JP2013249824A - Method for manufacturing member for steam turbine plant, member for steam turbine plant, governing valve and steam turbine - Google Patents

Method for manufacturing member for steam turbine plant, member for steam turbine plant, governing valve and steam turbine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a member for a steam turbine plant capable of presenting oxidation resistance even in high-temperature environment, and to provide a member for a steam turbine plant, a governing vale and a steam turbine.SOLUTION: A member for a steam turbine plant includes: a metal member made of a first metal material and having heat resistance; and a diffusing layer which is formed from a surface of the metal member to the inside of the metal member and where a second metal material different from the first metal material is diffused. The member for the steam turbine plant also includes a porous piled layer where the second metal material deposits on the surface of the metal member where the diffusing layer is formed. Moreover, the member for the steam turbine plant includes an oxide film formed on the surface of the piled layer and comprising an oxide of the second metal material.

Description

本発明の実施形態は、表面に酸化膜を有する蒸気タービン設備用部材の製造方法、蒸気タービン設備用部材、蒸気加減弁、蒸気タービンに関する。   Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a member for a steam turbine facility having an oxide film on the surface, a member for a steam turbine facility, a steam control valve, and a steam turbine.

近年、蒸気タービンを用いた発電設備(蒸気タービン設備)では、高い発電効率が要求されており、蒸気温度が上昇する傾向にある。蒸気温度が566℃〜630℃の場合、蒸気タービン設備に用いる部材としては、一般的に9〜12%Cr系のステンレス鋼やニッケル基耐熱合金鋼が使用されている。   In recent years, power generation equipment (steam turbine equipment) using a steam turbine is required to have high power generation efficiency, and the steam temperature tends to increase. When the steam temperature is 566 ° C. to 630 ° C., 9 to 12% Cr-based stainless steel or nickel-base heat-resistant alloy steel is generally used as a member used for steam turbine equipment.

蒸気タービン設備の一例として、例えば蒸気加減弁では、蒸気流量を制御するために、弁棒及びブッシュ、スリーブ及び弁体それぞれが摺動する構造になっている。従来、かかる摺動する構造をなす摺動部材は、耐摩耗性を向上させるため窒化処理が施されてきた。   As an example of steam turbine equipment, for example, a steam control valve has a structure in which a valve rod, a bush, a sleeve, and a valve body slide in order to control the steam flow rate. Conventionally, a sliding member having such a sliding structure has been subjected to nitriding treatment in order to improve wear resistance.

しかし、窒化処理では耐酸化性が得られないため、蒸気加減弁が高温蒸気により酸化すると、運転時間の経過とともに生成された酸化スケールによって摺動部材間の間隙が減少してしまう。その結果、定期検査ごとに酸化スケールを除去しなければ、摺動部材が固着してしまうという問題があった。   However, since oxidation resistance cannot be obtained by nitriding treatment, when the steam control valve is oxidized by high-temperature steam, the gap between the sliding members is reduced due to the generated oxide scale as the operation time elapses. As a result, there is a problem that the sliding member is fixed unless the oxide scale is removed for each periodic inspection.

また、蒸気タービン設備の他の例として、例えば主蒸気管や再熱蒸気管では、生成した酸化スケールが成長し剥離してしまうという問題があった。   Further, as another example of the steam turbine equipment, for example, in the main steam pipe and the reheat steam pipe, there is a problem that the generated oxide scale grows and peels off.

特開平6−101769号公報JP-A-6-101769

このように、従来の蒸気タービン設備用部材の製造方法、蒸気タービン設備用部材、蒸気加減弁、蒸気タービンでは、部材の耐酸化性が十分ではないという問題がある。本発明の実施形態は、かかる課題を解決するためになされたもので、高温環境においても耐酸化性を発揮することのできる蒸気タービン設備用部材の製造方法、蒸気タービン設備用部材、蒸気加減弁、蒸気タービンを提供することを目的としている。   Thus, the conventional method for manufacturing a member for steam turbine equipment, a member for steam turbine equipment, a steam control valve, and a steam turbine have a problem that the oxidation resistance of the member is not sufficient. Embodiments of the present invention have been made to solve such a problem, and a method for manufacturing a member for a steam turbine facility capable of exhibiting oxidation resistance even in a high temperature environment, a member for a steam turbine facility, and a steam control valve It aims to provide a steam turbine.

実施形態の蒸気タービン設備用部材は、第1の金属材料からなり耐熱性を有する金属部材と、前記金属部材の表面から内部に渡って形成され、前記第1の金属材料とは異なる第2の金属材料が拡散した拡散層を具備する。さらに、前記拡散層が形成された前記金属部材の表面に第2の金属材料が堆積した多孔質の堆積層を具備する。そして、前記堆積層の表面に形成され第2の金属材料の酸化物からなる酸化膜を具備することを特徴とする。   The steam turbine equipment member according to the embodiment includes a metal member made of a first metal material and having heat resistance, and a second member different from the first metal material formed from the surface of the metal member to the inside. A diffusion layer in which a metal material is diffused is provided. Furthermore, a porous deposition layer in which a second metal material is deposited on the surface of the metal member on which the diffusion layer is formed is provided. In addition, an oxide film made of an oxide of the second metal material is provided on the surface of the deposited layer.

第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the member for steam turbine equipment of 1st Embodiment. 第1の実施形態の製造方法を実施するための製造装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the manufacturing apparatus for enforcing the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1の実施形態の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1の実施形態の製造方法における蒸気タービン設備用部材の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the member for steam turbine equipment in the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1の実施形態の製造方法における蒸気タービン設備用部材の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the member for steam turbine equipment in the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1の実施形態の製造方法における蒸気タービン設備用部材の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the member for steam turbine equipment in the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1の実施形態の製造方法における蒸気タービン設備用部材の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the member for steam turbine equipment in the manufacturing method of 1st Embodiment. 第1の実施形態の製造方法における蒸気タービン設備用部材の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the member for steam turbine equipment in the manufacturing method of 1st Embodiment. 第4の実施形態の製造方法により製造した部材を用いた蒸気加減弁の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the steam control valve using the member manufactured by the manufacturing method of 4th Embodiment. 第5の実施形態の製造方法により製造した部材を用いた蒸気タービンの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the steam turbine using the member manufactured with the manufacturing method of 5th Embodiment.

(第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材)
第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材において、高温の酸化条件下で長時間使用することのできる耐酸化性は、酸化の初期段階において部材表面に形成された酸化膜が保護性を有し、その後の新たな酸化物の生成を防止することによって発揮される。酸化膜が発揮する保護性は、膜をなす酸化物の種類に応じて異なるが、当該膜が緻密であることが必要である。このような緻密な酸化膜は、大気中の酸素を透過させないばかりでなく、蒸気タービン設備用部材をなす金属成分が酸化膜を通じて溶出することもない。したがって、金属酸化物(酸化スケール)の生成を抑制することができる。第1の実施形態の製造方法では、パルス放電により多孔質な堆積層を形成する。この堆積層は多孔質なだけでなく硬度が高い。さらに、堆積層を所定の条件で加熱することで、堆積層中の電極材料が堆積層の表面だけでなく堆積層中の空孔の表面にも緻密な酸化物を生成する。そのため、緻密で高い硬度を持ち、耐酸化性や保護性、摺動性に優れた構成とすることができる。
(Member for Steam Turbine Equipment of First Embodiment)
In the steam turbine equipment member of the first embodiment, the oxidation resistance that can be used for a long time under high-temperature oxidation conditions is that the oxide film formed on the surface of the member in the initial stage of oxidation has protection. It is exhibited by preventing the subsequent generation of new oxides. The protective property exhibited by the oxide film varies depending on the type of oxide forming the film, but the film needs to be dense. Such a dense oxide film not only does not allow oxygen in the atmosphere to permeate, but also prevents a metal component constituting the steam turbine equipment member from being eluted through the oxide film. Accordingly, generation of metal oxide (oxide scale) can be suppressed. In the manufacturing method of the first embodiment, a porous deposition layer is formed by pulse discharge. This deposited layer is not only porous, but also has a high hardness. Furthermore, by heating the deposited layer under predetermined conditions, the electrode material in the deposited layer generates a dense oxide not only on the surface of the deposited layer but also on the surface of the vacancies in the deposited layer. Therefore, it can have a dense and high hardness and excellent oxidation resistance, protective property, and sliding property.

このように、実施形態の蒸気タービン設備用部材によれば、蒸気タービン設備の運転中に新たな(酸化膜上に)酸化物の生成することが抑制され、より高温、又は長期間での使用が可能となる。また、実施形態のタービン設備用部材は、優れた摺動性を有し、高温下で使用してもこの摺動性を維持することができる。   Thus, according to the steam turbine equipment member of the embodiment, generation of new oxide (on the oxide film) during operation of the steam turbine equipment is suppressed, and use at a higher temperature or for a longer period of time. Is possible. Further, the turbine equipment member of the embodiment has excellent slidability, and can maintain this slidability even when used at high temperatures.

図1は、第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材の構成の一例を示している。図1に示すように、第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材1は、母材たる金属部材10の一方の表面の表層部分に拡散層12が形成されている。また、この実施形態による蒸気タービン設備用部材1は、拡散層12に対応する金属部材10の表面に堆積層25が形成されている。この堆積層25は空孔を有する多孔質層をなしている。   FIG. 1 shows an example of the configuration of a steam turbine equipment member according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, in the steam turbine equipment member 1 of the first embodiment, a diffusion layer 12 is formed on a surface layer portion of one surface of a metal member 10 as a base material. In the steam turbine equipment member 1 according to this embodiment, the deposition layer 25 is formed on the surface of the metal member 10 corresponding to the diffusion layer 12. The deposited layer 25 is a porous layer having pores.

拡散層12は、蒸気タービン設備用部材1をなす金属部材10の被処理面表面から内部に向けて、電極材料22が拡散し浸透した改質層である。拡散層12では、電極材料22が金属部材を構成する成分と溶け合い、電極材料22が金属部材10中に拡散浸透し、電極材料22の含有量が金属部材10の表面に向けて厚さ方向に徐々に増加する組成傾斜層の性質を示している。   The diffusion layer 12 is a modified layer in which the electrode material 22 diffuses and penetrates from the surface to be processed of the metal member 10 constituting the steam turbine equipment member 1 toward the inside. In the diffusion layer 12, the electrode material 22 dissolves with the components constituting the metal member, the electrode material 22 diffuses and penetrates into the metal member 10, and the content of the electrode material 22 is directed toward the surface of the metal member 10 in the thickness direction. It shows the properties of a compositionally graded layer that gradually increases.

また、堆積層25の表面には酸化膜26が形成されている。酸化膜26は、堆積層25の表面、すなわち、堆積層25内部の空孔内壁面を含む堆積層25の表面に形成されている。酸化膜26は、堆積層25中の電極材料22の一部又は全部の酸化物により構成されている。本実施形態において、金属部材10、拡散層12、堆積層25、酸化膜26は必ずしも明確な境界を有するものでなく、連続した組成としてもよい。酸化膜26を堆積層25の一部としてもよく全部としてもよいことは言うまでもない。   An oxide film 26 is formed on the surface of the deposited layer 25. The oxide film 26 is formed on the surface of the deposition layer 25, that is, the surface of the deposition layer 25 including the inner wall surface of the pores inside the deposition layer 25. The oxide film 26 is composed of part or all of the oxide of the electrode material 22 in the deposition layer 25. In the present embodiment, the metal member 10, the diffusion layer 12, the deposition layer 25, and the oxide film 26 do not necessarily have a clear boundary, and may have a continuous composition. It goes without saying that the oxide film 26 may be part or all of the deposited layer 25.

第1の実施形態に係る蒸気タービン設備用部材1の製造方法としては、まず、電気絶縁性のある液中又は気中において、金属部材10(第1の金属材料)の被処理面と、金属部材10とは異なる材料からなる電極20とを微小間隙で保持した状態で、当該微小間隙にパルス状の放電を発生させる。この放電のエネルギーにより、電極20をなす電極材料22を金属部材10の表面に溶着させ、堆積させることで、拡散層12及び堆積層を形成する。拡散層12が組成傾斜層の性質を示すのは、パルス状の放電により電極材料22が金属部材10の被処理面に溶着した際、当該溶着部が部分的に高温となるため、電極材料22が金属部材10中に拡散するためである。また、後述するように、電極材料22の組成や物性、パルス放電の条件などを適宜決定することで多孔質の堆積層を形成することができる。その後、金属部材10に形成された堆積層を酸化処理することで堆積層25を得ることができる。   As a manufacturing method of the member 1 for steam turbine equipment which concerns on 1st Embodiment, first, in the liquid or air which has electrical insulation, the to-be-processed surface of the metal member 10 (1st metal material), metal In a state where the electrode 20 made of a material different from that of the member 10 is held in the minute gap, a pulsed discharge is generated in the minute gap. The diffusion layer 12 and the deposited layer are formed by welding and depositing the electrode material 22 constituting the electrode 20 on the surface of the metal member 10 by the energy of this discharge. The diffusion layer 12 exhibits the property of a composition gradient layer because the welded portion is partially heated when the electrode material 22 is welded to the surface to be treated of the metal member 10 by pulsed discharge. This is because of diffusion into the metal member 10. Further, as will be described later, a porous deposition layer can be formed by appropriately determining the composition and physical properties of the electrode material 22, conditions for pulse discharge, and the like. Thereafter, the deposited layer 25 can be obtained by oxidizing the deposited layer formed on the metal member 10.

(第1の実施形態の製造装置)
次に、図2を参照して、第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材の製造方法に用いる製造装置について説明する。
(Production apparatus of the first embodiment)
Next, with reference to FIG. 2, the manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the member for steam turbine equipment of 1st Embodiment is demonstrated.

[製造装置の構成]
図2は、第1の実施形態の製造方法に用いる製造装置2の概略を示している。図2に示すように、第1の実施形態の製造装置2では、加工液40を貯留した加工槽30を具備している。加工槽30の加工液40には、接続線が接続された金属部材10が浸漬されている。金属部材10の被処理面近傍には、当該被処理面と対向させた棒状の電極20が配置されている。
[Configuration of manufacturing equipment]
FIG. 2 shows an outline of the manufacturing apparatus 2 used in the manufacturing method of the first embodiment. As shown in FIG. 2, the manufacturing apparatus 2 according to the first embodiment includes a processing tank 30 that stores a processing liquid 40. The metal member 10 to which the connection line is connected is immersed in the processing liquid 40 of the processing tank 30. In the vicinity of the surface to be processed of the metal member 10, a rod-shaped electrode 20 is disposed so as to face the surface to be processed.

金属部材10及び電極20は、閉回路を形成している。すなわち、金属部材10は、直流電源Eの正極と接続されており、電極20は、電流制限抵抗器R及びスイッチング素子Trを介して直流電源Eの負極と接続されている。加工液40は、例えば電気絶縁性をもつ油である。加工液40は、金属部材10や電極材料22が制御されずに酸化してしまうことを防止する作用をする。制御されず自然酸化することで酸化膜26が不均質となり、保護性に劣るおそれがあるためである。スイッチング素子Trは、直流電源Eの電圧を電極20及び金属部材10の間に印加又は印加を停止する。   The metal member 10 and the electrode 20 form a closed circuit. That is, the metal member 10 is connected to the positive electrode of the DC power source E, and the electrode 20 is connected to the negative electrode of the DC power source E via the current limiting resistor R and the switching element Tr. The processing liquid 40 is, for example, oil having electrical insulation. The working fluid 40 acts to prevent the metal member 10 and the electrode material 22 from being oxidized without being controlled. This is because the oxide film 26 becomes inhomogeneous due to natural oxidation without being controlled, and the protective property may be inferior. The switching element Tr applies or stops applying the voltage of the DC power source E between the electrode 20 and the metal member 10.

金属部材10及び電極20の間には、金属部材10及び電極20の間に発生した放電を検出する放電検出部50が接続されている。放電検出部50は、例えば金属部材10及び電極20の間の電位差を監視し、放電により生ずる当該電位差の変動を検出することで放電の発生を検出する。放電検出部50の検出結果は、制御部60に与えられる。制御部60は、放電検出部50が検出した放電発生の有無に基づいてスイッチング素子Trの開閉状態を制御する。   Connected between the metal member 10 and the electrode 20 is a discharge detector 50 that detects a discharge generated between the metal member 10 and the electrode 20. For example, the discharge detection unit 50 monitors the potential difference between the metal member 10 and the electrode 20 and detects the occurrence of the discharge by detecting the fluctuation of the potential difference caused by the discharge. The detection result of the discharge detection unit 50 is given to the control unit 60. The control unit 60 controls the open / closed state of the switching element Tr based on the presence or absence of occurrence of discharge detected by the discharge detection unit 50.

図2に示す例では、スイッチング素子Trは、バイポーラトランジスタ素子により実現している。すなわち、制御部60の制御信号をベース端子で受け、コレクタに接続された直流電源Eの負極及びエミッタに接続された電流制限抵抗器Rの接続をオンオフ制御する。   In the example shown in FIG. 2, the switching element Tr is realized by a bipolar transistor element. That is, the control signal of the control unit 60 is received at the base terminal, and the connection of the current limiting resistor R connected to the negative electrode and the emitter of the DC power supply E connected to the collector is controlled on and off.

電流制限抵抗器Rは、閉回路を流れる電流値を設定する。この電流値は、金属部材10及び電極20の間で発生する放電の態様を決定するパラメータである。また、制御部60は、スイッチング素子Trの開閉タイミングを制御して、金属部材10及び電極20に印加される電圧波形を所定の形状に制御する。この電圧波形も、金属部材10及び電極20で発生する放電の態様を決定するパラメータである。すなわち、電流制限抵抗器Rの抵抗値と制御部60の制御信号を調節することで、金属部材10及び電極20の放電状態を制御することができる。放電の発生を検出してパルス放電を発生させるので、パルスごとのエネルギーを一定とすることができる本実施形態の製造方法では、均質な拡散層12及び堆積層25を形成することができる。   The current limiting resistor R sets a current value flowing through the closed circuit. This current value is a parameter that determines the mode of discharge generated between the metal member 10 and the electrode 20. In addition, the control unit 60 controls the opening / closing timing of the switching element Tr to control the voltage waveform applied to the metal member 10 and the electrode 20 to a predetermined shape. This voltage waveform is also a parameter that determines the mode of discharge generated in the metal member 10 and the electrode 20. That is, the discharge state of the metal member 10 and the electrode 20 can be controlled by adjusting the resistance value of the current limiting resistor R and the control signal of the control unit 60. Since the generation of the discharge is detected and the pulse discharge is generated, the homogeneous diffusion layer 12 and the deposition layer 25 can be formed in the manufacturing method of the present embodiment in which the energy for each pulse can be made constant.

Si(ケイ素)など比較的抵抗値の高い材料を電極材料22として用いる場合は、放電発生時に電極20に電流が流れて生ずる電圧降下がパルス放電時の金属部材10と電極20の間の電圧に加わるため、放電検出部50が放電の発生を認識できない可能性がある。この場合、電圧印加時間及び停止時間をあらかじめ決定し、周期的に電圧を印加、停止することで、パルス放電を検出せずにパルスごとのエネルギーを制御することができる。   When a material having a relatively high resistance value such as Si (silicon) is used as the electrode material 22, a voltage drop caused by a current flowing through the electrode 20 at the time of occurrence of discharge is a voltage between the metal member 10 and the electrode 20 at the time of pulse discharge. Therefore, there is a possibility that the discharge detection unit 50 cannot recognize the occurrence of the discharge. In this case, the voltage application time and the stop time are determined in advance, and the voltage for each pulse can be controlled without detecting the pulse discharge by periodically applying and stopping the voltage.

この実施形態の製造方法では、上記したようにパルス放電を用いるため、放電パルス数やパルス放電時間を変更することにより拡散層12及び堆積層25の厚みを容易に調節できる。放電が発生する部分にのみ拡散層12及び堆積層25が形成されるため、所望の部分に局所的に形成することもできる。   Since the manufacturing method of this embodiment uses pulse discharge as described above, the thickness of the diffusion layer 12 and the deposited layer 25 can be easily adjusted by changing the number of discharge pulses and the pulse discharge time. Since the diffusion layer 12 and the deposition layer 25 are formed only in the portion where the discharge occurs, it can be locally formed in a desired portion.

(第1の実施形態の製造方法)
続いて、図2〜3、4A〜4Eを参照して、第1の実施形態の製造方法を詳細に説明する。図2に示す製造装置2において、図4Aに示すように、電極20を金属部材10の被処理面近傍に保持する(ステップ100。以下「S100」のように称する。)。電極20の 保持は、図示しないアームや電極送り機構を用いて実現してもよく、作業員が直接保持しても構わない。
(Manufacturing method of the first embodiment)
Then, the manufacturing method of 1st Embodiment is demonstrated in detail with reference to FIGS. 2-3, 4A-4E. In the manufacturing apparatus 2 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 4A, the electrode 20 is held near the surface to be processed of the metal member 10 (step 100; hereinafter referred to as “S100”). The holding of the electrode 20 may be realized by using an arm or an electrode feeding mechanism (not shown), or may be held directly by an operator.

金属部材10と電極20の間の距離は、電圧を印加することによりパルス状の放電を発生し、電極材料22を金属部材の表面から内部へ向けて拡散浸透させるとともに堆積させることのできる距離である。第1の実施形態では、金属部材10と電極20はその間に印加される電圧の大きさに応じた間隔で保持されている。   The distance between the metal member 10 and the electrode 20 is a distance at which a pulsed discharge is generated by applying a voltage, and the electrode material 22 can diffuse and penetrate from the surface of the metal member to the inside and be deposited. is there. In the first embodiment, the metal member 10 and the electrode 20 are held at intervals according to the magnitude of the voltage applied between them.

[パルス状放電]
制御部60は、スイッチング素子Trを制御してオン状態として、金属部材10及び電極20に電圧を印加する。金属部材10及び電極20の距離が接近すると、図4Bに示すように、金属部材10及び電極20の間に放電が発生する(S102)。
[Pulse discharge]
The controller 60 controls the switching element Tr to turn it on and applies a voltage to the metal member 10 and the electrode 20. When the distance between the metal member 10 and the electrode 20 approaches, a discharge occurs between the metal member 10 and the electrode 20 as shown in FIG. 4B (S102).

このとき、金属部材10及び電極20に供給する電流パルスの電流値やパルス幅(放電持続時間)、放電休止時間(電圧を印加しない時間)をもとに算出した抵抗値及び電圧波形を予め電流制限抵抗器R及び制御部60に設定しておく。放電が発生すると、放電検出部50は、金属部材10及び電極20の間の電圧の低下と低下のタイミングに基づいて放電の発生を検出し、制御部60は、放電発生の検出から所定の時間(パルス幅)後にスイッチング素子Trを制御してオフ状態とする。制御部60は、スイッチング素子Trをオフ状態とした時から所定の時間(休止時間)後に再びスイッチング素子Trをオン状態とする。これらの動作を繰り返し行うことにより、設定した電流波形に応じた放電を連続的に発生させることができる。   At this time, the resistance value and the voltage waveform calculated based on the current value and pulse width (discharge duration) of the current pulse supplied to the metal member 10 and the electrode 20 and the discharge pause time (time during which no voltage is applied) are preliminarily represented as current. The limit resistor R and the control unit 60 are set in advance. When the discharge occurs, the discharge detection unit 50 detects the occurrence of discharge based on the voltage drop and reduction timing between the metal member 10 and the electrode 20, and the control unit 60 performs a predetermined time from the detection of the discharge occurrence. After (pulse width), the switching element Tr is controlled to be turned off. The control unit 60 turns the switching element Tr on again after a predetermined time (resting time) from when the switching element Tr is turned off. By repeating these operations, a discharge corresponding to the set current waveform can be continuously generated.

[堆積層形成]
金属部材10及び電極20の間に連続的に放電が発生すると、図4Bに示すように、電極20をなす電極材料22が金属部材10の被処理面に向けて飛び出す。また、図4Cに示すように、放電により金属部材10の被処理面に放出された電極材料22は、金属部材10の被処理面から内部に拡散して拡散層12を形成するとともに、当該被処理面に堆積する。その結果、金属部材10の被処理面には、多孔質の堆積層24が形成される(S104)。
[Deposition layer formation]
When discharge is continuously generated between the metal member 10 and the electrode 20, the electrode material 22 constituting the electrode 20 jumps out toward the surface to be processed of the metal member 10 as shown in FIG. 4B. Further, as shown in FIG. 4C, the electrode material 22 released to the surface to be processed of the metal member 10 by the electric discharge diffuses inward from the surface to be processed of the metal member 10 to form the diffusion layer 12 and Deposits on the treated surface. As a result, a porous deposition layer 24 is formed on the surface to be processed of the metal member 10 (S104).

堆積層24は、概ね電極材料22により構成され、電極材料22が極めて緻密に存在する状態となる。金属部材10の被処理面の表層部分(拡散層12)は、金属部材10における電極材料22の組成比が被処理面から金属部材10の内部に向かって被処理面の厚さ方向に徐々に小さくなる組成傾斜層の性質を呈する。   The deposited layer 24 is generally composed of the electrode material 22, and the electrode material 22 is in an extremely dense state. In the surface layer portion (diffusion layer 12) of the surface to be processed of the metal member 10, the composition ratio of the electrode material 22 in the metal member 10 gradually increases from the surface to be processed toward the inside of the metal member 10 in the thickness direction of the surface to be processed. It exhibits the properties of a composition gradient layer that becomes smaller.

ここで、拡散層12の厚さはおおよそ10[μm]とすることが好ましい。拡散層12の厚さがこれより厚すぎると、入熱量が多くなり金属部材が変形、変質したり、その強度が低下したりするおそれがあるためである。拡散層12及び堆積層24は必要に応じて金属部材10表面の全部又は一部に形成することができる。
堆積層24を形成した後、必要に応じて、堆積層24の上表面を工作機械などにより最小限度で加工して、蒸気タービン設備用部材1を所定の形状や寸法とし、蒸気タービン設備用部材1の表面を所望の表面粗さとすることができる(S105)。
Here, the thickness of the diffusion layer 12 is preferably about 10 [μm]. This is because if the thickness of the diffusion layer 12 is too thick, the amount of heat input increases and the metal member may be deformed or altered, or its strength may be reduced. The diffusion layer 12 and the deposition layer 24 can be formed on all or part of the surface of the metal member 10 as necessary.
After the deposition layer 24 is formed, the upper surface of the deposition layer 24 is processed with a machine tool or the like to the minimum if necessary, so that the steam turbine equipment member 1 has a predetermined shape and size. The surface of 1 can have a desired surface roughness (S105).

[堆積層の加熱酸化処理]
本実施形態の製造方法では、堆積層24を形成した後、図4Dに示すように加熱手段35によって加熱酸化処理を行う。この加熱酸化処理により、堆積層25の表面及び堆積層25中の空孔の表面に酸化膜26を形成する。かかる処理により緻密化し保護性を向上させた堆積層25を得ることができる。また、蒸気タービン設備用部材1の表層部分を緻密でより高硬度にすることができ、摺動性を向上させることができる。
[Heat oxidation treatment of deposited layer]
In the manufacturing method of this embodiment, after forming the deposited layer 24, a heating oxidation process is performed by the heating means 35 as shown in FIG. 4D. By this heat oxidation treatment, an oxide film 26 is formed on the surface of the deposited layer 25 and the surface of the vacancies in the deposited layer 25. By such treatment, it is possible to obtain a deposited layer 25 that is densified and has improved protection. Moreover, the surface layer part of the member 1 for steam turbine equipment can be made dense and harder, and the slidability can be improved.

加熱酸化処理の温度は、金属部材10の焼戻し温度以下である。これは、金属部材10及び堆積層25の強度低下や変質、変形、堆積層25や酸化膜26の結晶粒の粗大化による保護性の低下を抑止するためである。加熱酸化処理の温度は、具体的には金属部材10の焼戻し温度以下で、かつ電極材料22が酸化する温度である600〜650℃程度が好ましい。加熱手段35は、前記した温度を得られる方法であれば限定されない。具体的には、バーナー、電子ビーム、レーザー、アーク電流によるアーク加熱、プラズマ加熱などの加熱方法が挙げられる。また、粒子が衝突する際に発生する熱を利用して加熱する方法(例えば、後述するピーニング処理)や、局所加熱が可能なその他公知の方法を用いることができる。   The temperature of the heat oxidation treatment is equal to or lower than the tempering temperature of the metal member 10. This is to prevent a decrease in protection due to a decrease in strength, alteration or deformation of the metal member 10 and the deposited layer 25, and a coarsening of crystal grains in the deposited layer 25 or the oxide film 26. Specifically, the temperature of the heat oxidation treatment is preferably about 600 to 650 ° C. which is equal to or lower than the tempering temperature of the metal member 10 and at which the electrode material 22 is oxidized. The heating means 35 is not limited as long as it can obtain the above-described temperature. Specifically, heating methods such as a burner, an electron beam, a laser, arc heating with an arc current, and plasma heating are exemplified. Further, a method of heating using heat generated when the particles collide (for example, a peening process described later) or other known methods capable of local heating can be used.

また、本実施形態の製造方法では、パルス放電により、空孔の極めて小さい多孔質な堆積層25を形成している。堆積層25は、一定の厚みを持って形成されており、また、電極材料22により形成されている、したがって堆積層25自体の硬度が高い。また、堆積層25は多孔質であるため摺動性に優れる。さらに、この堆積層25表面の電極材料22を酸化させることにより、より緻密で、耐酸化性及び摺動性に優れるものとすることができる。さらに、酸化膜26は高い硬度を持つため、摺動性に優れるとともに、摺動による耐摩耗性を向上することができる。ここで、電極材料22がCo基硬質合金(Cr含有量が10〜30重量)の場合、Coそのものが耐酸化性を持つため、酸化膜26への酸化スケール生成をより抑制することができる。酸化スケールの生成が抑制されれば、蒸気タービンを構成する部材の間隙を長期間適正に保つことができるだけでなく、摺動性を向上させることができる。   Moreover, in the manufacturing method of this embodiment, the porous deposition layer 25 with very small pores is formed by pulse discharge. The deposited layer 25 is formed with a certain thickness and is formed of the electrode material 22, and therefore the deposited layer 25 itself has a high hardness. Further, since the deposited layer 25 is porous, it has excellent slidability. Furthermore, by oxidizing the electrode material 22 on the surface of the deposited layer 25, it can be made denser and excellent in oxidation resistance and slidability. Furthermore, since the oxide film 26 has a high hardness, it has excellent slidability and can improve wear resistance due to sliding. Here, when the electrode material 22 is a Co-based hard alloy (Cr content is 10 to 30 weights), Co itself has oxidation resistance, so that generation of oxide scale in the oxide film 26 can be further suppressed. If the generation of oxide scale is suppressed, not only can the gap between the members constituting the steam turbine be properly maintained for a long period of time, but also slidability can be improved.

このように、本実施形態の製造方法によって、摺動特性に優れ、耐酸化性を有する蒸気タービン設備用部材1を得ることが可能である。   As described above, the manufacturing method of the present embodiment makes it possible to obtain the steam turbine equipment member 1 having excellent sliding characteristics and oxidation resistance.

この実施形態の製造方法では、パルス放電を用いているため、溶接、溶射などの方法と比較して堆積層25を多孔質とすることが容易である。図4Cのように堆積層24を多孔質とすることで、酸化膜26を堆積層25の上面と、堆積層25中の空孔の表面(図4D、図4Eに示す)に形成し、緻密なものとすることができる。堆積層25を多孔質とする要素は、以下の1)〜6)があり、本実施形態の製造方法では、これらの要素を考慮して拡散層12と多孔質な堆積層25を形成することができる。
1)電極材料の構成粒子径
2)電極材料の構成粒子の結合力
3)電極材料、金属部材及び加工液の熱伝導率、熱伝達率
4)放電処理時の電流値
5)放電処理時のパルス時間設定(ON/OFF時間)
6)加工液中の微粒子濃度
In the manufacturing method of this embodiment, since pulse discharge is used, it is easy to make the deposited layer 25 porous compared to methods such as welding and thermal spraying. By making the deposited layer 24 porous as shown in FIG. 4C, the oxide film 26 is formed on the upper surface of the deposited layer 25 and the surface of the pores in the deposited layer 25 (shown in FIGS. 4D and 4E). Can be. Elements that make the deposited layer 25 porous include the following 1) to 6). In the manufacturing method of the present embodiment, the diffusion layer 12 and the porous deposited layer 25 are formed in consideration of these elements. Can do.
1) Constituent particle diameter of electrode material 2) Coupling force of constituent particles of electrode material 3) Thermal conductivity and heat transfer coefficient of electrode material, metal member and machining fluid 4) Current value during discharge process 5) During discharge process Pulse time setting (ON / OFF time)
6) Fine particle concentration in machining fluid

本実施形態の電極20は、第2の金属材料である電極材料22の粉末を圧縮成形する方法などにより構成する。電極材料22の粉末は、放電エネルギーにより電極20から金属部材10に向けて飛び出すとともに溶融しながら堆積する。粉末の表面積は粒径の2乗に比例するのに対し、体積は粒径の3乗に比例することから、このとき、粉末の粒子径が小さいほど単位体積当たりの熱エネルギーを大きくすることができる(要素1)。   The electrode 20 of the present embodiment is configured by a method of compression molding a powder of the electrode material 22 that is the second metal material. The powder of the electrode material 22 is ejected from the electrode 20 toward the metal member 10 by discharge energy and is deposited while melting. The surface area of the powder is proportional to the square of the particle size, whereas the volume is proportional to the cube of the particle size. At this time, the smaller the particle diameter of the powder, the larger the thermal energy per unit volume. Yes (element 1).

また、本実施形態のパルス放電処理では、パルス放電を繰り返し発生させ、電極材料22を含む小さな盛り上がり(突起物)を徐々に積層するとともに放電エネルギーで溶着させる。放電時間を長くすることや、放電電流を大きくすることでパルスごとのエネルギーを大きくすることができる。そうすると1回の放電(パルス)で形成される突起物や突起物間の空隙が大きくなる。また、突起物や突起物間の空隙の大きさは、パルスごとのエネルギー、電極材料22の構成粒子径、電極材料22の構成粒子の結合力などに応じて決定される(要素1,2)。   Further, in the pulse discharge treatment of the present embodiment, pulse discharge is repeatedly generated, and small bulges (projections) including the electrode material 22 are gradually laminated and welded with discharge energy. By increasing the discharge time or increasing the discharge current, the energy for each pulse can be increased. If it does so, the protrusion formed by one discharge (pulse) and the space | gap between protrusions will become large. Further, the size of the projections and the gaps between the projections are determined according to the energy for each pulse, the constituent particle diameter of the electrode material 22, the binding force of the constituent particles of the electrode material 22 (elements 1 and 2). .

本実施形態の製造方法では、パルス放電を用い、電極材料22を金属部材10表面に向けて放出させる。放電の熱により電極材料22は溶融して金属部材10表面に溶着するとともに金属部材10表面から内部へ拡散浸透する。金属部材10及び電極材料22の熱伝導率が大きいと、溶融した電極材料22の熱が金属部材10及び堆積層24中に伝導し拡散する。そして、溶融した電極材料22が再凝固し堆積層24を形成する。その上にさらに放電を繰り返すことで電極材料22が堆積する。したがって、金属部材10及び電極材料22の熱伝導率が大きいと金属部材10や電極材料22を構成する粒子間の接触面積が僅かでも熱を拡散させることができ、溶融した電極材料22の凝固が速く起こる。そのため、金属部材10や電極材料22の熱伝導率が大きいと放電によって積層した突起物間の空隙が埋まりきる前に凝固するため、堆積層24を多孔質とすることができる(要素3)。   In the manufacturing method of the present embodiment, the electrode material 22 is discharged toward the surface of the metal member 10 using pulse discharge. The electrode material 22 is melted and welded to the surface of the metal member 10 by the heat of discharge and diffuses and penetrates from the surface of the metal member 10 to the inside. When the thermal conductivity of the metal member 10 and the electrode material 22 is large, the heat of the molten electrode material 22 is conducted and diffused into the metal member 10 and the deposited layer 24. Then, the molten electrode material 22 is re-solidified to form a deposited layer 24. Further, the electrode material 22 is deposited by repeating the discharge. Therefore, when the thermal conductivity of the metal member 10 and the electrode material 22 is large, heat can be diffused even if the contact area between the particles constituting the metal member 10 and the electrode material 22 is small, and the molten electrode material 22 is solidified. Happens fast. Therefore, if the thermal conductivity of the metal member 10 or the electrode material 22 is large, it solidifies before the gaps between the projections stacked by discharge are filled, so that the deposition layer 24 can be made porous (element 3).

以上のような電極材料22の熱伝導率、電極材料22を構成する粒子の粒径、パルス放電条件やその他の各要素を考慮して微小な空孔を有する堆積層24を形成することができる。   Considering the thermal conductivity of the electrode material 22 as described above, the particle diameter of the particles constituting the electrode material 22, pulse discharge conditions, and other factors, the deposited layer 24 having minute pores can be formed. .

[第1の実施形態の製造方法の作用]
この実施形態の製造方法においては、パルス放電によって、多孔質な堆積層24を形成している。そして、堆積層24の表面(堆積層24中の空孔の表面を含む)の電極材料22を酸化させ、酸化膜26が形成された堆積層25を得ている。堆積層24は、多孔質であるため多くの空孔を有しており、酸化物が空孔の界面にも生成する。堆積層25は極めて緻密で保護性が高く、硬度の高いものとなる。また、生成した酸化物により空孔の空隙が減少し、堆積層24は、より緻密な堆積層25となる。さらに、前述した実施形態の電極材料22を用いるので、この酸化膜26は、緻密で堅く簡単に破壊や侵食されることがなく、保護性を高くすることができる。例えば、酸化膜26として電極材料22のCrを由来とするCr(酸化クロム)を生成すると、保護性に優れるものとなる。これは、Crは、コランダム型構造をもつため、熱に安定であるからであり、不動態であるため優れた耐酸化性を持つからである。
[Operation of Manufacturing Method of First Embodiment]
In the manufacturing method of this embodiment, the porous deposition layer 24 is formed by pulse discharge. Then, the electrode material 22 on the surface of the deposition layer 24 (including the surface of vacancies in the deposition layer 24) is oxidized to obtain the deposition layer 25 on which the oxide film 26 is formed. Since the deposited layer 24 is porous, it has many pores, and oxide is also generated at the interface of the pores. The deposited layer 25 is extremely dense, highly protective, and has high hardness. In addition, voids in the pores are reduced by the generated oxide, and the deposited layer 24 becomes a denser deposited layer 25. Furthermore, since the electrode material 22 of the above-described embodiment is used, the oxide film 26 is dense and hard and is not easily broken or eroded, and the protection can be enhanced. For example, when Cr 2 O 3 (chromium oxide) derived from Cr of the electrode material 22 is generated as the oxide film 26, the protective properties are excellent. This is because Cr 2 O 3 has a corundum type structure and is stable to heat, and is passive and has excellent oxidation resistance.

なお、電極材料22の量が少ないと、酸化スケールが生成してしまう。これらは、例えば電極材料22や金属部材10に含まれるCrと、Fe、Ni、Coなどにより生成したFeCr、Fe、NiCr、CoCrなどである。本実施形態の製造方法では、パルス放電を用いて電極材料22からなる堆積層25を形成し、保護性に優れる酸化膜26を得ることができる。 When the amount of the electrode material 22 is small, an oxide scale is generated. These are, for example, Cr contained in the electrode material 22 or the metal member 10, and FeCr 2 O 4 , Fe 3 O 4 , NiCr 2 O 4 , CoCr 2 O 4, etc. generated by Fe, Ni, Co, or the like. In the manufacturing method of the present embodiment, the deposited layer 25 made of the electrode material 22 is formed using pulse discharge, and the oxide film 26 having excellent protection can be obtained.

本実施形態の堆積層25は、多孔質なために熱伝導率が一般的な固体金属材料より小さい。したがって、加熱酸化処理の際、表面からの熱は母材たる金属部材10へ伝わりにくく、金属部材10への入熱を最小限とすることができる。   Since the deposited layer 25 of this embodiment is porous, its thermal conductivity is smaller than that of a general solid metal material. Therefore, during the heat oxidation treatment, heat from the surface is not easily transmitted to the metal member 10 as the base material, and heat input to the metal member 10 can be minimized.

また、加熱によって形成される酸化膜26は、緻密であり優れた摺動性を持つ。また、堆積層25は多孔質であるがゆえに熱エネルギーを吸収して蓄えることができる。そのため、高温でエネルギーを蓄積し、粒子間の拡散接合が促進されて、粒界や空隙が減少する。そうすると、粒子と粒子の結合強度が大きくなる、すなわち、堆積層25及び酸化膜26の硬度や強度を向上させて摺動性を向上させることができる。   The oxide film 26 formed by heating is dense and has excellent slidability. Further, since the deposited layer 25 is porous, it can absorb and store thermal energy. Therefore, energy is accumulated at a high temperature, diffusion bonding between particles is promoted, and grain boundaries and voids are reduced. As a result, the bond strength between the particles increases, that is, the hardness and strength of the deposited layer 25 and the oxide film 26 can be improved, and the slidability can be improved.

また、第1の実施形態の製造方法では、パルス状放電により金属部材10の被処理面の表面改質を行っている。すなわち、従来の溶接や溶射、焼結などによるコーティングと比較して、部材に対する入熱を少なくすることができる。したがって、対象部材を殆ど変形させることがない。さらに、この実施形態の製造方法では、拡散層12において、電極材料22の成分が金属部材10表面から内部に浸透して溶け合って接合している。したがって、拡散層12が金属部材10から剥がれることがない。また、溶接を用いておらず、拡散層12に残留応力が発生することがない。拡散層12は傾斜機能材料となり線膨張係数の差が殆ど生じないための熱応力が緩和されている。したがって拡散層12に割れが起きることもない。
既存技術として、プラズマ溶接により、Co基硬質合金(例えば、ステライト(登録商標))を肉盛した肉盛部を形成する方法がある。この実施形態の製造方法は、パルス放電によって堆積層25を既存のプラズマ溶接による肉盛部よりと比較し低硬度とすることができる。したがって、この実施形態の製造方法とプラズマ溶接を用いた製造方法を組合せることで、双方の表面硬度に差異を生じさせることができ、カジリ防止の観点からも望ましい。また本実施形態の製造方法では多孔質の堆積層25の表面に酸化膜26を形成しており、既存のプラズマ溶接による肉盛部にはない、優れた摺動性を持つ蒸気タービン設備用部材1を得ることができる。このように、第1の実施形態の製造方法によれば、緻密で堅く簡単に破壊や侵食されることがない蒸気タービン設備用部材1を製造することができる。
Moreover, in the manufacturing method of 1st Embodiment, the surface modification of the to-be-processed surface of the metal member 10 is performed by pulsed discharge. That is, the heat input to the member can be reduced as compared with the conventional coating by welding, thermal spraying, sintering, or the like. Therefore, the target member is hardly deformed. Furthermore, in the manufacturing method of this embodiment, in the diffusion layer 12, the components of the electrode material 22 penetrate from the surface of the metal member 10 to the inside and are melted and joined. Therefore, the diffusion layer 12 is not peeled off from the metal member 10. Further, no welding is used, and no residual stress is generated in the diffusion layer 12. The diffusion layer 12 is a functionally graded material, and the thermal stress for reducing the difference in linear expansion coefficient is alleviated. Therefore, no crack occurs in the diffusion layer 12.
As an existing technique, there is a method of forming a built-up portion in which a Co-based hard alloy (for example, Stellite (registered trademark)) is built up by plasma welding. In the manufacturing method of this embodiment, the deposited layer 25 can be made to have a low hardness by pulse discharge as compared with the existing plasma welding overlay. Therefore, by combining the manufacturing method of this embodiment and the manufacturing method using plasma welding, a difference in both surface hardnesses can be produced, which is desirable from the viewpoint of galling prevention. Moreover, in the manufacturing method of this embodiment, the oxide film 26 is formed on the surface of the porous deposition layer 25, and the steam turbine equipment member having excellent slidability that is not present in the built-up portion by the existing plasma welding. 1 can be obtained. Thus, according to the manufacturing method of 1st Embodiment, the member 1 for steam turbine equipment which is precise | minute and hard and cannot be easily destroyed or eroded can be manufactured.

なお、上記説明した実施形態の製造方法・製造装置では、スイッチング素子Trとしてトランジスタを用いているが、電圧の印加を制御できる素子であればどのようなものでも構わない。また、上記実施形態では、電流制限抵抗器Rにより電流値の制御を実現しているが、電流値が制御できれば他の方法でもよいことは言うまでない。   In the manufacturing method and manufacturing apparatus of the above-described embodiment, a transistor is used as the switching element Tr. However, any element can be used as long as it can control the application of voltage. Moreover, in the said embodiment, although control of the current value is implement | achieved by the current limiting resistor R, it cannot be overemphasized that another method may be sufficient if a current value can be controlled.

[母材と電極]
ここで、本実施形態における金属部材10及び電極20について説明する。この実施形態における蒸気タービン設備用部材1の金属部材10(第1の金属材料)は、蒸気タービンプラントの高温用材料として一般的に使用される材料からなる。例えば、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、V(バナジウム)、W(タングステン)、Mn(マンガン)、Ti(チタン)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)のいずれかを含むクロム−モリブデン鋼、クロム−モリブデン−バナジウム鋼、クロム−モリブデン−タングステン−バナジウム鋼、9%クロム鋼、12%クロム鋼、Ni基やCo基の耐熱合金鋼などを用いることができる。
[Base materials and electrodes]
Here, the metal member 10 and the electrode 20 in the present embodiment will be described. The metal member 10 (first metal material) of the steam turbine equipment member 1 in this embodiment is made of a material generally used as a high-temperature material for a steam turbine plant. For example, chromium-molybdenum steel containing any of Cr (chromium), Mo (molybdenum), V (vanadium), W (tungsten), Mn (manganese), Ti (titanium), Ni (nickel), and Co (cobalt). Further, chromium-molybdenum-vanadium steel, chromium-molybdenum-tungsten-vanadium steel, 9% chromium steel, 12% chromium steel, Ni-base or Co-base heat-resistant alloy steel, and the like can be used.

また、電極材料22は、Co,Cr,Ni,W,Mo,Fe,Si,Ti,Zr,Cu,Alなど、酸化膜26の形成に適した金属を用いることができる。   The electrode material 22 may be made of a metal suitable for forming the oxide film 26, such as Co, Cr, Ni, W, Mo, Fe, Si, Ti, Zr, Cu, and Al.

本実施形態の電極材料22は、堆積層25を多孔質とするために、熱伝導率が大きい金属材料を用いる。具体的に、電極材料22は熱伝導率が90[W/m・K]以上であることが好ましい。熱伝導率が90[W/m・K]以上の材料として、上記した中では、Co,Ni,Cu,Alやこれらの合金などが挙げられる。当該材料を電極材料22とすることで、多孔質な堆積層を得ることが可能となる。また、前記したのと同様の理由により、母材たる金属部材10の熱伝導率も大きいことが望ましい。   The electrode material 22 of the present embodiment uses a metal material having high thermal conductivity in order to make the deposited layer 25 porous. Specifically, the electrode material 22 preferably has a thermal conductivity of 90 [W / m · K] or more. Examples of the material having a thermal conductivity of 90 [W / m · K] or more include Co, Ni, Cu, Al, and alloys thereof. By using the material as the electrode material 22, a porous deposited layer can be obtained. Further, for the same reason as described above, it is desirable that the metal member 10 as the base material also has a high thermal conductivity.

前記した中で、Coは耐酸化性に優れる。したがって、本実施形態において、電極材料22が保護性に優れるCoを含むことで、金属部材10に由来する酸化スケールの生成を抑制することができる。本実施形態の電極材料22がCo基硬質合金(Cr含有量が10〜30重量%)の場合、高温下においても酸化スケールの生成を抑制することができる。また、Coは鉄鋼材料に比べて硬度も高く,高温下で硬度があまり低下しない。したがって、電極材料22がCoを含むことで、耐酸化性、耐エロージョン性に優れたタービン設備用部材1を得ることができ、特に、摺動部や嵌合部を有する部材に好適である。   Among the above, Co is excellent in oxidation resistance. Therefore, in this embodiment, the production | generation of the oxide scale originating in the metal member 10 can be suppressed because the electrode material 22 contains Co which is excellent in protective property. When the electrode material 22 of this embodiment is a Co-based hard alloy (Cr content is 10 to 30% by weight), generation of oxide scale can be suppressed even at high temperatures. Moreover, Co has a higher hardness than steel materials, and the hardness does not decrease much at high temperatures. Therefore, when the electrode material 22 contains Co, the turbine equipment member 1 excellent in oxidation resistance and erosion resistance can be obtained, and is particularly suitable for a member having a sliding portion and a fitting portion.

本実施形態の製造方法で用いる電極材料22がCrを含むと、耐酸化性、摺動性に優れたタービン設備用部材1を得ることができる。Cr(クロム)は、酸化により高温下で潤滑性を持つCrを生成するためである。このCrは不動態であり熱に対して安定であることも理由である。このように、電極材料22がCrを含有すれば、緻密で保護性の高い酸化膜26を生成することができる。電極材料22に対するCr含有量は10重量%以上とすることが好ましい。Cr含有量が10重量%以上であるとCrを生成し易やすく、酸化膜26の摩擦係数を小さくできるため摺動性を向上させることができる。 When the electrode material 22 used in the manufacturing method of the present embodiment contains Cr, the turbine equipment member 1 having excellent oxidation resistance and slidability can be obtained. This is because Cr (chromium) generates Cr 2 O 3 having lubricity at high temperature by oxidation. This is also because Cr 2 O 3 is passive and stable to heat. Thus, if the electrode material 22 contains Cr, a dense and highly protective oxide film 26 can be generated. The Cr content with respect to the electrode material 22 is preferably 10% by weight or more. When the Cr content is 10% by weight or more, Cr 2 O 3 is easily generated, and the friction coefficient of the oxide film 26 can be reduced, so that the slidability can be improved.

本実施形態の製造方法で用いる電極材料22がNi(ニッケル)を含むと、堆積層25へ延性を与え、パルス放電処理時及び処理後のクラックや欠陥の発生を低減することができる。特に、大面積へのパルス放電処理を施した場合に、耐割れ性を向上することができる。この場合のNi含有量は20重量%未満が好ましい。Ni含有量が20重量%以上であると、酸化膜26表面の摩擦係数が大きく摺動性に劣るおそれがある。また、高温下でCrの生成を阻害するおそれもある。 When the electrode material 22 used in the manufacturing method of the present embodiment contains Ni (nickel), it is possible to impart ductility to the deposited layer 25 and to reduce the occurrence of cracks and defects during and after the pulse discharge process. In particular, crack resistance can be improved when a pulse discharge treatment is applied to a large area. In this case, the Ni content is preferably less than 20% by weight. If the Ni content is 20% by weight or more, the coefficient of friction on the surface of the oxide film 26 is large and the slidability may be poor. Moreover, there is a possibility of inhibiting the formation of Cr 2 O 3 at high temperatures.

本実施形態の製造方法で用いる電極材料22がSi(ケイ素)を含むと、高温下にて酸化ケイ素を生成し、Crとの相乗効果で摺動特性が向上する。酸化ケイ素たるSiOは非晶質である。本実施形態の製造方法では、放電エネルギーにより溶融した電極材料粒子が積層して堆積層25となるため、堆積層25には、粒子と粒子の間、すなわち粒界が存在する。SiOがこの結晶粒界に生成することで、高温条件下で堆積層25中への酸素透過を防止し、その結果、金属部材10が酸化して酸化スケールを生成することを抑制することができる。Fe及びSiを含む第2の金属材料を用いて、堆積層25のSi含有量を1〜20重量%とすることにより、優れた耐酸化スケール性及び耐エロージョン性を得ることができる。この場合、堆積層25の厚さは5〜10μmが好ましい。さらに、堆積層25は、非晶質の酸化ケイ素を含むことが好ましく、Siの含有量が3〜11重量%、硬度が600〜1100HVであることが好ましい。 When the electrode material 22 used in the manufacturing method of the present embodiment contains Si (silicon), silicon oxide is generated at a high temperature, and the sliding characteristics are improved by a synergistic effect with Cr 2 O 3 . SiO 2 which is silicon oxide is amorphous. In the manufacturing method according to the present embodiment, the electrode material particles melted by the discharge energy are stacked to form the deposition layer 25, and therefore there is a grain boundary between the particles, that is, a grain boundary in the deposition layer 25. Formation of SiO 2 at the crystal grain boundary prevents oxygen permeation into the deposition layer 25 under high temperature conditions, and as a result, suppresses the metal member 10 from being oxidized and generating oxide scale. it can. By using the second metal material containing Fe and Si and setting the Si content of the deposited layer 25 to 1 to 20% by weight, excellent oxidation resistance and erosion resistance can be obtained. In this case, the thickness of the deposited layer 25 is preferably 5 to 10 μm. Furthermore, the deposited layer 25 preferably contains amorphous silicon oxide, preferably has a Si content of 3 to 11% by weight and a hardness of 600 to 1100 HV.

また、本実施形態の製造方法で用いる電極材料22がさらにC(炭素)又はN(窒素)を含むと、堆積層25の表面に後述する加熱酸化処理の際に電極材料22(第2の金属材料)の炭化物や窒化物を生成することができる。この炭化物や窒化物は耐熱性を持ち、優れた強度を持つことからより強固な蒸気タービン設備用部材1を得ることができる。電極材料22は、金属、金属化合物又はセラミックを用いることができる。   Further, when the electrode material 22 used in the manufacturing method of the present embodiment further contains C (carbon) or N (nitrogen), the electrode material 22 (second metal) is formed on the surface of the deposition layer 25 during the heat oxidation process described later. Material) carbides and nitrides can be produced. Since this carbide and nitride have heat resistance and excellent strength, a stronger member 1 for steam turbine equipment can be obtained. As the electrode material 22, a metal, a metal compound, or ceramic can be used.

本実施形態の電極20は、電極材料22(第2の金属材料)の粉末から圧縮成形した成形体又は加熱処理した成形体により構成することができる。電極20の形状は、製造される蒸気タービン設備用部材1の形状や用途、パルス放電処理に用いる装置の態様に応じて決定することができる。例えば、電極20の横断面形状を金属部材10の幅や軸方向の長さに合わせて長方形としたり、金属部材10が円筒形などである場合には、電極20の表面を金属部材10の外周面に沿った円弧状とすることができる。電極20の形状を適宜変更することにより、安定にパルス状の放電を発生させ、拡散層12及び堆積層25を均質に形成することができる。また、金属部材10の所望の部分に拡散層12及び堆積層25を形成することができる。   The electrode 20 of the present embodiment can be configured by a molded body compression-molded from a powder of the electrode material 22 (second metal material) or a molded body heat-treated. The shape of the electrode 20 can be determined in accordance with the shape and application of the steam turbine equipment member 1 to be manufactured and the mode of the apparatus used for the pulse discharge process. For example, when the cross-sectional shape of the electrode 20 is rectangular according to the width or axial length of the metal member 10, or when the metal member 10 is cylindrical, the surface of the electrode 20 is the outer periphery of the metal member 10. It can be arcuate along the surface. By appropriately changing the shape of the electrode 20, a pulsed discharge can be stably generated, and the diffusion layer 12 and the deposition layer 25 can be formed uniformly. Further, the diffusion layer 12 and the deposition layer 25 can be formed on a desired portion of the metal member 10.

(第1の実施形態の製造装置の変形例)
上記実施形態では、加工槽30に貯留した加工液40中にて放電を発生させているが、これにも限定されない。例えば、加工液ではなく、アルゴンなどの不活性ガス中にて放電させても同様の効果を奏することができる。すなわち、金属部材を無秩序に酸化させてしまうことのない雰囲気中であれば、どのような環境下で処理しても構わない。
(Modification of the manufacturing apparatus of the first embodiment)
In the said embodiment, although discharge is generated in the processing liquid 40 stored in the processing tank 30, it is not limited to this. For example, the same effect can be obtained by discharging in an inert gas such as argon instead of the working fluid. That is, as long as it is in an atmosphere that does not oxidize the metal member randomly, it may be processed in any environment.

具体的には、例えばTIG溶接などと同様に、電極20が取り付けられるトーチと、トーチにガス管路を介してガスを供給するガスボンベとを用意する。ガスボンベから供給される不活性ガスは、ガス管路及びトーチ内に形成されたガス流路を介して電極20の周囲から、金属部材10の被処理面に向けて噴出するように構成する。不活性ガスの拡散を防止するため、トーチの周囲にカバーを設けてもよい。電極20が取り付けられるトーチは、手動又はトーチを支持するとともにトーチを移動させて走査動作を行うための走査アーム、走査アームを駆動するための走査アーム駆動機構などを備える。電極材料は例えばCrなどからなり、電極の形状はトーチに適した棒状又は連続供給を行なうためのワイヤー状とする。   Specifically, for example, as in TIG welding, a torch to which the electrode 20 is attached and a gas cylinder that supplies gas to the torch via a gas pipe are prepared. The inert gas supplied from the gas cylinder is configured to be ejected from the periphery of the electrode 20 toward the surface to be processed of the metal member 10 through the gas pipe and the gas flow path formed in the torch. In order to prevent the diffusion of the inert gas, a cover may be provided around the torch. The torch to which the electrode 20 is attached includes a scanning arm for manually or supporting the torch and moving the torch to perform a scanning operation, a scanning arm driving mechanism for driving the scanning arm, and the like. The electrode material is made of, for example, Cr, and the electrode has a rod shape suitable for a torch or a wire shape for continuous supply.

かかる構成の製造装置により、パルス放電作業の自由度が増し(作業性が向上し)、たとえば3次元曲面を有する金属部材10に対してもパルス放電処理を行うことができるから、複雑な形状を有する蒸気タービン設備用部材1や加工槽に浸漬することができない大きさの蒸気タービン設備用部材1を製造することが可能になる。   With the manufacturing apparatus having such a configuration, the degree of freedom of the pulse discharge work is increased (workability is improved) and, for example, the pulse discharge process can be performed on the metal member 10 having a three-dimensional curved surface. It becomes possible to manufacture the member 1 for steam turbine equipment and the member 1 for steam turbine equipment of the magnitude | size which cannot be immersed in a processing tank.

すなわち、本発明の実施形態は、酸化膜26を生成する酸化材をパルス放電にて蒸気タービン設備用部材1に堆積層25として形成するから、蒸気タービン設備用部材1の材料である金属部材10は特に限定されない。   That is, in the embodiment of the present invention, the oxidizing material that forms the oxide film 26 is formed as the deposition layer 25 on the steam turbine equipment member 1 by pulse discharge, so that the metal member 10 that is the material of the steam turbine equipment member 1 is used. Is not particularly limited.

第1の実施形態によれば、拡散層12内で線膨張係数の差が殆ど生じない。したがって、線膨張係数の相違を考慮する必要がない。そのため、拡散層12を形成できる金属部材10と電極材料22の選定や組合せの自由度を高め蒸気温度や高温強度に応じて決定することができる。   According to the first embodiment, almost no difference in linear expansion coefficient occurs in the diffusion layer 12. Therefore, it is not necessary to consider the difference in linear expansion coefficient. Therefore, the degree of freedom in selecting and combining the metal member 10 and the electrode material 22 that can form the diffusion layer 12 can be increased and determined according to the steam temperature and the high temperature strength.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る製造方法について説明する。この実施形態の製造方法は、第1の実施形態の加熱酸化処理における加熱方法を変更したものである。以下の説明において、第1の実施形態と共通する要素については共通する符号を付して示し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a manufacturing method according to the second embodiment will be described. The manufacturing method of this embodiment is a modification of the heating method in the heat oxidation treatment of the first embodiment. In the following description, elements that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図4Cに示すように、堆積層24を形成した金属部材10を用いて、蒸気タービン設備において高温蒸気にさらされる部品を製造する。その後当該設備を運転することにより、高温蒸気によって堆積層25中の空孔の表面と、堆積層25の上表面の電極材料22を酸化させる(S106)。その結果、堆積層25表面に酸化膜26が形成される。   As shown in FIG. 4C, the metal member 10 on which the deposited layer 24 is formed is used to manufacture a part that is exposed to high-temperature steam in a steam turbine facility. Thereafter, by operating the equipment, the surface of the vacancies in the deposited layer 25 and the electrode material 22 on the upper surface of the deposited layer 25 are oxidized by high-temperature steam (S106). As a result, an oxide film 26 is formed on the surface of the deposited layer 25.

本実施形態の製造方法では、堆積層24を形成した後、そのまま蒸気タービンプラントに適用する。運転中のプラントは極めて高温であることから、運転開始から数時間乃至数十時間で高温蒸気と電極材料22が反応し、非常に短時間で、酸化膜26を形成することができる。   In the manufacturing method of this embodiment, after forming the deposition layer 24, it applies to a steam turbine plant as it is. Since the plant in operation is extremely hot, the high temperature steam reacts with the electrode material 22 within several hours to several tens of hours from the start of operation, and the oxide film 26 can be formed in a very short time.

このようにして得られた、酸化膜26を形成した堆積層25によって、第1の実施形態の酸化膜26と同様な作用、効果を得ることができる。すなわち、本実施形態においても、摺動特性に優れ、耐酸化性を有する蒸気タービン設備用部材1を提供することが可能である。   The deposited layer 25 formed with the oxide film 26 thus obtained can provide the same operations and effects as the oxide film 26 of the first embodiment. That is, also in this embodiment, it is possible to provide the steam turbine equipment member 1 having excellent sliding characteristics and oxidation resistance.

(第3の実施形態)
第3の実施形態の製造方法は、第1の実施形態の製造方法において酸化膜26を形成した後(図3のステップ106の後)、ピーニング処理を施すものである。以下の説明において、第1の実施形態と共通する要素については共通する符号を付して示し、重複する説明を省略する。
(Third embodiment)
In the manufacturing method of the third embodiment, peening is performed after the oxide film 26 is formed in the manufacturing method of the first embodiment (after step 106 in FIG. 3). In the following description, elements that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

パルス放電処理では金属部材10への入熱は極めて小さいが、パルス放電を繰り返す過程で金属部材10と電極材料22が局所的に溶融と再凝固を繰り返す。そのため、堆積層25の表層部には、再凝固時の収縮に伴う残留引張り応力が生じる。酸化膜26が形成された堆積部25の表層をピーニング処理することで、この残留引張り応力を除去し、さらに摺動性と機械的特性を向上させることができる。   In the pulse discharge process, the heat input to the metal member 10 is extremely small, but the metal member 10 and the electrode material 22 are repeatedly melted and re-solidified in the process of repeating the pulse discharge. Therefore, a residual tensile stress accompanying shrinkage during resolidification occurs in the surface layer portion of the deposited layer 25. By peening the surface layer of the deposited portion 25 on which the oxide film 26 is formed, the residual tensile stress can be removed, and the slidability and mechanical characteristics can be further improved.

ピーニング処理として具体的には、ショットピーニング、レーザーピーニング、WPCなどの方法が挙げられる。これらの方法は、部材表面に金属若しくはセラミックス粒子を噴射し、又はレーザーを照射することにより、部材表面の種々の特性を向上させる表面改質技術の一種である。本実施形態では、ショットピーニング又はWPCにより粒子を堆積層25の表層に衝突させてピーニング処理を行う。
本実施形態の製造方法では、例えば、50m/sec以上の速度又は噴射圧力3kg/cmで粒子を堆積層25に向けて噴射する。噴射する粒子の硬さは、本実施形態の堆積層25の硬さと同等かそれ以上とする。このような粒子として、金属、シリカビーズ、ガラスビーズ、セラミックスなどを粒子状にした粉末を用いることができる。本実施形態の製造方法におけるピーニング処理では、前記した粒子が堆積層25に連続的に衝突し、その衝撃力によって残留圧縮応力が付与され、その結果残留引張り応力を除去する。また、粒子が衝突する際に堆積層25や堆積層25の表層の酸化膜26の温度が上昇して、ミクロ的に高温となった後急冷される。こうして堆積層25や酸化層26の組成が微細化し、空隙が減少し結晶同士の結合が強くなる。
Specific examples of the peening treatment include shot peening, laser peening, and WPC. These methods are a kind of surface modification technique for improving various characteristics of a member surface by injecting metal or ceramic particles onto the member surface or irradiating a laser. In the present embodiment, peening is performed by causing particles to collide with the surface layer of the deposition layer 25 by shot peening or WPC.
In the manufacturing method of the present embodiment, for example, particles are injected toward the deposition layer 25 at a speed of 50 m / sec or higher or an injection pressure of 3 kg / cm 2 . The hardness of the particles to be ejected is equal to or higher than the hardness of the deposited layer 25 of the present embodiment. As such particles, powders in which metal, silica beads, glass beads, ceramics, or the like are formed into particles can be used. In the peening process in the manufacturing method of the present embodiment, the aforementioned particles continuously collide with the deposited layer 25, and the residual compressive stress is applied by the impact force, and as a result, the residual tensile stress is removed. Further, when the particles collide, the temperature of the deposited layer 25 and the oxide film 26 on the surface of the deposited layer 25 rises, and after the temperature becomes microscopically high, it is rapidly cooled. Thus, the composition of the deposited layer 25 and the oxide layer 26 is refined, the voids are reduced, and the bonds between crystals are strengthened.

本実施形態の製造方法では、ピーニング処理を施すことにより、耐割れ性、耐エロージョン性を向上させることができる。ピーニング処理により、パルス放電処理で発生した表面のマイクロクラックを修復することもできる。したがって、本実施形態の製造方法によれば、高硬度で靭性に優れ、機械的特性に優れた蒸気タービン設備用部材1を得ることができる。また、本実施形態の製造方法によって得られる蒸気タービン設備用部材1は、高硬度で機械的特性に優れるため、特に、摺動部を有する部材に適したものとなる。
なお、この実施形態では図3のS106の後にピーニング処理を行っているが、これには限定されない。図3のS104またはS105の後、すなわち堆積層25を形成した後に行っても同様の効果を奏することができる。
In the manufacturing method of this embodiment, the cracking resistance and the erosion resistance can be improved by performing a peening treatment. By the peening treatment, microcracks on the surface generated by the pulse discharge treatment can be repaired. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the steam turbine equipment member 1 having high hardness, excellent toughness, and excellent mechanical characteristics can be obtained. Moreover, since the member 1 for steam turbine equipment obtained by the manufacturing method of this embodiment has high hardness and excellent mechanical characteristics, it is particularly suitable for a member having a sliding portion.
In this embodiment, the peening process is performed after S106 in FIG. 3, but the present invention is not limited to this. The same effect can be obtained even after S104 or S105 in FIG. 3, that is, after the deposition layer 25 is formed.

(第3の実施形態の変形例1)
この変形例は、前記したピーニング処理で用いる粒子をCrやCr化合物としたものである。この変形例では、被処理部に衝突する際に発生する熱による常温拡散現象を利用して被処理部の特性を向上させることができる。粒子の衝突した部分は局所的に非常に高温となり、活性状態となる。その際、衝突した粒子と被処理部表層の組成物が反応し、吸着や結合をする。その結果、粒子を被処理部へ拡散、浸透させることができる。拡散現象には、Fe格子とその内部に固容されることのできるC(炭素)のように、金属部材10を構成する元素と拡散する元素とが固溶体を作る格子拡散(結晶格子内を縫いつつ進行する拡散)のほか、粒界拡散(結晶粒界に沿って進行する拡散)、表面拡散(表面に沿って進行する拡散)がある。
(Modification 1 of 3rd Embodiment)
In this modification, the particles used in the peening process described above are Cr or Cr compounds. In this modification, it is possible to improve the characteristics of the processed part by utilizing the normal temperature diffusion phenomenon caused by the heat generated when colliding with the processed part. The part where the particles collide becomes extremely hot locally and becomes active. At that time, the collided particles and the composition of the surface layer of the treated part react and adsorb and bond. As a result, the particles can be diffused and penetrated into the portion to be processed. In the diffusion phenomenon, lattice diffusion in which the elements constituting the metal member 10 and the diffusing elements form a solid solution, such as Fe (C) that can be solidified in the Fe lattice, is formed in the crystal lattice. There are grain boundary diffusion (diffusion that proceeds along the crystal grain boundary) and surface diffusion (diffusion that proceeds along the surface).

この変形例の製造方法では、噴射する粒子をCrやCrの化合物の粒子としてピーニング処理を行う。したがって、常温拡散現象により、被処理部たる堆積層25の表層部にCrやCrの化合物を豊富に存在させることができる。したがってCrが豊富な堆積層25に加熱酸化処理を施すことで、より優れた耐酸化性や保護性を有する酸化膜26を形成することが可能となる。   In the manufacturing method of this modification, peening is performed using particles to be injected as particles of Cr or Cr compounds. Therefore, due to the normal temperature diffusion phenomenon, Cr and Cr compounds can be abundantly present in the surface layer portion of the deposited layer 25 which is the processing target portion. Therefore, it is possible to form the oxide film 26 having better oxidation resistance and protection by subjecting the deposited layer 25 rich in Cr to heat oxidation.

(第3の実施形態の変形例2)
この変形例は、第3の実施形態において、多孔質な堆積層25の微小な空孔に、金属、金属化合物、セラミックスの粉末などを注入して介在させたものである。そして、当該介在物を含んだ堆積層25を第1又は第2の実施形態に示すものと同様の手段により加熱酸化処理する。加熱処理により、酸化膜26を形成することができる。このようにして、より優れた耐酸化性や保護性を有する蒸気タービン設備用部材1を形成することが可能となる。
(Modification 2 of the third embodiment)
In this modification, in the third embodiment, metal, a metal compound, ceramic powder, or the like is injected into a minute hole of the porous deposition layer 25 and interposed. Then, the deposited layer 25 containing the inclusions is subjected to heat oxidation treatment by the same means as that shown in the first or second embodiment. The oxide film 26 can be formed by heat treatment. In this way, it is possible to form the steam turbine equipment member 1 having more excellent oxidation resistance and protection.

(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態に係る蒸気加減弁について説明する。この実施形態の蒸気加減弁は、第1の実施形態の製造方法により製造した蒸気タービン設備用部材1を用いて構成したものである。以下の説明において、第1の実施形態と共通する要素については共通する符号を付して示し、重複する説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a steam control valve according to a fourth embodiment will be described. The steam control valve of this embodiment is configured by using the steam turbine equipment member 1 manufactured by the manufacturing method of the first embodiment. In the following description, elements that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

高圧タービンの前段に使用される蒸気加減弁3は、図5に示すように、蒸気弁本体200、ブッシュ201、上蓋202、蒸気の出口としての弁座203、弁体204、弁棒205、蒸気の入口である開口207、蒸気の出口である開口208、弁棒205及び弁体204の挿入口である開口209を有する。   As shown in FIG. 5, the steam control valve 3 used in the front stage of the high-pressure turbine includes a steam valve main body 200, a bush 201, an upper lid 202, a valve seat 203 as a steam outlet, a valve body 204, a valve rod 205, steam An opening 207 which is an inlet for the steam, an opening 208 which is an outlet for steam, an opening 209 which is an insertion port for the valve rod 205 and the valve body 204.

蒸気弁本体200には、蒸気の流入口である開口207と、この開口207から流入した蒸気が流出する出口である弁座203と、この弁座203と対向して設けられた開口209と、中央部に設けられた空間である蒸気室210とが備えられている。   The steam valve main body 200 includes an opening 207 that is an inlet of steam, a valve seat 203 that is an outlet from which the steam that flows in from the opening 207 flows out, an opening 209 that is provided to face the valve seat 203, A steam chamber 210 which is a space provided in the center is provided.

蒸気弁本体200の蒸気室210には弁座203が設けられている。弁座203には、蒸気の出口である開口208が設けられている。この開口208は蒸気弁本体200から蒸気を流出させるものである。   A valve seat 203 is provided in the steam chamber 210 of the steam valve main body 200. The valve seat 203 is provided with an opening 208 serving as a steam outlet. The opening 208 allows the steam to flow out from the steam valve main body 200.

蒸気弁本体200では、開口209を通じて蒸気室210内に挿入された弁棒205の軸方向の動きにより弁体204にて弁座203の開口208(出口)を開閉する。   In the steam valve main body 200, the valve body 204 opens and closes the opening 208 (outlet) of the valve seat 203 by the axial movement of the valve rod 205 inserted into the steam chamber 210 through the opening 209.

上蓋202は蒸気弁本体200の開口209の上部に固定されており、蒸気弁本体200の上面を閉塞するものである。上蓋202には上下方向に貫通する貫通口が設けられており、開口209に続いている。また上蓋202の上方には油圧駆動機構206が支持されている。油圧駆動機構206には弁棒205が下方(鉛直方向)に向けて支持(連結)されている。   The upper lid 202 is fixed to the upper part of the opening 209 of the steam valve main body 200 and closes the upper surface of the steam valve main body 200. The upper lid 202 is provided with a through-hole penetrating in the vertical direction and continues to the opening 209. A hydraulic drive mechanism 206 is supported above the upper lid 202. A valve stem 205 is supported (connected) downward (vertically) by the hydraulic drive mechanism 206.

この弁棒205は油圧駆動機構206により上下に往復動作するようになっている。この例の場合、上蓋202の貫通口が弁棒205との摺動面となることから、この部分に、摩擦に強い金属を素材とする円筒状のブッシュ201が挿着されている。   The valve rod 205 is reciprocated up and down by a hydraulic drive mechanism 206. In the case of this example, since the through hole of the upper lid 202 becomes a sliding surface with the valve rod 205, a cylindrical bush 201 made of a metal resistant to friction is inserted into this portion.

このブッシュ201と上蓋202を総称して弁棒支持部という。この弁棒支持部は蒸気弁本体200の開口209の上部に、弁棒205を囲むように設けられている。弁棒支持部は軸方向に動く弁棒205が横ぶれしないように支持(ガイド)するものである。   The bush 201 and the upper lid 202 are collectively referred to as a valve stem support portion. This valve stem support portion is provided above the opening 209 of the steam valve main body 200 so as to surround the valve stem 205. The valve stem support portion supports (guides) the valve stem 205 that moves in the axial direction so that it does not shake sideways.

すなわち、蒸気加減弁3は、ボイラからの蒸気を開口207から蒸気室210内に流入Inさせ、油圧駆動機構206が弁棒205の先端の弁体204を引き上げ又は押し付ける動作(往復動作)を行うことにより、弁座203の開口208が開閉し蒸気室210からの蒸気の流出Outを制御するものである。   That is, the steam control valve 3 causes steam from the boiler to flow In into the steam chamber 210 through the opening 207, and the hydraulic drive mechanism 206 performs an operation (reciprocating operation) to lift or push the valve body 204 at the tip of the valve rod 205. As a result, the opening 208 of the valve seat 203 opens and closes, and the outflow of steam from the steam chamber 210 is controlled.

弁体204は弁座203に当接して弁座203の開口を開閉するように設けられている。この弁体204は蒸気弁本体200内部の上蓋202の貫通口に挿入された弁棒205の先端部に設けられている。   The valve body 204 is provided so as to contact the valve seat 203 and open and close the opening of the valve seat 203. The valve body 204 is provided at the tip of a valve rod 205 inserted into the through hole of the upper lid 202 inside the steam valve main body 200.

このような構造の蒸気加減弁3では、油圧駆動機構206により弁棒205が上下方向に駆動されると、弁体204が弁座203と当接又は開離して蒸気の流路が開閉し、高圧タービンへ流れる蒸気量が制御されることで高圧タービンの回転数が制御される。   In the steam control valve 3 having such a structure, when the valve rod 205 is driven in the vertical direction by the hydraulic drive mechanism 206, the valve body 204 comes into contact with or separates from the valve seat 203 to open and close the steam flow path, The rotation speed of the high-pressure turbine is controlled by controlling the amount of steam flowing to the high-pressure turbine.

ボイラから送られる高温蒸気と接する弁本体200、ブッシュ201、弁体204、弁棒205、上蓋202などは、第1の実施形態に係る製造方法により製造され、高温蒸気と接する部分・面に酸化膜26(初期酸化膜)が形成されている。   The valve body 200, the bush 201, the valve body 204, the valve rod 205, the upper lid 202, and the like that are in contact with the high-temperature steam sent from the boiler are manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment, and the parts and surfaces that are in contact with the high-temperature steam are oxidized. A film 26 (initial oxide film) is formed.

この実施形態の蒸気加減弁3によれば、第1の実施形態に係る蒸気タービン設備用部材1を用いて構成したので、緻密で堅い構造とすることができ、破壊や侵食されることを防ぐことができる。また、酸化スケールの生成が防止されるため、蒸気加減弁3の各部材の間隔を小さくできるとともに、間隔を管理することができ、この間隔を長期間適正に保つことができる。特に、ブッシュ201、弁棒205を本実施形態の蒸気タービン設備用部材1とした場合には、間隙からの蒸気漏洩量を減少させて高効率で信頼性の高い弁装置とすることができる。これらの摺動部を有する蒸気加減弁3の部材に第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材1を適用すると、酸化スケールの生成により摺動性が低下することがない。また、摺動部を有する部材に、電極材料22としてCrやCrを含む金属を用いた第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材1を適用することで、摺動性を向上させることができる。電極材料22としてCo(コバルト)基硬質合金を用いれば、エロージョンが発生しやすい弁棒205とブッシュ201などの摺動面においても、破壊、侵食されることのない本実施形態の蒸気加減弁3を提供することができる。   According to the steam control valve 3 of this embodiment, since it is configured using the steam turbine equipment member 1 according to the first embodiment, a dense and rigid structure can be obtained, and destruction and erosion are prevented. be able to. Moreover, since generation | occurrence | production of an oxide scale is prevented, while being able to make the space | interval of each member of the steam control valve 3 small, a space | interval can be managed and this space | interval can be kept appropriate for a long period of time. In particular, when the bush 201 and the valve stem 205 are the steam turbine equipment member 1 of the present embodiment, the amount of steam leakage from the gap can be reduced to provide a highly efficient and reliable valve device. When the steam turbine equipment member 1 according to the first embodiment is applied to the member of the steam control valve 3 having these sliding portions, the slidability is not deteriorated due to generation of oxide scale. In addition, by applying the steam turbine equipment member 1 of the first embodiment using Cr or a metal containing Cr as the electrode material 22 to a member having a sliding portion, the slidability can be improved. . When a Co (cobalt) -based hard alloy is used as the electrode material 22, the steam control valve 3 of the present embodiment is not broken or eroded even on sliding surfaces such as the valve stem 205 and the bush 201 that are likely to be eroded. Can be provided.

さらに、蒸気弁本体200、ブッシュ201、上蓋202、弁座203、弁体204などの嵌合部を有する部材を、Siを多く含んだ電極材料22を用いた本実施形態のタービン設備用部材1により構成すれば、優れた耐エロージョン性を有する蒸気加減弁3を得られる。これら嵌合部周辺は流速が速くエロージョン環境化にある。エロージョンにより、嵌合部の微小な間隙には酸化スケールが生成しやすく、定検時の分解作業を困難なものとする。当該嵌合部を有する部材を、Si含有量1〜20重量%の酸化膜26を形成した第1の実施形態の蒸気タービン設備用部材1により構成することで、耐酸化スケール性及び耐エロージョン性を持つ蒸気タービン部材を得ることができる。   Further, the turbine equipment member 1 of the present embodiment using the electrode material 22 containing a large amount of Si as a member having fitting parts such as the steam valve main body 200, the bush 201, the upper lid 202, the valve seat 203, and the valve body 204. Thus, the steam control valve 3 having excellent erosion resistance can be obtained. Around these fitting parts, the flow velocity is fast and the environment is erosion. Due to erosion, an oxide scale is likely to be generated in a minute gap of the fitting portion, and the disassembling work at the regular inspection becomes difficult. By configuring the member having the fitting portion with the steam turbine equipment member 1 of the first embodiment in which the oxide film 26 having a Si content of 1 to 20% by weight is formed, oxidation resistance and erosion resistance A steam turbine member having the following can be obtained.

なお、この実施形態の蒸気加減弁3は、第1の実施形態の製造方法により製造された蒸気タービン設備用部材1を用いて構成したが、これには限定されない。第2、第3の実施形態の製造方法により製造された蒸気タービン設備用部材1を用いて蒸気加減弁3を構成してもよい。
また、ここでは蒸気加減弁3について説明しているが、第1の実施形態に係る蒸気タービン設備用部材1を用いて、蒸気加減弁3と同様な動作や機能を有する他の蒸気タービン用蒸気弁を構成しても同様の効果を奏することは説明するまでもない。
In addition, although the steam control valve 3 of this embodiment was comprised using the member 1 for steam turbine equipment manufactured with the manufacturing method of 1st Embodiment, it is not limited to this. You may comprise the steam control valve 3 using the member 1 for steam turbine equipment manufactured by the manufacturing method of 2nd, 3rd embodiment.
Moreover, although the steam control valve 3 is demonstrated here, the other steam turbine steam which has the operation | movement and function similar to the steam control valve 3 using the member 1 for steam turbine equipment which concerns on 1st Embodiment. It goes without saying that the same effect can be obtained even if the valve is configured.

(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態に係る蒸気タービンについて説明する。この実施形態の蒸気タービンは、第1の実施形態の製造方法により製造した蒸気タービン設備用部材1を用いて蒸気タービンを構成したものである。以下の説明において、第1の実施形態と共通する要素については共通する符号を付して示し、重複する説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a steam turbine according to a fifth embodiment will be described. The steam turbine of this embodiment comprises a steam turbine using the member 1 for steam turbine equipment manufactured with the manufacturing method of 1st Embodiment. In the following description, elements that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図6に示すように、蒸気タービン4は、内部ケーシング320とその外側に設けられた外部ケーシング321とから構成される二重構造のケーシングを備えている。また、内部ケーシング320内に動翼322が植設されたタービンロータ323が貫設されている。このタービンロータ323は、ロータ軸受324によって回転可能に支持されている。   As shown in FIG. 6, the steam turbine 4 includes a double-structure casing that includes an inner casing 320 and an outer casing 321 provided outside the inner casing 320. Further, a turbine rotor 323 in which a moving blade 322 is planted in the inner casing 320 is penetrated. The turbine rotor 323 is rotatably supported by a rotor bearing 324.

内部ケーシング320の内側面には、タービンロータ323の軸方向に動翼322と交互になるように静翼325が配設されている。タービンロータ323と各ケーシングとの間には、作動流体である蒸気の外部への漏洩を防止するために、グランドラビリンス部326a、326b、326c、326dが設けられている。   On the inner side surface of the inner casing 320, stationary blades 325 are disposed so as to alternate with the moving blades 322 in the axial direction of the turbine rotor 323. Between the turbine rotor 323 and each casing, ground labyrinth portions 326a, 326b, 326c, and 326d are provided in order to prevent leakage of steam, which is a working fluid, to the outside.

図6に示すように、内部ケーシング320の入口部320aには、ノズルボックス327が設けられている。ノズルボックス327は、内部ケーシング320とタービンロータ323との間(すなわち内部ケーシング320の入口部320aの内側部分)に配置され、ノズルボックス327の出口部に第1段の静翼325(第1段のノズル)を備える。ノズルボックス327へ供給された蒸気は、第1段の静翼325を通過して第1段の動翼322へ導かれる。   As shown in FIG. 6, a nozzle box 327 is provided at the inlet portion 320 a of the inner casing 320. The nozzle box 327 is disposed between the inner casing 320 and the turbine rotor 323 (that is, the inner portion of the inlet portion 320a of the inner casing 320), and the first stage stationary blade 325 (first stage) is disposed at the outlet portion of the nozzle box 327. Nozzle). The steam supplied to the nozzle box 327 passes through the first stage stationary blade 325 and is guided to the first stage moving blade 322.

外部ケーシング321の入口部321aと、内部ケーシング320の入口部320aとの間には、それらに連結する、蒸気入口管として機能する入口スリーブ管340が設けられている。この入口スリーブ管340は、主蒸気管328からの蒸気をノズルボックス327内へ導く。   Between the inlet part 321a of the outer casing 321 and the inlet part 320a of the inner casing 320, an inlet sleeve pipe 340 that functions as a steam inlet pipe is provided. The inlet sleeve tube 340 guides the steam from the main steam tube 328 into the nozzle box 327.

蒸気タービン4は、膨張仕事をしながら内部ケーシング320内の蒸気通路を流動し、最終段の動翼322を通過した作動流体である蒸気を内部ケーシング320内から蒸気タービン4の外部に導く排気流路329を備えている。   The steam turbine 4 flows in a steam passage in the inner casing 320 while performing expansion work, and an exhaust flow that guides steam, which is a working fluid that has passed through the rotor blade 322 in the final stage, from the inside of the inner casing 320 to the outside of the steam turbine 4. A road 329 is provided.

この実施形態の蒸気タービン4では、内部ケーシング320、動翼322、タービンロータ323、静翼325、グランドラビリンス部326a,326b,326c,326d、入口スリーブ管340、排気流路329、主蒸気管328など高温蒸気が接する構成部分に第1の実施形態に係る酸化膜26(初期酸化膜)が形成された蒸気タービン設備用部材1を用いている。したがって、耐酸化性に優れ長寿命かつメンテナンス性に優れた蒸気タービンを提供することができる。特に、動翼322、タービンロータ323、静翼325、グランドラビリンス部326a,326b,326c,326dなどの構成部分において高い摺動性を得ることができるから、長寿命の蒸気タービンを提供することができる。
したがって、第1の実施形態のタービン設備用部材1を用いれば、長期間適正に運転でき、メンテナンス性に優れた蒸気タービンを提供することができる。
In the steam turbine 4 of this embodiment, the inner casing 320, the moving blade 322, the turbine rotor 323, the stationary blade 325, the ground labyrinth portions 326a, 326b, 326c, and 326d, the inlet sleeve tube 340, the exhaust passage 329, and the main steam tube 328 The member 1 for steam turbine equipment in which the oxide film 26 (initial oxide film) according to the first embodiment is formed in a component part that is in contact with high-temperature steam, such as, is used. Therefore, it is possible to provide a steam turbine that has excellent oxidation resistance, long life, and excellent maintainability. In particular, since high slidability can be obtained in components such as the moving blade 322, the turbine rotor 323, the stationary blade 325, and the ground labyrinth portions 326a, 326b, 326c, and 326d, a long-life steam turbine can be provided. it can.
Therefore, if the turbine equipment member 1 of the first embodiment is used, it is possible to provide a steam turbine that can be properly operated for a long period of time and has excellent maintainability.

また、エロージョンの発生しやすい動翼322や静翼325を、電極材料としてCo(コバルト)基硬質合金を用いた第1の実施形態に係る蒸気タービン設備用部材1により構成することで、耐エロージョン性に優れ長寿命かつメンテナンス性に優れた蒸気タービンを提供することができる。
また、第1〜第3の実施形態の製造方法によれば、放電が発生する部位にのみ拡散層12及び堆積層25が形成されるため、所望の部分に局所的に形成することができる。したがって、動翼322や静翼325などの、エロージョンの特に発生しやすい部位に限定して酸化膜26を形成することができる。
Further, the rotor blade 322 and the stationary blade 325, which are likely to generate erosion, are configured by the steam turbine equipment member 1 according to the first embodiment using a Co (cobalt) -based hard alloy as an electrode material. It is possible to provide a steam turbine that is excellent in performance and has a long life and excellent maintainability.
Further, according to the manufacturing methods of the first to third embodiments, since the diffusion layer 12 and the deposition layer 25 are formed only in the portion where the discharge occurs, it can be locally formed in a desired portion. Therefore, it is possible to form the oxide film 26 only in parts where erosion is particularly likely to occur, such as the moving blade 322 and the stationary blade 325.

動翼322や、高圧蒸気のグランド部となるグランドラビリンス部326を、Siを多く含んだ電極材料22を用いた第1の実施形態のタービン設備用部材1により構成すれば、優れた耐エロージョン性を有する蒸気タービンを得られる。これらの部分では蒸気流速が速く特にエロージョンが発生しやすい。エロージョンにより、微小な間隙に酸化スケールが生成しやすく、定期点検時の分解作業を困難なものとする。当該部材を、Si含有量1〜20重量%の酸化膜26を形成した第1の実施形態に係る蒸気タービン設備用部材1により構成することで、耐酸化スケール性及び耐エロージョン性を持つ蒸気タービンを得ることができる。   If the rotor blade 322 and the ground labyrinth portion 326 that is a ground portion of high-pressure steam are configured by the turbine equipment member 1 of the first embodiment using the electrode material 22 containing a large amount of Si, excellent erosion resistance is achieved. A steam turbine having In these parts, the steam flow rate is high and erosion is particularly likely to occur. Erosion makes it easy to generate oxide scale in minute gaps, making disassembly work during periodic inspection difficult. A steam turbine having oxidation scale resistance and erosion resistance is formed by configuring the member with the steam turbine equipment member 1 according to the first embodiment in which the oxide film 26 having a Si content of 1 to 20% by weight is formed. Can be obtained.

なお、この実施形態の蒸気タービンは、第1の実施形態の製造方法により製造された蒸気タービン設備用部材1を用いて構成したが、これには限定されない。第2、3の実施形態の製造方法により製造された蒸気タービン設備用部材1を用いて蒸気タービンを構成してもよい。
また、第1〜第3の実施形態に係る酸化膜26を形成した蒸気タービン設備用部材1は、蒸気タービンに適用した後運転時間が経過しても酸化スケールの生成が防止される。したがって、蒸気タービン設備用部材1の一部として、嵌合部のような狭い溝状の組立構造を有する部材の対向する嵌合面のそれぞれに第1の実施形態に係る酸化膜26を形成することにより、蒸気タービン設備用部材1の嵌合部の間隔を長期間適正に保つことができる。また、酸化スケールよる嵌合部の焼き付き(カジリ)現象を解消することができるため、定期検査ごとの分解作業を容易にし、メンテナンス性を向上させることができる。
In addition, although the steam turbine of this embodiment was comprised using the member 1 for steam turbine equipment manufactured by the manufacturing method of 1st Embodiment, it is not limited to this. You may comprise a steam turbine using the member 1 for steam turbine equipment manufactured by the manufacturing method of 2nd, 3rd embodiment.
In addition, the steam turbine equipment member 1 in which the oxide film 26 according to the first to third embodiments is formed is prevented from generating oxide scale even if the operation time elapses after being applied to the steam turbine. Therefore, as part of the member 1 for steam turbine equipment, the oxide film 26 according to the first embodiment is formed on each of the opposing fitting surfaces of a member having a narrow groove-like assembly structure such as a fitting portion. Thereby, the space | interval of the fitting part of the member 1 for steam turbine equipment can be kept appropriate for a long period of time. In addition, since the seizure phenomenon of the fitting portion due to the oxide scale can be eliminated, the disassembling work for each periodic inspection can be facilitated, and the maintainability can be improved.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…蒸気タービン設備用部材、2…蒸気タービン設備用部材の製造装置、3…蒸気加減弁、4…蒸気タービン、10…金属部材、20…電極、30…加工槽、40…加工液、50…放電検出部、60…制御部、R…電流制限抵抗器、Tr…スイッチング素子、E…直流電源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steam turbine equipment member, 2 ... Steam turbine equipment manufacturing apparatus, 3 ... Steam control valve, 4 ... Steam turbine, 10 ... Metal member, 20 ... Electrode, 30 ... Processing tank, 40 ... Processing liquid, 50 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Discharge detection part, 60 ... Control part, R ... Current limiting resistor, Tr ... Switching element, E ... DC power supply.

Claims (16)

第1の金属材料からなり耐熱性を有する金属部材と、
前記金属部材の表面から内部に渡って形成され、前記第1の金属材料とは異なる第2の金属材料が拡散した拡散層と、
前記拡散層が形成された前記金属部材の表面に前記第2の金属材料を含む多孔質の堆積層と、
前記堆積層の表面に形成され前記第2の金属材料の酸化物からなる酸化膜と、
を具備したことを特徴とする蒸気タービン設備用部材。
A metal member made of a first metal material and having heat resistance;
A diffusion layer formed from the surface of the metal member to the inside, in which a second metal material different from the first metal material is diffused;
A porous deposition layer containing the second metal material on the surface of the metal member on which the diffusion layer is formed;
An oxide film formed on the surface of the deposited layer and made of an oxide of the second metal material;
A member for steam turbine equipment, comprising:
前記酸化膜は前記堆積層の外表面及び前記堆積層中の空孔壁面に形成されたことを特徴とする請求項1記載の蒸気タービン設備用部材。   The member for steam turbine equipment according to claim 1, wherein the oxide film is formed on an outer surface of the deposited layer and a hole wall surface in the deposited layer. 前記第2の金属材料が、Co(コバルト)、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Cu(銅)及びAl(アルミニウム)から選ばれる1種以上の金属を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の蒸気タービン設備用部材。   The said 2nd metal material contains 1 or more types of metals chosen from Co (cobalt), Ni (nickel), Fe (iron), Cu (copper), and Al (aluminum). Or the member for steam turbine equipment of 2. 前記第2の金属材料が、Co(コバルト)、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)及びSi(ケイ素)から選ばれる1種以上を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材。   The second metal material includes one or more selected from Co (cobalt), Cr (chromium), Ni (nickel), Mo (molybdenum), W (tungsten), and Si (silicon). The member for steam turbine equipment according to any one of claims 1 to 3. 前記第2の金属材料が、Co(コバルト)を30重量%以上、Cr(クロム)を10重量%以上、Ni(ニッケル)を20重量%以下含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材。   The said 2nd metal material contains Co (cobalt) 30weight% or more, Cr (chromium) 10weight% or more, and Ni (nickel) 20weight% or less, The any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. The steam turbine equipment member according to claim 1. 前記酸化膜が少なくともCr及びSiOの一方を含み、
前記堆積層がFeと、1〜20重量%のSiとを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材。
The oxide film includes at least one of Cr 2 O 3 and SiO 2 ;
The member for steam turbine equipment according to claim 1, wherein the deposited layer contains Fe and 1 to 20 wt% of Si.
前記堆積層の厚さは5〜10[μm]であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の蒸気タービン設備用部材。   The member for a steam turbine equipment according to any one of claims 1 to 6, wherein a thickness of the deposited layer is 5 to 10 [µm]. 蒸気室と、
前記蒸気室壁面に形成され蒸気を受け入れる入口部と、
前記蒸気室壁面に形成され前記蒸気を排出する出口部と、
前記出口部に形成された弁座と、
前記出口部と対向し前記蒸気室壁面に形成された貫通口と、
前記貫通口を介して前記蒸気室内に挿入された弁棒と、
前記弁棒の端部に配設され、前記弁座と対応して前記弁座を開閉する弁体と、
請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材からなり前記貫通口に配設され前記弁棒と摺接するブッシュと
を具備したことを特徴とする蒸気加減弁。
A steam chamber,
An inlet portion formed on the wall surface of the steam chamber for receiving steam;
An outlet that is formed on the wall surface of the steam chamber and discharges the steam;
A valve seat formed at the outlet,
A through-hole formed in the wall surface of the steam chamber facing the outlet portion;
A valve stem inserted into the steam chamber through the through hole;
A valve body disposed at an end of the valve stem and corresponding to the valve seat for opening and closing the valve seat;
A steam control valve comprising: a steam turbine equipment member according to any one of claims 1 to 7; and a bush disposed in the through hole and in sliding contact with the valve rod.
タービンロータと、
請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材からなり前記タービンロータ内に植設された動翼と、
請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材からなり前記動翼と交互になるように配設された静翼と、
蒸気を前記動翼及び前記静翼に供給するノズルボックスと
を具備したことを特徴とする蒸気タービン。
A turbine rotor,
A moving blade comprising the steam turbine equipment member according to any one of claims 1 to 7 and implanted in the turbine rotor;
A stationary blade comprising the member for a steam turbine facility according to any one of claims 1 to 7 and arranged alternately with the moving blade,
A steam turbine comprising a nozzle box for supplying steam to the moving blade and the stationary blade.
請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材からなり、嵌合部を有し、前記嵌合部の嵌合面に前記酸化膜を具備する第1の部材と、
請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材からなり、前記第1の部材と嵌合する嵌合部を有し、前記嵌合部の嵌合面に前記酸化膜を具備する第2の部材と、
を具備したことを特徴とする蒸気加減弁。
A first member comprising the steam turbine equipment member according to any one of claims 1 to 7, having a fitting portion, and having the oxide film on a fitting surface of the fitting portion;
It consists of the member for steam turbine equipments of any one of Claims 1 thru | or 7, It has a fitting part fitted to a said 1st member, The said oxide film is provided in the fitting surface of the said fitting part. A second member to
A steam control valve characterized by comprising:
請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材からなり、嵌合部を有し、前記嵌合部の嵌合面に前記酸化膜を具備する第1の部材と、
請求項1乃至7のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材からなり、前記第1の部材と嵌合する嵌合部を有し、前記嵌合部の嵌合面に前記酸化膜を具備する第2の部材と、
を具備したことを特徴とする蒸気タービン。
A first member comprising the steam turbine equipment member according to any one of claims 1 to 7, having a fitting portion, and having the oxide film on a fitting surface of the fitting portion;
It consists of the member for steam turbine equipments of any one of Claims 1 thru | or 7, It has a fitting part fitted to a said 1st member, The said oxide film is provided in the fitting surface of the said fitting part. A second member to
A steam turbine comprising:
第1の金属材料からなり耐熱性を有する金属部材と、前記第1の金属材料とは異なる第2の金属材料からなる電極とを間隙をおいて保持し、
前記金属部材及び前記電極に電圧を印加して前記間隙に放電を発生させることで、前記金属部材の表面に前記第2の金属材料を有する堆積層を形成するとともに前記金属部材内に前記第2の金属材料が拡散した拡散層を形成し、
前記堆積層の表面に前記第2の金属材料の酸化膜からなる酸化膜を形成することを特徴とする蒸気タービン設備用部材の製造方法。
Holding a metal member made of a first metal material having heat resistance and an electrode made of a second metal material different from the first metal material, with a gap therebetween;
A voltage is applied to the metal member and the electrode to generate a discharge in the gap, thereby forming a deposited layer having the second metal material on the surface of the metal member and the second in the metal member. A diffusion layer in which the metal material is diffused,
A method for manufacturing a member for steam turbine equipment, comprising forming an oxide film made of an oxide film of the second metal material on a surface of the deposited layer.
前記電極は、前記第2の金属材料の粉末又は前記第2の金属材料化合物の粉末を加熱又は圧縮により成形してなることを特徴とする請求項12記載の蒸気タービン設備用部材の製造方法。   The method of manufacturing a member for a steam turbine equipment according to claim 12, wherein the electrode is formed by heating or compressing the powder of the second metal material or the powder of the second metal material compound. 前記酸化膜は、前記第1の金属材料の焼戻し温度以下の温度で前記堆積層を加熱することにより形成されることを特徴とする請求項12又は13記載の蒸気タービン設備用部材の製造方法。   The method for manufacturing a member for a steam turbine equipment according to claim 12 or 13, wherein the oxide film is formed by heating the deposited layer at a temperature equal to or lower than a tempering temperature of the first metal material. 前記電極が、さらにC(炭素)及びN(窒素)から選ばれる1種以上を含むことを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材の製造方法。   The method for manufacturing a member for a steam turbine equipment according to any one of claims 12 to 14, wherein the electrode further contains one or more selected from C (carbon) and N (nitrogen). 前記堆積層をさらにピーニング処理することを特徴とする請求項12乃至15のいずれか1項記載の蒸気タービン設備用部材の製造方法。   16. The method for manufacturing a member for a steam turbine equipment according to claim 12, wherein the deposited layer is further peened.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016075327A (en) * 2014-10-03 2016-05-12 株式会社東芝 Manufacturing method of valve device, and valve device
JP2016156096A (en) * 2016-05-24 2016-09-01 イーグル工業株式会社 Multi-layer material
JP2017125483A (en) * 2016-01-15 2017-07-20 富士電機株式会社 Method for producing steam turbine blade
JP2018179244A (en) * 2017-04-19 2018-11-15 株式会社本山製作所 Safety valve, nozzle and disc used for the same

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