング表面をコーティング層で覆うことが考えられる。しかし、シールフィン植え込み前にコーティング施工を行なった場合、エロージョン・コロージョン等の防止を目的とした範囲であるロータ・ケーシング表面のみならず、シールフィン溝内部にもコーティングが施されてしまう。この場合、シールフィン溝内部の寸法精度を保つことができず、その後のシールフィン植え込みが精度良く実施できないという問題がある。   As another countermeasure, in the case of an implantable seal fin structure, it is conceivable to cover the rotor and casing surface around the seal fin groove with a coating layer. However, when the coating is performed before the seal fin is implanted, the coating is applied not only to the rotor / casing surface within a range aimed at preventing erosion / corrosion but also to the inside of the seal fin groove. In this case, there is a problem that the dimensional accuracy inside the seal fin groove cannot be maintained, and the subsequent seal fin implantation cannot be performed with high accuracy.

また、シールフィン溝内部に堆積したコーティング層を除去しようとした場合、一般的にコーティング層はロータ、ケーシング材料よりも硬いため、コーティング層の除去が困難であり、多大な追加作業となる。シールフィン溝へのコーティング層堆積防止対策としてシールフィン溝のマスキング方法が考えられるが、マスキングした際に、ロータ、ケーシングとマスキング間に跨がって付着するコーティング層を縁切りすることもまた困難であり、無理な縁切りは健全なコーティング装置の剥離にもつながるため、マスキングによるコーティング層の付着防止もまた困難である。   Further, when an attempt is made to remove the coating layer deposited inside the seal fin groove, since the coating layer is generally harder than the rotor and casing material, it is difficult to remove the coating layer, which is a great additional work. Masking method of seal fin groove can be considered as a measure to prevent deposition of coating layer on seal fin groove, but it is also difficult to edge the coating layer that adheres between the rotor and casing and masking when masking. In addition, since excessive edge cutting leads to sound peeling of the coating apparatus, it is also difficult to prevent the coating layer from being adhered by masking.

さらに、コーティング施工後のシールフィン植え、翼植え時のかしめ等による衝撃によりコーティング層の損傷に繋がる可能性がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、植え込み式又は削り出し式のシールフィン構造を採用しても、コストアップや溶接変形等を考慮することなく、シールフィン周辺部に正確なコーティング皮膜を形成することができるタービンのコーティング施工方法を提供することを目的としている。 Furthermore, there is a possibility that the coating layer may be damaged by impact due to sealing fin planting after coating construction and caulking at the time of wing planting.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above conventional example, and even if an implantable or scraped seal fin structure is adopted, cost increases, welding deformation, etc. are taken into consideration. The object of the present invention is to provide a turbine coating method capable of forming an accurate coating film on the periphery of the seal fin.

上記目的を達成するために、請求項１に係るタービンのコーティング施工方法は、ケーシング内にロータを回転自在に配置したタービンのコーティング施工方法であって、前記ケーシング及びロータの対向面の少なくとも一方にシールフィン挿入溝を形成し、該シールフィン挿入溝に植え込み式シールフィンを植え、次いで前記植え込み式シールフィンをコーキングワイヤでかしめてシールフィン部を形成した状態で、コーティング材を用いてコーティング施工を行なうことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a turbine coating method according to claim 1 is a turbine coating method in which a rotor is rotatably disposed in a casing, and is applied to at least one of the casing and the opposing surface of the rotor. A seal fin insertion groove is formed, an implantable seal fin is planted in the seal fin insertion groove, and then the implantable seal fin is caulked with a caulking wire to form a seal fin portion, and coating is performed using a coating material. It is characterized by doing.

また、請求項２に係るタービンのコーティング施工方法は、請求項１に係る発明において、前記コーキングワイヤが、シールフィン溝の開放端面よりも内部側に位置し、前記シールフィン溝の軸方向の前記コーキングワイヤ側の端部にコーティング方向に対向して前記コーティング材が付着し易い面取り部が形成されていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係るタービンのコーティング施工方法は、請求項１に係る発明において、前記シールフィン溝に植え込み式シールフィンを植え込み、前記コーキングワイヤでかしめたときに、当該コーキングワイヤのシールフィン溝の開放端面側の端面が前記ロータ及びケーシングの何れかの対向面と面一となるように調整されていることを特徴としている。 The turbine coating method according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein the caulking wire is positioned on the inner side of the open end surface of the seal fin groove, and the axial direction of the seal fin groove is A chamfered portion is formed on the end portion on the caulking wire side so as to face the coating direction and to which the coating material easily adheres.
Further, the turbine coating method according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein when the implantable seal fin is implanted in the seal fin groove and caulked with the caulking wire, the seal fin groove of the caulking wire is used. The open end face side end face is adjusted so as to be flush with the opposing face of either the rotor or the casing.

さらにまた、請求項４に係るタービンのコーティング施工方法は、ケーシング内にロータを回転自在に配置したタービンのコーティング施工方法であって、前記ケーシング及びロータの対向面の少なくとも一方に削り出しによるシールフィンを形成したシールフィン部を構成した状態で、シールフィン部全体をコーティング材を用いてコーティング施工を行なうことを特徴としている。   Furthermore, the turbine coating method according to claim 4 is a turbine coating method in which a rotor is rotatably disposed in a casing, and seal fins are formed by cutting out at least one of the facing surfaces of the casing and the rotor. In the state where the seal fin portion formed with is configured, the entire seal fin portion is coated using a coating material.

なおさらに、請求項５に係るタービンのコーティング施工方法は、請求項１乃至４の何れか１つに係る発明おいて、前記コーティング施工を行なう際に、前記シールフィン部に隣接するタービン翼を植えたままの状態でコーティング材によるコーティング施工を行なうことを特徴としている。
また、請求項６に係るタービンのコーティング施工方法は、請求項１乃至５の何れか１つの発明において、前記コーティング施工は、溶射法により行なうことを特徴としている。 Still further, according to a fifth aspect of the present invention, there is provided a turbine coating method according to any one of the first to fourth aspects, wherein a turbine blade adjacent to the seal fin portion is planted when the coating is performed. It is characterized by coating with a coating material as it is.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a turbine coating method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the coating is performed by a thermal spraying method.

さらに、請求項７に係るタービンのコーティング施工方法は、請求項６に係る発明において、前記溶射法は高速フレーム溶射法及びプラズマ溶射法の何れか一方であることを特徴としている。
さらにまた、請求項８に係るタービンのコーティング施工方法は、請求項１乃至７の何れか１つに係る発明において、前記コーティング施工時のコーティング皮膜厚さが０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴としている。 The turbine coating method according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the thermal spraying method is one of a high-speed flame spraying method and a plasma spraying method.
Furthermore, the turbine coating method according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the coating film thickness at the time of coating is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. , Preferably 0.2 mm or more and 0.3 mm or less.

以上のように、本発明によれば、植え込み式シールフィン構造を採用したタービンにおいて、シールフィン溝のエロージョン及びコロージョン等による損傷を防止するために、コーティング施工を行なうが、このコーティング施工をシールフィン植え込み前ではなく、シールフィン植え込み後に施工するので、シールフィン植え込み精度を確保しながらコーティング施工を行なうことができるという効果が得られる。さらに、コーキングワイヤ間のコーティング施工漏れを防止することができ、コーティング層によるシールフィン脱落防止効果も期待できる。このため、前述したように、シールフィン植え込み前にコーティング施工を行なう場合の、コーティング層の除去作業、シールフィン溝部にマスキングを施す場合のマスキング除去時のマスキング材とコーティング層の縁切り精度の悪化を招くことなく精度のよいコーティング施工を行なうことができる。しかも、シールフィン植え込み前にコーティング施工を行なう場合には、後のシールフィン植え込みを行なう際に、コーキングワイヤのかしめ時にコーティング層の割れ又はシールフィン植えかしめ時のタガネ誤打によるコーティング層の損傷も防止することができる。   As described above, according to the present invention, in the turbine adopting the implantable seal fin structure, the coating operation is performed in order to prevent damage due to erosion and corrosion of the seal fin groove. Since the construction is performed after the seal fin is implanted, not before the implantation, an effect that the coating can be performed while ensuring the accuracy of implantation of the seal fin is obtained. Furthermore, it is possible to prevent coating construction leakage between caulking wires, and the effect of preventing the seal fin from falling off by the coating layer can be expected. For this reason, as described above, when the coating work is performed before implanting the seal fin, the removal work of the coating layer, the masking material when masking the seal fin groove part, the deterioration of the edge cutting accuracy of the masking material and the coating layer is reduced. Accurate coating can be performed without incurring. In addition, when coating is performed before sealing fin implantation, when the sealing fin is implanted later, the coating layer may be cracked when caulking wire is caulked, or damage to the coating layer may be caused by slacking when the sealing fin is caulked. Can be prevented.

また、シールフィン溝の軸方向のコーキングワイヤ側の端部にコーティング方向に対向してコーティング材が付着し易い面取り部を形成することにより、シールフィン溝部の開口側にも正確にコーティング材を付着させることができる。
さらに、シールフィン溝に植え込み式シールフィンを植え込み、コーキングワイヤでかしめたときに、コーキングワイヤのシールフィン溝の開放端面側の端面がロータ及びケーシングの何れかの対向面と面一となるように調整することにより、シールフィン溝の垂直面が露出することがなくなり、この垂直面へのコーティング材の付着を考慮する必要がなくなり、コーティング施工を容易に行なうことができる。 In addition, by forming a chamfer on the end of the seal fin groove on the side of the caulking wire in the axial direction so that the coating material can easily adhere to the coating direction, the coating material is also accurately applied to the opening side of the seal fin groove. Can be made.
In addition, when an implantable seal fin is implanted in the seal fin groove and caulked with a caulking wire, the end face on the open end face side of the seal fin groove of the caulking wire is flush with any opposing surface of the rotor and casing. By adjusting, the vertical surface of the seal fin groove is not exposed, it is not necessary to consider the adhesion of the coating material to the vertical surface, and the coating can be performed easily.

さらにまた、シールフィンを削り出しによって形成した削り出し式シールフィン構造を有する場合も、削り出しシールフィンを形成してシールフィン部を構成した後に、当該削り出しシールフィン部全体にコーティング材を用いてコーティング施工を行なうことにより、全てのシールフィン部に確実にコーティング層を形成することができる。
なおさらに、コーティング施工を行なう際に、前記シールフィン部に隣接するタービン翼を植えたままの状態でコーティング材によるコーティング施工を行なうことにより、翼脚溝のマスキングが不要となり、また翼植え時の衝撃によるコーティング層の割れ、剥離を防止することができる。 Furthermore, even when the machine has a machined seal fin structure formed by machining a seal fin, after forming the machined seal fin and forming the seal fin part, a coating material is used for the whole machined seal fin part. By performing the coating work, the coating layer can be reliably formed on all the seal fin portions.
Furthermore, when coating is performed, the coating with the coating material is performed while the turbine blade adjacent to the seal fin portion is planted, so that masking of the blade leg groove is not required, and at the time of blade implantation. It is possible to prevent cracking and peeling of the coating layer due to impact.

また、コーティング施工を溶射法によって行なうことにより、高硬度皮膜を形成することができ、エロージョン・コロージョン等による腐食損傷を確実に防止することができる。   Further, by performing the coating work by a thermal spraying method, a high hardness film can be formed, and corrosion damage due to erosion and corrosion can be surely prevented.

以下、本発明の第１の実施形態を図面について説明する。
図１は、地熱蒸気タービンのロータに適用した場合の第１の実施形態を示す断面図である。
図中、１は地熱蒸気タービンロータであって、この地熱蒸気タービンロータ１は、外周部に軸方向に複数の翼溝２を形成したロータシャフト３と、翼溝２と嵌合する翼脚４をそれぞれ基部に有する複数の動翼５とを備えており、ロータシャフト３の翼溝２に動翼５の翼脚４が嵌合されている。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment when applied to a rotor of a geothermal steam turbine.
In the figure, reference numeral 1 denotes a geothermal steam turbine rotor. The geothermal steam turbine rotor 1 includes a rotor shaft 3 in which a plurality of blade grooves 2 are formed in an axial direction on an outer peripheral portion, and blade legs 4 fitted to the blade grooves 2. And the blade legs 4 of the rotor blades 5 are fitted into the blade grooves 2 of the rotor shaft 3.

そして、ロータシャフト３の各動翼５間には、ケーシング（図示せず）に配設された静翼の先端と対向してラビリンスを形成する植え込み式シールフィン部７が配設されている。これら植え込み式シールフィン部７は、図２に示すように、隣接する翼溝２間に軸方向に所定間隔を保って例えば４本の円環状のシールフィン溝８が穿設され、これらシールフィン溝８内に高さの小さい植え込みシールフィン９と高さの高い植え込みシールフィン１０とが交互に配設され、各シールフィン９及び１０がコーキングワイヤ１１によってかしめることにより、シールフィン溝８内に固定されている。   An implantable seal fin portion 7 that forms a labyrinth is disposed between the rotor blades 5 of the rotor shaft 3 so as to face the tips of the stationary blades disposed in the casing (not shown). As shown in FIG. 2, these implantable seal fin portions 7 have, for example, four annular seal fin grooves 8 formed in the axial direction with a predetermined interval between adjacent blade grooves 2. Implantable seal fins 9 having a small height and implantable seal fins 10 having a high height are alternately arranged in the groove 8, and the seal fins 9 and 10 are caulked by a caulking wire 11, whereby the seal fin groove 8 It is fixed to.

また、シールフィン溝８の植え込みシールフィン９及び１０のコーキングワイヤ１１側の端面に、後述するコーティング噴射方向に対向するロータシャフトの外周面からコーキングワイヤ１１の外周側端面に至るＣ面取り部１２が形成されている。
そして、上記構成を有する植え込み式シールフィン部７の全てに対する植え込みシールフィン９及び１０の植え込みが完了し、且つロータシャフト３の翼溝２に対する動翼５の翼脚４の嵌合が完了した時点で、図示しないグランド部を含めて、図３に示すように、ロータシャフト３の軸直角方向をコーティング噴射方向としてコーティング材をコーティングするコーティング施工を行なうことにより、コーティング層１３を形成する。ここで、コーティング施工時のコーティング皮膜厚さは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に設定することが好ましい。 Further, a C chamfered portion 12 extending from the outer peripheral surface of the rotor shaft facing the coating spraying direction, which will be described later, to the outer peripheral side end surface of the caulking wire 11 is provided on the end surfaces of the implanted sealing fins 9 and 10 of the seal fin groove 8 on the caulking wire 11 side. Is formed.
Then, when the implantation seal fins 9 and 10 are implanted in all of the implantable seal fin portions 7 having the above-described configuration, and the fitting of the blade legs 4 of the rotor blades 5 to the blade grooves 2 of the rotor shaft 3 is completed. Then, as shown in FIG. 3 including a ground portion (not shown), the coating layer 13 is formed by coating the coating material with the direction perpendicular to the axis of the rotor shaft 3 as the coating spray direction. Here, the coating film thickness at the time of coating construction is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, preferably 0.2 mm or more and 0.3 mm or less.

このコーティング施工としては、高速フレーム溶射法、プラズマ溶射法等の溶射法を適用する。高速フレーム（ＨＶＯＦ：Ｈｉｇｈ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｏｘｙｇｅｎ Ｆｕｅｌ）溶射法は、酸素と燃料を使用した高速度ジェットフレーム溶射であって、高圧の酸素及び燃料の混合ガスを燃焼室内で燃焼させ、その燃焼炎をノズルによって絞って大気にでた瞬間に急激なガス膨張が発生し、超音速のジェットとなり、高速エネルギーにより加速された溶射材料は殆ど酸化や組成変化せず高密度皮膜を形成することができる。基礎温度は１５０℃以下で制御するため、熱歪みや基材の劣化を生じることがない特徴を有する。高速フレーム溶射材料としては、皮膜硬度の高い（Ｈｖ１０００〜１３００）ＷＣ／１０Ｎｉ、ＷＣ／１２Ｃｏ、ＷＣ／１４ＣｏＣｒ、ＷＣ／１７Ｃｏ、ＷＣ／１７ＣｏＷＣ、ＷＣ／２０Ｃｒ７Ｎｉ、Ｃｒ３Ｃ２／ＮｉＣｒ等がある。   As this coating construction, a thermal spraying method such as a high-speed flame spraying method or a plasma spraying method is applied. High velocity flame spraying (HVOF) is a high-speed jet flame spraying using oxygen and fuel, in which a mixed gas of high pressure oxygen and fuel is combusted in a combustion chamber, and the combustion flame is sprayed by a nozzle. As soon as the gas is squeezed into the atmosphere, rapid gas expansion occurs, resulting in a supersonic jet, and the thermal spray material accelerated by high-speed energy can form a high-density coating with almost no oxidation or composition change. Since the base temperature is controlled at 150 ° C. or lower, it has a feature that neither thermal distortion nor deterioration of the base material occurs. Examples of the high-speed flame spray material include WC / 10Ni, WC / 12Co, WC / 14CoCr, WC / 17Co, WC / 17CoWC, WC / 20Cr7Ni, and Cr3C2 / NiCr having high coating hardness (Hv 1000 to 1300).

一方、プラズマ溶射法は、プラズマジェットを用いて溶射材料を加熱・加速し、溶融又はそれに近い状態にして基材に吹き付ける溶射法であり、陰極と陽極間に電圧をかけ直流アークを発生させることにより、後方から送給されるアルゴンガス等の作動ガスが電離しプラズマジェットを発生し、そのプラズマフレーム中に溶射粉末材料をアルゴンガスなどで送給することにより、基材に吹き付けて溶射皮膜を形成する。このプラズマ溶射材料としては、エロージョンによる腐食損傷に効果があるＺｒＯ2／２０Ｙ2Ｏ、ＺｒＯ2／２４ＭｇＯ、ＮｉＣｒＡｌＭｏＳｉＢＦｅ等があげられる。 On the other hand, the plasma spraying method is a thermal spraying method in which a thermal spray material is heated and accelerated by using a plasma jet, and is melted or sprayed onto a substrate in a state close to that, and a direct current arc is generated by applying a voltage between a cathode and an anode. As a result, the working gas such as argon gas fed from behind is ionized to generate a plasma jet, and by spraying the thermal spray powder material with argon gas or the like into the plasma flame, the spray coating is sprayed on the substrate. Form. Examples of the plasma spray material include ZrO 2 / 20Y 2 O, ZrO 2 / 24MgO, and NiCrAlMoSiBFe which are effective for corrosion damage due to erosion.

このように、植え込みシールフィン９及び１０を全ての植え込み式シールフィン部７に植え込んだ状態で、溶射法によってコーティング施工を行なうことにより、図３に示すように、ロータシャフト３の外周面は勿論、シールフィン溝８のＣ面取り部１２及びコーキングワイヤ１１の外周面に連続するコーティング層１３を形成することができ、正確なコーティングを行なうことができる。この場合には、植え込みシールフィン９及び１０を植え込み式シールフィン部７に全て植え込み、さらに、翼溝２に動翼５の翼脚４を嵌合させた後にコーティング施工を行なうので、シールフィン植え込み精度を確保しながらコーティング施工を行なうことができると共に、コーキングワイヤ間のコーティング施工漏れを防止することができ、さらに、コーティング層によるシールフィン脱落防止効果も期待できる。   As shown in FIG. 3, the outer peripheral surface of the rotor shaft 3 is of course formed by coating with the spraying method in a state where the implantable seal fins 9 and 10 are implanted in all the implantable seal fin portions 7. The continuous coating layer 13 can be formed on the C chamfered portion 12 of the seal fin groove 8 and the outer peripheral surface of the caulking wire 11, and accurate coating can be performed. In this case, since the implantable seal fins 9 and 10 are all implanted in the implantable seal fin portion 7 and the blade leg 4 of the moving blade 5 is fitted in the blade groove 2, the coating operation is performed. Coating can be performed while ensuring accuracy, coating coating leakage between caulking wires can be prevented, and the effect of preventing the seal fin from falling off by the coating layer can also be expected.

したがって、前述したように、シールフィン植え込み前にコーティング施工を行なう場合の、コーティング層の除去作業、シールフィン溝部にマスキングを施す場合のマスキング除去時のマスキング材とコーティング層の縁切り精度の悪化を招くことなく精度のよいコーティング施工を行なうことができる。しかも、シールフィン植え込み前にコーティング施工を行なう場合の、後のシールフィン植え込みを行なう際に、コーキングワイヤのかしめ時に生じるコーティング層の割れ又はシールフィン植えかしめ時のタガネ誤打によるコーティング層の損傷も防止することができる。   Therefore, as described above, the coating layer removal work when coating is performed before sealing fin implantation, and the masking material and coating layer edge cutting accuracy at the time of masking removal when masking is applied to the seal fin groove portion are deteriorated. It is possible to perform highly accurate coating without any problems. Moreover, when coating is performed before the seal fin is implanted, when the seal fin is implanted later, the coating layer is cracked when caulking wire is caulked, or the coating layer is damaged due to a slack in the seal fin when caulking. Can be prevented.

また、動翼５も配置した状態で行なうので、翼溝２のマスキングが不要となり、また翼植え時の衝撃によるコーティング層の割れや剥離を防止することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、シールフィン溝８のコーキングワイヤ１１側にＣ面取り１２を行なう場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、Ｃ面取り部１２に代えてＲ面取り部１５を形成するようにしても、上記第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 Further, since the moving blade 5 is also disposed, masking of the blade groove 2 is not required, and cracking and peeling of the coating layer due to an impact at the time of blade implantation can be prevented.
In the first embodiment, the case where C chamfering 12 is performed on the caulking wire 11 side of the seal fin groove 8 has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. Even if the R chamfered portion 15 is formed instead of the portion 12, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

次に、本発明の第２の実施形態を図５について説明する。
この第２の実施形態においては、植え込みシールフィン９及び１０を植え込み式シールフィン部７に植え込む際に、コーキングワイヤ１１の外周面とロータシャフト３の外周とに段差を生じないようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図５に示すように、植え込みシールフィン９及び１０を植え込み式シールフィン部７に植え込む際に、植え込みシールフィン９及び１０を固定するためのコーキングワイヤ１１をその外周側端面がロータシャフト３の外周面と面一となるように巻回してかしめるようにし、これに応じて面取り部１２を省略したことを除いては、前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図２との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, when the implantable seal fins 9 and 10 are implanted in the implantable seal fin portion 7, no step is generated between the outer peripheral surface of the caulking wire 11 and the outer periphery of the rotor shaft 3. is there.
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 5, when implanting seal fins 9 and 10 are implanted into the implantable seal fin portion 7, a caulking wire 11 for fixing the implantable seal fins 9 and 10 is provided. It is the same as in the first embodiment described above except that the outer peripheral side end surface is wound and crimped so as to be flush with the outer peripheral surface of the rotor shaft 3 and the chamfered portion 12 is omitted accordingly. The components corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この第２の実施形態によると、植え込みシールフィン９及び１０をシールフィン溝８に植え込む際に、コーキングワイヤ１１がその外周面がロータシャフト３の外周面と面一となるように巻回しているので、このコーキングワイヤ１１によってシールフィン溝８の垂直な側面が外部に露出することがないので、前述した第１の実施形態のように面取り部を形成する必要がなく、均一なコーティング層を形成することができる。   According to the second embodiment, when implanting the seal fins 9 and 10 into the seal fin groove 8, the caulking wire 11 is wound so that the outer peripheral surface thereof is flush with the outer peripheral surface of the rotor shaft 3. Therefore, the caulking wire 11 does not expose the vertical side surface of the seal fin groove 8 to the outside, so that it is not necessary to form a chamfered portion as in the first embodiment, and a uniform coating layer is formed. can do.

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、植え込み式シールフィン部７を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第３の実施形態として、図６に示すように、ロータシャフト３をシールフィン１０の突出長さと等しい外径に形成し、このロータシャフト３のシールフィン以外の部分を旋削することにより、削り出しシールフィン２０及び２１を有する削り出し式シールフィン部２２を形成する場合には、前述した第１及び第２の実施形態と同様に、削り出しシールフィン部２２を形成し、ロータシャフト３の翼溝２に動翼５の翼脚４を嵌合させた状態で、軸直角方向から高速フレーム溶射法又はプラズマ溶射法によって、溶射材料を溶射する。これにより、図６に示すように、一様なコーティング層２３を形成することができると共に、シールフィン部に隣接するタービン翼を植えたままの状態でコーティング材によるコーティング施工を行なうことにより、翼脚溝のマスキングが不要となり、また翼植え時の衝撃によるコーティング層の割れ、剥離を防止することができる。   In addition, in the said 1st and 2nd embodiment, although the case where it had the implantable seal fin part 7 was demonstrated, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, as a third embodiment, the rotor shaft 3 is formed to have an outer diameter equal to the protruding length of the seal fin 10, and a portion other than the seal fin of the rotor shaft 3 is turned. In the case of forming the cutout seal fin portion 22 having the cutout seal fins 20 and 21, the cutout seal fin portion 22 is formed and the rotor shaft 3 is formed as in the first and second embodiments described above. In a state where the blade leg 4 of the moving blade 5 is fitted in the blade groove 2, the sprayed material is sprayed from the direction perpendicular to the axis by the high-speed flame spraying method or the plasma spraying method. As a result, as shown in FIG. 6, a uniform coating layer 23 can be formed, and the coating with the coating material can be performed while the turbine blade adjacent to the seal fin portion is planted. Masking of the leg grooves is unnecessary, and cracking and peeling of the coating layer due to impact at the time of wing planting can be prevented.

また、上記第１〜第３の実施形態においては、植え込みシールフィン又は削り出しシールフィン単独でシールフィン部を形成している場合について説明したが、これに限定されるものではなく、植え込みシールフィンと削り出しシールフィンを混在させるようにしてもよい。
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、動翼５をロータシャフト３に装着した後に、コーティング施工を行なう場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シールフィン部へのシールフィンの形成が完了した後に、動翼５をロータシャフト３へ装着する前に、コーティング施工を行なうようにしてもよい。この場合には、コーティング施工の際に、翼溝２をマスキングする必要がある。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the case where the seal fin part was formed only by the implantation seal fin or the cutting seal fin was demonstrated, it is not limited to this, The implantation seal fin And scraped seal fins may be mixed.
Further, in the first to third embodiments, the case where the coating is performed after the rotor blade 5 is mounted on the rotor shaft 3 is described, but the present invention is not limited to this, and the seal fin portion is not limited to this. After the formation of the seal fins, the coating may be performed before the rotor blade 5 is mounted on the rotor shaft 3. In this case, it is necessary to mask the blade groove 2 during coating.

さらにまた、上記実施形態においては、タービンロータ１に形成したシールフィン部をコーティング施工する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、タービンロータ１を収容するケーシングのシールフィン部にコーティング施工する場合にも本発明を適用することができる。
なおさらに、上記第１〜第３の実施形態においては本発明を地熱蒸気タービンに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の用途のタービンにも本発明を適用することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the case where the seal fin portion formed on the turbine rotor 1 is coated has been described. However, the present invention is not limited to this, and the seal fin portion of the casing that houses the turbine rotor 1 is coated. The present invention can also be applied to construction.
Furthermore, in the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to a geothermal steam turbine has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a turbine for other uses. be able to.

本発明の第１の実施形態を示すタービンロータの断面図である。It is sectional drawing of the turbine rotor which shows the 1st Embodiment of this invention. 図１のシールフィン部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the seal fin part of FIG. シールフィン部にコーティング施工を行なった状態の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the state which performed coating construction to the seal fin part. 第１の実施形態の変形例を示す図２と同様のシールフィン部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the seal fin part similar to FIG. 2 which shows the modification of 1st Embodiment. 本発明の第２の実施形態を示すシールフィン部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the seal fin part which shows the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態を示すコーティング施工後のシールフィン部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the seal fin part after the coating construction which shows the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…地熱蒸気タービンロータ、２…翼溝、３…ロータシャフト、４…翼脚、５…動翼、７…植え込み式シールフィン部、８…シールフィン溝、９，１０…植え込みシールフィン、１１…コーキングワイヤ、１２…Ｃ面取り部、１３…コーティング層、１５…Ｒ面取り部、２０，２１…削り出しシールフィン、２２…削り出し式シールフィン部、２３…コーティング層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Geothermal steam turbine rotor, 2 ... Blade groove, 3 ... Rotor shaft, 4 ... Blade leg, 5 ... Rotor blade, 7 ... Implantable seal fin part, 8 ... Seal fin groove, 9, 10 ... Implanted seal fin, 11 ... Caulking wire, 12 ... C chamfered part, 13 ... Coating layer, 15 ... R chamfered part, 20, 21 ... Machined seal fin, 22 ... Machined seal fin part, 23 ... Coating layer

Claims (8)

ケーシング内にロータを回転自在に配置したタービンのコーティング施工方法であって、
前記ケーシング及びロータの対向面の少なくとも一方にシールフィン挿入溝を形成し、該シールフィン挿入溝に植え込み式シールフィンを植え、次いで前記植え込み式シールフィンをコーキングワイヤでかしめてシールフィン部を形成した状態で、コーティング材を用いてコーティング施工を行なうことを特徴とするタービンのコーティング施工方法。 A turbine coating method in which a rotor is rotatably arranged in a casing,
A seal fin insertion groove is formed on at least one of the facing surfaces of the casing and the rotor, an implantable seal fin is planted in the seal fin insertion groove, and then the implantable seal fin is caulked with a caulking wire to form a seal fin portion. A coating method for a turbine, characterized in that coating is performed using a coating material in a state. 前記コーキングワイヤが、シールフィン溝の開放端面よりも内部側に位置し、前記シールフィン溝の前記コーキングワイヤ側の端部にコーティング方向に対向して前記コーティング材が付着し易い面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタービンのコーティング施工方法。   The caulking wire is positioned on the inner side of the open end surface of the seal fin groove, and a chamfered portion is formed on the end portion of the seal fin groove on the caulking wire side so that the coating material easily adheres to the coating direction. The turbine coating method according to claim 1, wherein: 前記シールフィン溝に植え込み式シールフィンを植え込み、前記コーキングワイヤでかしめたときに、当該コーキングワイヤのシールフィン溝の開放端面側の端面が前記ロータ及びケーシングの何れかの対向面と面一となるように調整されていることを特徴とする請求項１に記載のタービンのコーティング施工方法。   When an implantable seal fin is implanted in the seal fin groove and caulked with the caulking wire, the end face on the open end face side of the seal fin groove of the caulking wire is flush with any facing surface of the rotor and the casing. The turbine coating method according to claim 1, wherein the coating method is adjusted as described above. ケーシング内にロータを回転自在に配置したタービンのコーティング施工方法であって、
前記ケーシング及びロータの対向面の少なくとも一方に削り出しによるシールフィンを形成してシールフィン部を構成した状態で、シールフィン部全体にコーティング材を用いてコーティング施工を行なうことを特徴とするタービンのコーティング施工方法。 A turbine coating method in which a rotor is rotatably arranged in a casing,
A turbine is characterized in that coating is performed on the entire seal fin portion using a coating material in a state where a seal fin portion is formed by forming a cut-off seal fin on at least one of the facing surfaces of the casing and the rotor. Coating construction method. 前記コーティング施工を行なう際に、前記シールフィン部に隣接するタービン翼を植えたままの状態でコーティング材によるコーティング施工を行なうことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のタービンのコーティング施工方法。   The turbine according to any one of claims 1 to 4, wherein when performing the coating, the coating with the coating material is performed in a state where the turbine blade adjacent to the seal fin portion is planted. Coating method. 前記コーティング施工は、溶射法により行なうことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のタービンのコーティング施工方法。   The turbine coating method according to claim 1, wherein the coating is performed by a thermal spraying method. 前記溶射法は高速フレーム溶射法及びプラズマ溶射法の何れか一方であることを特徴とする請求項６のタービンのコーティング施工方法。   The turbine coating method according to claim 6, wherein the thermal spraying method is one of a high-speed flame spraying method and a plasma spraying method. 前記コーティング施工時のコーティング皮膜厚さが０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のタービンのコーティング施工方法。   The coating film thickness at the time of the said coating construction is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, Preferably they are 0.2 mm or more and 0.3 mm or less, The any one of Claim 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. Turbine coating method.
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