JP2020037899A - ガスタービン静翼の補修方法および高強度化ガスタービン静翼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
下記に溶接補修またはろう付けによる手法の公知例を示す。
本発明の実施形態によるガスタービン静翼の補修方法は、
ガスタービン静翼に生じた損傷を補修する工程と、
ガスタービン静翼を、当該ガスタービン静翼の構成材料の析出物の固溶温度以上、構成材料の局部溶融する温度を超えない温度範囲内に、少なくとも30分間保持することからなる高強度化熱処理工程と
を含むこと、を特徴とするものである。
本発明の実施形態によるガスタービン静翼の補修方法は、運転に使用されて、静翼の翼部、インナーウォール部あるいはアウターウォール部に生じた一個または複数個の損傷(例えば、き裂や、破断、あるいは摩耗ないし減肉)を補修する際に、適用することができる。
本発明の実施形態によるガスタービン静翼の補修方法においては、上記の補修工程に先だって、必要に応じて、他の処理工程を実施することができる。そのような他の処理工程としては、例えば、酸化ないし腐食物の除去処理、溶体化処理、溶接および拡散ろう付け等を挙げることができる。ここで、酸化ないし腐食物の除去処理とは、具体的には、損傷を補修する前に、ガスタービン静翼の表面に存在している酸化物および腐食物を含む層を除去する処理工程である。この除去工程は、例えば、微粒子を吹き付けることからなるブラスト法、グラインダーによる研磨法等による機械的研磨や、還元性ガス(例えば水素ガスまたはフッ化水素)等による還元処理によって行うことができる。この除去処理工程を実施することによって、ろう材の流れ性や浸透性の向上、ろう付け強度や溶接強度等を向上させることができる。また、溶体化処理とは、具体的には、損傷を補修する前に、ガスタービン静翼を溶体化温度に加熱して、ガスタービン静翼を形成している金属組織の均一化ならびに改質を行うことができる。この溶体化処理を実施することによって、溶接性が改善されたものとすることができる。溶体化処理の処理温度は、好ましくは1150〜1190℃、特に好ましくは1160〜1180℃であり、処理時間は、好ましくは30〜480分、特に好ましくは120〜240分である。
本発明の実施形態によるガスタービン静翼の補修方法における高強度化熱処理工程は、ガスタービン静翼を、当該ガスタービン静翼の構成材料の析出物の固溶温度以上、構成材料の局部溶融する温度を超えない温度範囲内に、少なくとも30分間保持することからなる工程である。
本発明の実施形態による高強度化ガスタービン静翼の製造方法は、ガスタービン静翼を、当該ガスタービン静翼の構成材料の析出物の固溶温度以上、構成材料の局部溶融する温度を超えない温度範囲内に、少なくとも30分間保持することからなる高強度化熱処理工程を含むこと、を特徴とする。
以下、本発明に係るガスタービン静翼の補修方法およびその静翼の実施例について、必要に応じて図面を参照して説明する。以下の実施例は、上記した実施形態の好ましい幾つかの代表例について、より詳細に示すものである。従って、下記に示された実施例に具体的に開示された技術的範囲内のみに限定されることはない。
以上の結果から、高強度化としての温度は1200℃以上が望ましい。
上記の熱処理材と同様に各温度での熱処理材を作成して、断面観察を行い、局部溶解の有無を確認した。その結果、局部溶解が開始する温度は1250℃であった。
従って、高強度化熱処理の温度の上限は1250℃を超えない温度とすることが望ましい。
この炭化物の固溶と炭化物の析出形態の違いが低サイクル疲労強度およびクリープ強度の差に表れたものと考えられる。
ここでは、実プラントで使用した静翼で表1に示す材料と同等であるCo基超合金のガスタービン第1段静翼を試験材として実施した例を示す。ここでの補修方法は、図1の手順で行った。
本実施例2によれば、1220℃および1240℃で熱処理を行うことにより、より高温強度な材料、静翼に回復することが検証できた。
ここでは実プラントで使用した静翼で表1に示す材料と同等であるCo基超合金のガスタービン第1段静翼を用い、き裂の補修方法としては拡散ろう付けを適用した例を示す。ここでの補修方法は図1の手順で行った。
本実施例3によれば、1200℃もしくは1250℃未満で熱処理を行うことにより、より高温強度な材料、静翼に回復することが検証できた。
以上の通り、本発明の実施形態に係るガスタービン静翼の補修方法およびその静翼において、き裂および減肉などの損傷部の補修に併せて高強度化熱処理を行うことによって、クリープ強度および低サイクル疲労強度などの高温強度が向上した静翼の補修が達成できた。
Claims (12)
- ガスタービン静翼に生じた損傷を補修する工程と、
ガスタービン静翼を、当該ガスタービン静翼の構成材料の析出物の固溶温度以上、構成材料の局部溶融する温度を超えない温度範囲内に、少なくとも30分間保持することからなる高強度化熱処理工程と
を含むことを特徴とする、ガスタービン静翼の補修方法。 - 前記の高強度化熱処理工程が、真空雰囲気中で実施される、請求項1に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記の高強度化熱処理工程が、1180℃を超え、1250℃温度を超えない温度範囲内で実施される、請求項1または2に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記の高強度化熱処理工程における保持時間が、240分以上、480分以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記の損傷の補修が、溶接、拡散ろう付け、またはこれらを併用して行なわれる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記の拡散ろう付けを、Ni基溶融合金粉末材料およびCo基非溶融合金粉末材料の混合粉末からなるろう材を用いて実施する、請求項5に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記の補修工程のうちの少なくとも一過程と、前記の高強度化熱処理工程のうちの少なくとも一過程とを同時に実施する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記の補修工程の後に、前記の高強度化熱処理工程を実施する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記の補修工程に先だって、酸化物および腐食物の除去処理、および(または)ガスタービン静翼の構成材料の溶体化処理を実施する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記のガスタービン静翼が、Cr28.5〜30.5%、C0.2〜0.3%、Ni9.5〜11.5%、W6.5〜7.5%およびB0.005〜0.01%を含むCo基合金材料からなる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- 前記のガスタービン静翼が、Co18〜20%、W1.5〜2.5%、Cr20〜24%、Al1.0〜1.5%、Ta0.8〜1.2%、Nb0.6〜1.0%、Hf0〜0.2%、Ti2.0〜2.5%、Mo0〜0.2%、C0.05〜0.15%、Zr0.002〜0.05%およびB0.01〜0.02%を含むNi基合金材料からなる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のガスタービン静翼の補修方法。
- ガスタービン静翼を用意し、当該ガスタービン静翼の構成材料の析出物の固溶温度以上、構成材料の局部溶融する温度を超えない温度範囲内に、少なくとも30分間保持することからなる高強度化熱処理工程を含むことを特徴とする、高強度化ガスタービン静翼の製造方法。
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C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
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C13 | Notice of reasons for refusal |
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A521 | Request for written amendment filed |
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