JP2022105903A - Turbine component repair method, repair model creation device and control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態は、タービン部品の補修方法、補修モデル作成装置及び制御装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method for repairing turbine parts, a repair model creating device, and a control device.
火力発電用蒸気タービンの静翼部品であるノズルダイアフラムでは、ノズル板の後縁部で損傷が生じ易い。この損傷は、主に運転中に蒸気流路を通過する固体粒子によるエロ―ジョンによって発生し得る。 In the nozzle diaphragm, which is a stationary blade component of a steam turbine for thermal power generation, damage is likely to occur at the trailing edge of the nozzle plate. This damage can be caused primarily by erosion by solid particles passing through the vapor flow path during operation.
上記のような損傷は、蒸気流路の状態を変化させ得るため、蒸気タービンの性能を著しく低下させる場合がある。したがって、例えば定期的に実施される蒸気タービンの開放点検では、上述のような損傷が生じているノズル板が発見された場合に、通常、ノズル板の補修が行われる。そして、ノズル板が形成する蒸気流路を正常な状態に復元させる。 The above damage can change the state of the steam flow path and may significantly reduce the performance of the steam turbine. Therefore, for example, in the open inspection of the steam turbine, which is carried out regularly, when the nozzle plate having the above-mentioned damage is found, the nozzle plate is usually repaired. Then, the steam flow path formed by the nozzle plate is restored to a normal state.
一般的なノズル板の補修作業では、ノズル板の損傷部分を含む後縁部のカットバック工程、カットバック量及びスロート面積の計測工程、及び合否判定工程がこの順で実施される。合否判定工程では、計測したカットバック量及び/又はスロート面積が許容値を逸脱しているか否かが判定される。そして、逸脱している場合に、補修工程が行われる。 In general nozzle plate repair work, a cutback step of a trailing edge including a damaged portion of the nozzle plate, a cutback amount and throat area measurement step, and a pass / fail determination step are carried out in this order. In the pass / fail determination step, it is determined whether or not the measured cutback amount and / or the throat area deviates from the permissible value. Then, if it deviates, a repair process is performed.
上記補修工程では、通常、カットバックされた後縁部に翼部分を付加するための溶接補修が行われ後、整形及びスロート面積調整が行われる。整形及びスロート面積調整は、溶接補修した部分を一部削除し、形を整える作業等を含む。そして、このような補修工程の後は、上述した計測工程及び合否判定工程が再度実施される。以上のような一般的な補修作業では、上述の各工程が作業員の手作業で行われていた。 In the above repair step, usually, welding repair for adding a blade portion to the cut-back trailing edge portion is performed, and then shaping and throat area adjustment are performed. The shaping and throat area adjustment include the work of removing a part of the welded repaired part and adjusting the shape. Then, after such a repair step, the above-mentioned measurement step and pass / fail determination step are carried out again. In the general repair work as described above, each of the above-mentioned steps is performed manually by a worker.
火力発電所の定期点検期間を最短とするためには、ノズル板の補修作業を含む各種作業のリードタイムを短縮することが必要である。しかしながら、上述した一般的な補修作業では、補修工程、計測工程、合否判定工程が繰り返し行われ、しかも作業員の手作業によるものであるため、作業時間が嵩んでいた。 In order to minimize the periodic inspection period of thermal power plants, it is necessary to shorten the lead time of various operations including repair work of nozzle plates. However, in the above-mentioned general repair work, the repair process, the measurement process, and the pass / fail determination process are repeatedly performed, and the work time is long because the work is manually performed by the worker.
補修作業のリードタイムを短縮化する手法として、三次元造形技術の適用が考えられる。また、損傷した部品の三次元形状を測定して生成したモデルと、これに対する基準モデルとの差分を埋める補修部分のモデルをコンピュータで生成する技術を適用してもよい。 As a method of shortening the lead time of repair work, the application of 3D modeling technology can be considered. Further, a technique of computer-generated a model of a repaired portion that fills the difference between a model generated by measuring the three-dimensional shape of a damaged part and a reference model with respect to the model may be applied.
しかしながら、上述のような差分を埋める補修部分のモデルに対応する肉盛りをノズル板のカットバックされた後縁部に単純に付加したとしても、適正な補修状態が効率的に得られるとは必ずしも言えない。 However, even if the overlay corresponding to the model of the repaired portion that fills the difference as described above is simply added to the cut-back trailing edge of the nozzle plate, it is not always possible to efficiently obtain an appropriate repaired state. I can not say.
詳しくは、ノズル板の補修では、一般に補修対象のノズル板と隣りのノズル板との間のスロート面積に対して基準値が規定される。ここで、ノズル板は高温高圧下に晒されているため、スロート面積の変化の状態は、隣り合うノズル板の複数のペアのそれぞれで相違し得る。そのため、単純に上述のような差分を埋める肉盛りをノズル板に付加した場合には、補修後のノズル板のスロート面積が基準値を満たさない状況が生じ得る。そのため、適正な補修状態が得られるとは限らない。 Specifically, in the repair of the nozzle plate, a reference value is generally defined for the throat area between the nozzle plate to be repaired and the adjacent nozzle plate. Here, since the nozzle plates are exposed to high temperature and high pressure, the state of change in the throat area may be different for each of a plurality of pairs of adjacent nozzle plates. Therefore, when a build-up that simply fills the difference as described above is added to the nozzle plate, a situation may occur in which the throat area of the nozzle plate after repair does not satisfy the reference value. Therefore, it is not always possible to obtain an appropriate repair condition.
そして、上述のように補修後のノズル板のスロート面積が基準値を満たさない場合には、調整が行われるが、単純に差分を埋める肉盛りでは、このような調整を適正に実施できない状況が生じ得る。そのため、適正な補修状態を効率的に得られない状況が生じ得る。 Then, as described above, if the throat area of the repaired nozzle plate does not meet the reference value, adjustment is performed, but there is a situation in which such adjustment cannot be properly performed by simply filling the difference. Can occur. Therefore, a situation may occur in which an appropriate repair state cannot be efficiently obtained.
より具体的には、補修後のノズル板のスロート面積が基準値よりも小さい場合には、肉盛り部分の一部を削除してもよいが適正な厚さを確保できない状況が生じ得る。このように適正な厚さを確保できない場合には、さらなる肉盛りが必要となり得る。また、補修後のノズル板のスロート面積が基準値よりも大きい場合には、さらなる肉盛りが必要となる状況が生じ得る。これらの状況が生じた場合には、補修にかかるリードタイムが一般的な作業の場合よりも長くなる虞がある。特にさらなる肉盛りが必要な場合には、非常に手間がかかる。 More specifically, when the throat area of the nozzle plate after repair is smaller than the reference value, a part of the built-up portion may be deleted, but a situation may occur in which an appropriate thickness cannot be secured. If such an appropriate thickness cannot be secured, further overlaying may be required. Further, when the throat area of the nozzle plate after repair is larger than the reference value, a situation may occur in which further overlaying is required. When these situations occur, the lead time required for repair may be longer than in general work. Especially when further overlaying is required, it is very troublesome.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、溶接補修後の調整を考慮したモデルに基づき溶接補修を実施できるようにすることで、タービン補修の作業効率を向上できるタービン部品の補修方法、補修モデル作成装置及び制御装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is a repair method and a repair model for turbine parts that can improve the work efficiency of turbine repair by enabling welding repair based on a model considering adjustment after welding repair. The purpose is to provide a creation device and a control device.
一実施の形態において、タービン部品の補修方法は、補修対象のタービン部品の三次元形状を測定することにより作成された補修対象モデルと、前記タービン部品の基準の三次元形状を規定する基準モデルと、の差分に対応する差分モデルを作成する差分モデル作成工程と、前記補修対象モデルに結合された前記差分モデルと、他のタービン部品と、の間の相対距離又は相対面積を特定する差分量特定工程と、前記差分量特定工程で特定した前記相対距離又は相対面積が目標値と一致しない場合に、前記差分モデルに調整代を追加し、前記差分モデル及び前記調整代のうちのいずれかに前記他のタービン部品との間で前記目標値を満たす部分を含ませた補修モデルを作成する補修モデル作成工程と、を備える。 In one embodiment, the repair method of the turbine part includes a repair target model created by measuring the three-dimensional shape of the turbine part to be repaired and a reference model that defines the reference three-dimensional shape of the turbine part. The difference model creation process that creates the difference model corresponding to the difference of, and the difference amount specification that specifies the relative distance or relative area between the difference model coupled to the repair target model and other turbine parts. When the relative distance or the relative area specified in the step and the difference amount specifying step do not match the target value, an adjustment allowance is added to the difference model, and the adjustment allowance is added to either the difference model or the adjustment allowance. A repair model creating step of creating a repair model including a portion satisfying the target value with other turbine parts is provided.
また、一実施の形態において、タービン部品の補修モデル作成装置は、補修対象のタービン部品の三次元形状を測定することにより作成された補修対象モデルと、前記タービン部品の基準の三次元形状を規定する基準モデルと、の差分に対応する差分モデルを作成する差分モデル作成部と、前記補修対象モデルに結合された前記差分モデルと、他のタービン部品と、の間の相対距離又は相対面積を特定する差分量特定部と、前記差分量特定部で特定した前記相対距離又は相対面積が目標値と一致しない場合に、前記差分モデルに調整代を追加し、前記差分モデル及び前記調整代のうちのいずれかに前記他のタービン部品との間で前記目標値を満たす部分を含ませた補修モデルを作成する補修モデル作成部と、を備える。 Further, in one embodiment, the repair model creation device for the turbine parts defines the repair target model created by measuring the three-dimensional shape of the turbine parts to be repaired and the reference three-dimensional shape of the turbine parts. Specify the relative distance or relative area between the reference model to be used, the difference model creation unit that creates the difference model corresponding to the difference, the difference model coupled to the repair target model, and other turbine parts. When the relative distance or the relative area specified by the difference amount specifying unit and the difference amount specifying unit do not match the target value, an adjustment allowance is added to the difference model, and the difference model and the adjustment allowance are included. A repair model creating unit for creating a repair model including a portion satisfying the target value with the other turbine parts is provided.
また、一実施の形態において、制御装置は、前記のタービン部品の補修モデル作成装置を備え、前記補修モデル作成装置が作成した前記補修モデルに基づいて、溶接補修装置を制御する。 Further, in one embodiment, the control device includes the repair model creating device for the turbine parts, and controls the welding repair device based on the repair model created by the repair model creating device.
本発明によれば、溶接補修後の調整を考慮したモデルに基づき溶接補修を実施できるようにすることで、タービン補修の作業効率を向上できる。 According to the present invention, the work efficiency of turbine repair can be improved by enabling welding repair to be carried out based on a model in consideration of adjustment after welding repair.
以下、添付の図面を参照して一実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment will be described in detail with reference to the attached drawings.
図1は、一実施の形態にかかるタービン部品の補修システムSの概略構成を示す図である。図1に示す補修システムSは、溶接補修装置10と、制御装置100と、を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a turbine component repair system S according to an embodiment. The repair system S shown in FIG. 1 includes a
補修システムSは、制御装置100により溶接補修装置10の溶接補修動作を制御することで、補修対象のタービン部品を補修する。溶接補修装置10によるタービン部品の溶接補修は、本実施の形態では、補修対象のタービン部品の欠損部分に金属材料を溶接で肉盛りすることで行われる。
The repair system S repairs the turbine parts to be repaired by controlling the welding repair operation of the
溶接補修装置10は、ロボットアーム11と、ロボットアーム11のアーム先端側に設けられたLMDヘッド12及び三次元形状測定部13と、溶接対象となるタービン部品を設置するターンテーブル14と、を備えている。
The
ロボットアーム11は、多関節アームであり、アーム先端側に設けられたLMDヘッド12及び三次元形状測定部13を任意の三次元位置に位置決めする。
The
LMD(Laser Metal Deposition)ヘッド12は肉盛り部であって、金属粒子等からなる原料粉末を補修対象箇所へ供給するとともに、供給された原料粉末をレーザ光の照射により溶融させた後に凝固させることで溶接補修を行う。この場合、三次元の複雑な形状であっても効率よく溶接補修を行うことができる。加えて、低入熱の溶接補修が可能なため、溶接変形及び内部残留応力を抑制することができ、溶接補修後の応力除去のための焼鈍しを省略することができる。
The LMD (Laser Metal Deposition)
ただし、上記のような肉盛り部はLMD方式のものに限られるものではない。肉盛り部は、例えば熱溶解積層法(FDM:Fused Deposition Molding)により溶接金属を供給する機構等で構成されてもよい。 However, the overlay portion as described above is not limited to that of the LMD method. The overlay portion may be configured by, for example, a mechanism for supplying weld metal by a fused deposition modeling (FDM) method or the like.
三次元形状測定部13は、補修対象となるタービン部品の三次元形状を測定するデバイスある。三次元形状測定部13の形式としては、非接触式、接触式などがあるが、特に限られるものではない。本実施の形態における三次元形状測定部13は、一例として非接触式の撮像装置で構成されている。ただし、三次元形状測定部13は、その他の光学式のものでもよい。
The three-dimensional
ターンテーブル14は、補修対象となるタービン部品を設置する設置面を有し、設置されたタービン部品を回転軸線Cを中心に回転させる。本実施の形態では、補修対象となるタービン部品が一例としてノズルダイアフラム60のノズル板61であり、ターンテーブル14の回転軸線Cとノズルダイアフラム60の中心軸線とが同軸となるように、ノズルダイアフラム60がターンテーブル14上に設置されている。
The
ノズルダイアフラム60は、内輪62と、外輪63と、内輪62及び外輪63の間に保持された複数のノズル板61と、を有する。複数のノズル板61は、内輪62及び外輪63の間で周方向に等間隔を空けて並ぶ。
The
本実施の形態では、LMDヘッド12によりノズルダイアフラム60上の複数のノズル板61を順次溶接補修する。ここで、溶接補修するノズル板61を切り換える際に、ターンテーブル14が回転する。また、三次元形状測定部13は、補修が必要なノズル板61を特定すべく、溶接補修前のノズル板61の三次元形状を順次測定する。ここで、測定するノズル板61を切り換える際に、ターンテーブル14が回転する。以上のようにターンテーブル14を溶接補修動作及び測定動作に同期させることで、溶接補修及び形状測定を効率的に進めることができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、ロボットアーム11がLMDヘッド12及び三次元形状測定部13の位置決め機構を構成するが、このような位置決め機構は、補修対象となるタービン部品に応じて適宜選択されればよい。タービン部品の三次元形状を適正に取得できるのであれば、多関節のロボットアーム11に代えて、三軸ステージ(XYZステージ)や、二軸ステージ(XYステージ)等が用いられてもよい。
In the present embodiment, the
以下、制御装置100について説明する。制御装置100は、溶接補修装置10と電気的に接続し、溶接補修装置10各部の動作を制御するとともに、三次元形状測定部13が測定した溶接補修前のノズル板61の三次元形状の情報を取得する。そして、制御装置100は、上述のように三次元形状測定部13から取得した溶接補修前のノズル板61の三次元形状を基づいて補修モデルを作成し、補修モデルに基づいて溶接補修装置10の溶接補修動作を制御するように構成されている。
Hereinafter, the
図1に示すように、本実施の形態に係る制御装置100は、補修対象モデル作成部110と、差分モデル作成部120と、差分量特定部130と、補修要否判定部140と、補修モデル作成部150と、動作制御部160と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
補修対象モデル作成部110は、三次元形状測定部13が測定した補修対象のタービン部品(本例ではノズル板61)の三次元形状の情報を取得し、取得した三次元形状の情報に基づいて、補修対象のタービン部品の補修対象モデルを作成する。
The repair target
補修対象モデルは、仮想空間における三次元座標上の座標点で補修対象のタービン部品の三次元形状を表現する情報(データ)を意味する。以下で説明するモデルと称される概念も、三次元座標上の座標点で形状を表現する情報(データ)のことである。 The repair target model means information (data) expressing the three-dimensional shape of the turbine component to be repaired at coordinate points on three-dimensional coordinates in the virtual space. The concept called a model described below is also information (data) that expresses a shape with coordinate points on three-dimensional coordinates.
差分モデル作成部120は、上述のようにして補修対象モデル作成部110が作成した補修対象モデルと、タービン部品の基準の三次元形状を規定する基準モデルと、の差分に対応する差分モデルを作成するものである。基準モデルは、制御装置100に予め保持されるものであり、タービン部品の設計データや、その他の適正形状を規定する任意のデータでもよい。
The difference
図2は、差分モデル作成部120の処理を概念的に説明する図である。図2(A)は、補修対象モデルMtを示し、図2(B)は、基準モデルMsを示し、図2(C)は、差分モデルMdを示す。本実施の形態では、補修対象のタービン部品がノズル板61であり、詳しくは、ノズル板61の後縁部が補修対象箇所として設定される。ここで本実施の形態では、ノズル板61の形状測定に先立ち、損傷が生じているノズル板61の後縁部が、損傷が無くなる位置まで前縁部側に削られることでカットバックされる。以下においては、カットバックされた後の後縁部のことを、カットバック後縁部と呼ぶ。なお、カットバックは、作業員の手作業によって行われる作業であるが、自動化してもよい。上述のカットバック後縁部は、例えばノズル板61の翼高さ(ノズル敗と)方向に沿って延びるように仕上げられる。翼高さ方向は、内輪62側と外輪63側に向かう方向であって、一般には径方向である。ただし、ノズル板61の後縁部又はカットバック後縁部は、径方向に一致しない場合もあり得る。
FIG. 2 is a diagram conceptually explaining the processing of the difference
図2(A)においては、実線で示した部分が補修対象モデルMtに対応し、破線で示した部分が、カットバック部分Ctに対応する。補修対象モデルMtでは、カットバック後縁部が表現されている。差分モデルMdは、基本的にはカットバック部分Ctを埋める形状を有しており、図2(C)においてハッチングを付した部分に対応する。 In FIG. 2A, the portion shown by the solid line corresponds to the repair target model Mt, and the portion shown by the broken line corresponds to the cutback portion Ct. In the model Mt to be repaired, the trailing edge of the cutback is represented. The difference model Md basically has a shape that fills the cutback portion Ct, and corresponds to the portion with hatching in FIG. 2C.
なお、図2(B)における符号Psは、基準モデルMsに定められた複数の位置合わせ点を示し、図2(A)における符号Ptは、複数の位置合わせ点Psに対応する補修対象モデルMtの複数の対応点を示している。本実施の形態では、複数の位置合わせ点Psと、複数の対応点Ptと、のずれ量の総計が最小となるように基準モデルMsと補修対象モデルMtとの位置が調整された後に、差分モデルMsが作成される。基準モデルMsと補修対象モデルMtとの位置の調整は、差分モデル作成部120の機能により自動的に行われることが望ましい。
The reference numeral Ps in FIG. 2B indicates a plurality of alignment points defined in the reference model Ms, and the reference numeral Pt in FIG. 2A indicates the repair target model Mt corresponding to the plurality of alignment points Ps. It shows multiple correspondence points of. In the present embodiment, after the positions of the reference model Ms and the repair target model Mt are adjusted so that the total amount of deviation between the plurality of alignment points Ps and the plurality of corresponding points Pt is minimized, the difference is obtained. Model Ms is created. It is desirable that the position adjustment between the reference model Ms and the repair target model Mt is automatically performed by the function of the difference
複数の位置合わせ点Psは、図示の例において、ノズル板61の前縁部の内輪62との接点及び外輪63との接点を含む。また、複数の位置合わせ点Psは、ノズル板61と内外輪との境界のそれぞれにおけるノズル板腹側及びノズル背側のそれぞれにおいて翼弦方向の中間位置までの範囲で、前縁部の内輪62との接点及び前縁部の外輪63との接点に対応する位置合わせ点Psを移動させた点も含む。ノズル板61は後縁部に損傷が生じ易いが、前縁部側は肉厚であり、損傷が生じ難い。このような観点から、本実施の形態では、位置合わせ点Psが前縁側に設定されている。
The plurality of alignment points Ps include a contact point with the
なお、差分モデルMdは、複数の位置合わせ点Psと、複数の対応点Ptと、が完全に一致するように、基準モデルMsと補修対象モデルMtとの位置が調整された後に作成されることが望ましい。しかしながら、ノズル板61は高温高圧下に晒されており、複数の位置合わせ点Psと、複数の対応点Ptと、が一致しない状況が生じ得る。そこで、この例では、上述のように位置合わせ点Psと対応点Ptとのずれ量の総計が最小となる基準モデルMsと補修対象モデルMtとの位置において、差分モデルMdを合理的に作成する。
The difference model Md is created after the positions of the reference model Ms and the repair target model Mt are adjusted so that the plurality of alignment points Ps and the plurality of corresponding points Pt completely match. Is desirable. However, the
一方で、制御装置100に基準モデルを伸縮させる伸縮機能を付加し、複数の位置合わせ点Psと、複数の対応点Ptと、が一致しない場合に、複数の位置合わせ点Psのうちの少なくともいずれかをコンピュータ(情報処理装置)上で移動させて基準モデルMsを伸縮させることにより、複数の位置合わせ点Psと複数の対応点Ptとを全て一致させてもよい。上記伸縮機能は、公知のCG技術を用いてよい。上記伸縮機能はとしては、例えば、モデル上の複数の点をリンクで結合してモデルをグリッドで表現し、各リンクをばねと見立てて、伸縮形状を予測する手法等が考えられる。
On the other hand, an expansion / contraction function for expanding / contracting the reference model is added to the
図1に戻り、差分量特定部130は、上述のようにして差分モデル作成部120が作成した差分モデルMd等に基づき、本実施の形態においては、(1)カットバック量と、(2)補修対象モデルMtと他のタービン部品との間の相対距離又は相対面積と、(3)補修対象モデルMtに結合された差分モデルMdと他のタービン部品との間の相対距離又は相対面積と、を特定する。
Returning to FIG. 1, the difference
カットバック量は、差分モデルMdにおけるノズル板後縁部に対応する縁部と、差分モデルMdにおけるノズル前縁部側の縁部との間の距離である。一方で、本実施の形態では上記他のタービン部品が、補修対象モデルMtに対応する補修対象のノズル板61がその腹側で隣り合う他のノズル板61であり、上記相対距離又は相対面積としては、スロート面積が特定される。
The cutback amount is the distance between the edge portion corresponding to the trailing edge portion of the nozzle plate in the difference model Md and the edge portion on the nozzle leading edge portion side in the difference model Md. On the other hand, in the present embodiment, the other turbine component is another
図3Aは、差分量特定部130が行うカットバック量の特定を概念的に説明する図である。図3Aにおける符号Wが、カットバック量を示している。
FIG. 3A is a diagram conceptually explaining the specification of the cutback amount performed by the difference
図3Bは、差分量特定部130が行うスロート面積の特定を概念的に説明する図である。スロート面積は、ノズル板61の後縁部の内輪62との接点と、ノズル板61の後縁部の外輪63との接点とを結ぶ直線が隣りのノズル板61の背側表面との間に形成する隙間断面積のうちの最小断面積のことである。
FIG. 3B is a diagram conceptually explaining the specification of the throat area performed by the difference
図3Bにおける符号Mt’は、補修対象のノズル板61がその腹側で隣り合う他のノズル板61の補修対象モデルを示している。図3Bにおけるドットを付して示した範囲は、補修対象モデルMtと、隣り合う他の補修対象モデルMt’との間で定まるスロート面積Sa1を示している。また、ハッチングを付して示した範囲は、補修対象モデルMtに結合された差分モデルMdと、隣り合う他の補修対象モデルMt’との間で定まるスロート面積Sa2を示している。本実施の形態では、差分量特定部130によってスロート面積Sa1及びスロート面積Sa2が特定される。
Reference numeral Mt'in FIG. 3B indicates a repair target model of another
以上のように本実施の形態では、差分量特定部130によるスロート面積Sa1及びスロート面積Sa2の特定の際に、隣り合う他の補修対象モデルMt’が使用される。そのため、補修対象モデルMtの作成のために三次元形状測定部13で補修対象のノズル板61の三次元形状を測定する際には、三次元形状測定部13が、隣りの他のノズル板61の三次元形状も測定することが必要となる。
As described above, in the present embodiment, when the throat area Sa1 and the throat area Sa2 are specified by the difference
続いて、補修要否判定部140は、上述のようにして差分量特定部130が特定したカットバック量W及びスロート面積Sa1に基づき、溶接補修の要否を判定するものである。具体的に本実施の形態では、補修要否判定部140が、(1)カットバック量Wが所定のカットバック閾値を越えた場合、(2)スロート面積Sa1が所定のスロート面積閾値を越えた場合、及び(3)カットバック量Wが所定のカットバック閾値を越え且つスロート面積Sa1が所定のスロート面積閾値を越えた場合のいずれかを検出したときに、溶接補修が必要と判定する。
Subsequently, the repair
そして、補修モデル作成部150は、補修要否判定部140によって溶接補修が必要と判定された場合に、補修モデルMrを作成するように構成されている。
Then, the repair
補修モデル作成部150は、補修モデルMrを作成する際に、まず、差分量特定部130が特定した、補修対象モデルMtに結合された差分モデルMdと隣り合う他の補修対象モデルMt’との間のスロート面積Sa2が、目標値に一致するか否かを判定する。そして、補修モデル作成部150は、スロート面積Sa2が目標値に一致しない場合に、差分モデルMdに調整代AMを追加することで、補修モデルMrを作成する。
When the repair
補修モデルMrは、差分モデルMd及び調整代AMのうちのいずれかに、他のタービン部品(他のノズル板)との間で目標値を満たす部分を含ませたモデルである。このような補修モデルMrに対応する形状の肉盛りを形成すれば、一部を適宜削除することにより目標値を満たす部分を形成できる。 The repair model Mr is a model in which either the difference model Md or the adjustment allowance AM includes a portion that satisfies the target value with other turbine parts (other nozzle plates). If a build-up having a shape corresponding to such a repair model Mr is formed, a portion satisfying the target value can be formed by appropriately deleting a part.
差分モデルMdに追加される調整代AMは、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2と目標値との差に応じて、大きさ及び/又は形状を変更される。すなわち、例えばスロート面積Sa2が目標値に対して大幅に大きい場合には、目標値を満たす部分を含める調整代AMが大きくなる。一方で、スロート面積Sa2が目標値に対してわずかに大きい場合には、目標値を満たす部分を含める調整代AMが小さくなる。これにより、使用材料や削りの手間等を抑制できる。
The adjustment allowance AM added to the difference model Md is changed in size and / or shape according to the difference between the throat area Sa2 specified by the difference
また、本実施の形態で作成される補修モデルMrは、差分モデルMdのノズル板腹側及びノズル板背側のそれぞれに調整代AMを追加して形成される。この際、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも小さくなる場合と、大きくなる場合とで、差分モデルMdにより多く調整代AMを追加する方向が変更される。すなわち、ノズル板腹側により多く調整代AMを追加するか又はノズル板背側により多く調整代AMを追加するが変更される。
Further, the repair model Mr created in the present embodiment is formed by adding an adjustment allowance AM to each of the ventral side of the nozzle plate and the dorsal side of the nozzle plate of the difference model Md. At this time, the direction in which the adjustment allowance AM is added to the difference model Md is changed depending on whether the throat area Sa2 specified by the difference
より詳しくは、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも小さくなる場合には、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みが、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みよりも小さくされる。一方で、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも大きくなる場合には、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みが、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みよりも大きくされる。
More specifically, when the throat area Sa2 specified by the difference
図4Aは、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも小さい場合に補修モデル作成部150が作成する補修モデルMrを説明する図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating a repair model Mr created by the repair
図4A(A)においては、目標値が符号Trで示され、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2は目標値Trよりも小さい。この場合、図4A(B)において破線で表された調整代AMで示すように、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みT1が、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みT2よりも小さくされる。
In FIG. 4A (A), the target value is indicated by the reference numeral Tr, and the throat area Sa2 specified by the difference
図4A(B)に示すような補修モデルMrに対応する形状の肉盛りを形成すれば、一部を適宜削除することにより目標値Trを満たす部分を形成できる。さらには、ノズル板後縁部側の部分において適正な厚みを確保できる。一方で、図4A(C)には、差分モデルMdのノズル板腹側及び背側に均等の厚みで調整代を付加した場合の補修モデルが示されている。この場合には、目標値を満たす部分を形成するための削り出し量が増加するとともに、適正な厚みの確保のために更なる肉盛りが必要となるリスクが高まる。 If a build-up having a shape corresponding to the repair model Mr as shown in FIG. 4A (B) is formed, a portion satisfying the target value Tr can be formed by appropriately deleting a part. Further, an appropriate thickness can be secured in the portion on the trailing edge side of the nozzle plate. On the other hand, FIG. 4A (C) shows a repair model in which an adjustment allowance is added to the ventral side and the dorsal side of the nozzle plate of the difference model Md with an equal thickness. In this case, the amount of shaving to form the portion satisfying the target value increases, and the risk that further overlaying is required to secure an appropriate thickness increases.
また、図4Bは、スロート面積Sa2が目標値よりも大きい場合に補修モデル作成部150が作成する補修モデルMrを説明する図である。図4B(A)においては、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値Trよりも大きい。この場合、図4B(B)において破線で表された調整代AMで示すように、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みT3が、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みT4よりも大きくされる。
Further, FIG. 4B is a diagram illustrating a repair model Mr created by the repair
なお、以上の説明においては、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値に一致しない場合に、補修モデル作成部150が差分モデルMdに調整代AMを追加することで補修モデルMrを作成する。しかしながら、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値に一致した場合においても、差分モデルMdに調整代AMを追加した補修モデルMrを作成してもよい。この場合には、図4A(C)に示したよう均等の厚みで調整代が付加された補修モデルが作成されてもよい。
In the above description, when the throat area Sa2 specified by the difference
また、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2と比較される上述の目標値は、本実施の形態では予め定められた設計値等の一定の値である。一方で、目標値は、設計値等の予め定められた一定の値を、ノズル板の全てに関するスロート面積の総計である総スロート面積に基づいて調整した値にしてもよい。各ノズル板を補修後においては、各ノズル板のスロート面積が設計値等の一定の値を充足するが、総スロート面積が許容値を充足しない場合があり得る。このような場合に、目標値としての上記のような調整した値が有効となる。この場合には、設定される目標値が、ノズル板の差分モデルMtごとに異なる値になり得る。
Further, the above-mentioned target value to be compared with the throat area Sa2 specified by the difference
そして、動作制御部160は、上述のようにして補修モデル作成部150が作成した補修モデルMrを用いて溶接補修装置10の動作を制御する。詳しくは、動作制御部160は、LMD12からの原料粉末の供給位置及びレーザ光の照射位置を、補修モデルMrに基づく数値制御により調整する。その後、損傷が生じたノズル板の補修対象箇所(カットバックされた部分)に原料粉末を供給するとともに、供給された原料粉末をレーザ光の照射により溶融させた後に凝固させることにより、補修モデルMrに対応する形状の肉盛り部の少なくとも一部をノズル板61に形成する。
Then, the
このような溶接補修工程では、三次元形状測定部13から原料粉末が供給されるとともにレーザ光が照射される補修対象箇所の映像を取得し、映像に基づいて、溶接条件が変更されてもよい。溶接条件の変更項目としては、レーザ出力、レーザ焦点距離、金属溶融位置、原料粉末供給位置、溶接速度、シールドガス流量等が挙げられる。
In such a welding repair step, the image of the repair target portion where the raw material powder is supplied from the three-dimensional
なお、図1を参照し、以上に説明した制御装置100では、補修対象モデル作成部110、差分モデル作成部120、差分量特定部130、補修要否判定部140及び補修モデル作成部150により、補修モデル作成装置101が構成され得る。補修システムSは、このような補修モデル作成装置101と、上述の動作制御部160を備える制御装置とを分離させた状態で構成されてもよい。
In the
また、制御装置100(補修モデル作成装置101)は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含むコンピュータ(情報処理装置)で構成されるものである。この場合、必要なプログラムを記憶部から読み出して実行することで、上述した各種の機能(機能部)を実現する。記憶部は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。また、上記CPUに代えて、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit: ASIC)、プログラマブル論理デバイス(SPLD、CPLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array: FPGA)等も用いられ得る。 Further, the control device 100 (repair model creation device 101) is composed of, for example, a computer (information processing device) including a CPU (Central Processing Unit). In this case, the various functions (functional units) described above are realized by reading the necessary program from the storage unit and executing the program. The storage unit is realized by, for example, a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory element such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like. Further, instead of the CPU, an integrated circuit for a specific application (Application Specific Integrated Circuit: ASIC), a programmable logic device (SPLD, CPLD), a field programmable gate array (Field Programmable Gate Array: FPGA) and the like can also be used.
次に、図5に示すフローチャートを参照しつつ、補修システムSを用いてタービン部品としてのノズル板を補修する補修方法の流れの例を説明する。 Next, an example of a flow of a repair method for repairing a nozzle plate as a turbine component by using the repair system S will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、ステップS1では、ノズルダイアフラム60における各ノズル板61の検査が行われる。ここでは、後縁部が損傷したノズル板61が特定される。この作業は、作業員の目視で行われてもよいし、三次元形状測定部13からの情報に基づいて制御装置100が行ってもよい。
First, in step S1, each
次いで、ステップS2では、ステップS1で特定された、後縁部が損傷したノズル板61がカットバックされる。この作業は、作業員により行われるが、溶接補修装置10に切削研磨装置を組み込んで自動化してもよい。
Next, in step S2, the
次いで、ステップS3では、補修システムSにおいて、補修対象部品であるノズル板61の三次元形状を測定する(補修前三次元形状測定工程)。この際、制御装置100は、制御装置100を制御して、三次元形状測定部13によりノズルダイアフラム60における各ノズル板61の三次元形状を順次測定する。
Next, in step S3, the repair system S measures the three-dimensional shape of the
次いで、ステップS4では、制御装置100の補修対象モデル作成部110が、三次元形状測定部13が測定した各ノズル板61の三次元形状の情報を取得し、取得した三次元形状の情報に基づいて、各ノズル板61の補修対象モデルMtを作成する(補修モデル作成工程)。なお、ここでは、各ノズル板61の補修対象モデルMtが作成されるが、例えばカットバックされたノズル板61のみの補修対象モデルMtが作成されるようにしてもよい。
Next, in step S4, the repair target
次いで、ステップS5では、制御装置100の差分モデル作成部120が、補修対象モデル作成部110が作成した補修対象モデルMtと、ノズル板61の基準の三次元形状を規定する基準モデルMsと、を比較する。その後、ステップS6において、差分モデル作成部120は、補修対象モデルMtと基準モデルMsとの差分に対応する差分モデルMdを作成する(差分モデル作成工程)。この際、補修対象モデルMtと基準モデルMsは、上述のように適宜位置合わせされる。そして、本実施の形態では、全てのノズル板61の差分モデルMdが作成される。
Next, in step S5, the difference
次いで、ステップS7では、制御装置100の差分量特定部130が、ステップS6で作成された各差分モデルMd等に基づき、各ノズル板61に関する、(1)カットバック量Wと、(2)補修対象モデルMtと隣りのノズル板の補修対象モデルMt’との間のスロート面積Sa1と、(3)補修対象モデルMtに結合された差分モデルMdと隣りのノズル板の補修対象モデルMt’との間のスロート面積Sa2と、を特定する(差分量特定工程)。
Next, in step S7, the difference
そして、ステップS8では、制御装置100の補修要否判定部140が、ステップS7で差分量特定部130が特定したカットバック量W及びスロート面積Sa1に基づき、各ノズル板61に関する溶接補修の要否を判定する(合否判定工程)。本実施の形態では、補修要否判定部140が、(1)カットバック量Wが所定のカットバック閾値を越えた場合、(2)スロート面積Sa1が所定のスロート面積閾値を越えた場合、及び(3)カットバック量Wが所定のカットバック閾値を越え且つスロート面積Sa1が所定のスロート面積閾値を越えた場合のいずれかを検出したときに、溶接補修が必要と判定する。
Then, in step S8, the repair
そして、ステップS8で溶接補修が必要と判定された場合のステップS9では、溶接補修が必要とされたノズル板61に関する補修対象モデルMtに結合された差分モデルMdと、隣りのノズル板の補修対象モデルMt’との間のスロート面積Sa2に対して、目標値(目標スロート面積)が設定される(目標値設定工程)。
Then, in step S9 when it is determined in step S8 that welding repair is necessary, the difference model Md coupled to the repair target model Mt for the
本実施の形態では、目標値が予め定められた設計値等の一定の値であるため、溶接補修が必要とされた各ノズル板61に対して同じ値が設定される。一方で、目標値として、設計値等の予め定められた一定の値を、総スロート面積に基づいて調整した値が用いられる場合には、溶接補修が必要とされた各ノズル板61に対して異なる目標値が設定される状況が生じ得る。
In the present embodiment, since the target value is a constant value such as a predetermined design value, the same value is set for each
そして、ステップS10では、制御装置100の補修モデル作成部150が補修モデルMrを作成する(補修モデル作成工程)。ここで、補修モデル作成部150は、まず、差分量特定部130が特定した、補修対象モデルMtに結合された差分モデルMdと隣り合う他の補修対象モデルMt’との間のスロート面積Sa2が、ステップS9で設定された目標値に一致するか否かを判定する。そして、補修モデル作成部150は、スロート面積Sa2が目標値に一致しない場合に、差分モデルMdに調整代AMを追加することで、補修モデルMrを作成する。
Then, in step S10, the repair
スロート面積Sa2が目標値に一致しない場合に作成される補修モデルMrでは、上述したように、差分モデルMdに追加される調整代AMが、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2と目標値との差に応じて、大きさ及び/又は形状を変更される。より詳しくは、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも小さくなる場合には、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みが、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みよりも小さくされる。一方で、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも大きくなる場合には、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みが、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みよりも大きくされる。
In the repair model Mr created when the throat area Sa2 does not match the target value, as described above, the adjustment allowance AM added to the difference model Md is the throat area Sa2 specified by the difference
次いで、ステップS11では、制御装置100の動作制御部160が、補修モデル作成部150が作成した上述の補修モデルMrを用いて溶接補修装置10の動作を制御し、溶接補修が行われる(溶接補修工程)。
なお、ここで溶接補修により肉盛りが行われた後においては、溶接補修した部分を一部削除して形状を整える整形及びスロート面積調整が行われてもよい。この場合、補修モデルMrは、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2と目標値との差を考慮し、所望の形状を効率的に得られ易い形状になっているため、整形等の作業を効率的に進めることができる。
Next, in step S11, the
After the build-up is performed by welding repair, shaping and throat area adjustment may be performed by deleting a part of the welded repaired portion to adjust the shape. In this case, the repair model Mr is a shape that makes it easy to efficiently obtain a desired shape in consideration of the difference between the throat area Sa2 specified by the difference
次いで、本実施の形態では、ステップS12において、補修後のノズル板61の三次元形状が測定される(補修後三次元形状測定工程)。この際、制御装置100は、制御装置100を制御して、三次元形状測定部13によりノズルダイアフラム60における各ノズル板61の三次元形状を順次測定する。
Next, in the present embodiment, in step S12, the three-dimensional shape of the
次いで、ステップS13では、制御装置100の補修対象モデル作成部110が、ステップS12で三次元形状測定部13が測定した各ノズル板61の三次元形状の情報を取得し、取得した三次元形状の情報に基づいて、補修後の各ノズル板61の事後補修対象モデルMtPを作成する(補修後モデル作成作成工程)。
Next, in step S13, the repair target
次いで、ステップS14では、制御装置100の差分量特定部130が、ステップS13で作成された各事後補修対象モデルMtPに基づき、各ノズル板61に関する、スロート面積を特定する(補修後差分量特定工程)。
Next, in step S14, the difference
そして、ステップS15では、制御装置100の補修要否判定部140が、ステップS14で差分量特定部130が特定したスロート面積及びこれに基づき演算された総スロート面積の両方が、許容値を満たすか否かを判定する(後段合否判定工程)。なお、ステップS8で溶接補修が必要でないと判定された場合においても、ステップS15の判定が行われる。
Then, in step S15, does the repair
そして、ステップS16で許容値が満たされた場合には、処理が完了する。一方で、ステップS16で許容値が満たされない場合には、ステップS16において、整形及びスロート面積調整が必要である旨が通知され、本実施の形態では、作業員が整形及びスロート面積調整を行う。その後は、ステップS14において再度、三次元形状が測定される。なお、ステップS16においては、調整時の目標量が演算されて、作業員に提示されてもよい。 Then, when the allowable value is satisfied in step S16, the process is completed. On the other hand, if the permissible value is not satisfied in step S16, it is notified in step S16 that shaping and throat area adjustment are necessary, and in the present embodiment, the worker performs shaping and throat area adjustment. After that, the three-dimensional shape is measured again in step S14. In step S16, the target amount at the time of adjustment may be calculated and presented to the worker.
以上に説明した実施の形態では、補修対象のタービン部品としてのノズル板61の三次元形状を測定することにより作成された補修対象モデルMtと、ノズル板61の基準の三次元形状を規定する基準モデルMsと、の差分に対応する差分モデルMdを作成する差分モデル作成工程と、補修対象モデルMtに結合された差分モデルMdと、隣りの他のノズル板61(詳しくは、これの補修対象モデルMt’)と、の間の相対距離又は相対面積としてのスロート面積Sa2を特定する差分量特定工程と、差分量特定工程で特定したスロート面積Sa2が目標値Trと一致しない場合に、差分モデルMdに調整代AMを追加し、差分モデルMd及び調整代AMのうちのいずれかに隣りの他のノズル板61との間で目標値Trを満たす部分を含ませた補修モデルMrを作成する補修モデル作成工程と、を備える。
In the embodiment described above, the repair target model Mt created by measuring the three-dimensional shape of the
上記のような補修モデルMrに対応する形状の肉盛りを補修対象のノズル板61に形成した場合には、一部を適宜削除することにより目標値Trを満たす部分を形成できる。そのため、例えば溶接補修後のノズル板61の整形において目標値Trが得られないという状況を回避でき、タービン補修の作業効率が向上する。すなわち、溶接補修後の調整を考慮した補修モデルMrに基づき溶接補修を実施できるようにすることで、タービン補修の作業効率を向上できる。
When a build-up having a shape corresponding to the repair model Mr as described above is formed on the
特に本実施の形態では、差分量特定工程(差分量特定部130)で特定したスロート面積Sa2と目標値Trとの差に応じて、差分モデルMdに追加される調整代の大きさ及び/又は形状が変更される。すなわち、例えばスロート面積Sa2が目標値に対して大幅に大きい場合には、目標値を満たす部分を含める調整代AMが大きくなる。一方で、スロート面積Sa2が目標値に対してわずかに大きい場合には、目標値を満たす部分を含める調整代AMが小さくなる。これにより、使用材料や削りの手間等を抑制できる。 In particular, in the present embodiment, the size and / or the size of the adjustment allowance added to the difference model Md according to the difference between the throat area Sa2 specified in the difference amount specifying step (difference amount specifying unit 130) and the target value Tr. The shape is changed. That is, for example, when the throat area Sa2 is significantly larger than the target value, the adjustment allowance AM including the portion satisfying the target value becomes large. On the other hand, when the throat area Sa2 is slightly larger than the target value, the adjustment allowance AM including the portion satisfying the target value becomes small. As a result, the materials used and the labor of shaving can be suppressed.
また、本実施の形態で作成される補修モデルMrは、差分モデルMdのノズル板腹側及びノズル板背側のそれぞれに調整代AMを追加して形成される。この際、差分量特定部130が特定したスロート面積Saが目標値Trよりも小さくなる場合と、大きくなる場合とで、差分モデルMdにより多く調整代AMを追加する方向が変更される。すなわち、ノズル板腹側により多く調整代AMを追加するか又はノズル板背側により多く調整代AMを追加するが変更される。
Further, the repair model Mr created in the present embodiment is formed by adding an adjustment allowance AM to each of the ventral side of the nozzle plate and the dorsal side of the nozzle plate of the difference model Md. At this time, the direction in which the adjustment allowance AM is added to the difference model Md is changed depending on whether the throat area Sa specified by the difference
より詳しくは、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも小さくなる場合には、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みが、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みよりも小さくされる。一方で、差分量特定部130が特定したスロート面積Sa2が目標値よりも大きくなる場合には、差分モデルMdにおけるノズル板腹側に追加される調整代AMの厚みが、ノズル板背側に追加される調整代AMの厚みよりも大きくされる。これにより、一部を適宜削除することにより目標値を満たす部分を形成できるとともに、ノズル板後縁部において適正な厚みを確保できる。これにより、再度の肉盛りを省略でき、タービン補修の作業効率が向上する。
More specifically, when the throat area Sa2 specified by the difference
また、差分モデル作成工程(差分モデル作成部120)では、基準モデルMsに定められた複数の位置合わせ点Psと、複数の位置合わせ点Psに対応する補修対象モデルMtの複数の対応点Ptと、のずれ量の総計が最小となるように基準モデルMs及び補修対象モデルMtの位置が調整された後に、差分モデルMdが作成される。これによれば、好適な差分モデルMdを合理的に作成できる。 Further, in the difference model creation step (difference model creation unit 120), a plurality of alignment points Ps defined in the reference model Ms and a plurality of correspondence points Pt of the repair target model Mt corresponding to the plurality of alignment points Ps. After the positions of the reference model Ms and the repair target model Mt are adjusted so that the total deviation amount of the above is minimized, the difference model Md is created. According to this, a suitable difference model Md can be reasonably created.
また、溶接補修工程では、損傷が生じたノズル板61の補修対象箇所に原料粉末を供給するとともに、供給された原料粉末をレーザ光の照射により溶融させた後に凝固させることで、補修モデルMrに対応する形状の肉盛り部の少なくとも一部がノズル板61に形成される。このような所謂LMDを利用することで、三次元の複雑な形状であっても効率よく溶接補修を行うことができる。加えて、低入熱の溶接補修が可能なため、溶接変形及び内部残留応力を抑制することができ、溶接補修後の応力除去のための焼鈍しを省略することができる。
Further, in the welding repair process, the raw material powder is supplied to the repair target portion of the damaged
また、溶接補修工程においては、動作制御部160が、原料粉末の供給位置及びレーザ光の照射位置を、補修モデルMrに基づく数値制御により調整するため、精度良く補修モデルMrに対応する形状を形成できる。また、この際、原料粉末が供給されるとともにレーザ光が照射される補修対象箇所の映像を取得し、映像に基づいて、溶接条件を変更することで、補修モデルMrに対応する形状を精度良く且つ効率的に形成し得る。
Further, in the welding repair process, the
以下においては、上述の補修システムSをタービン部品としてのパッキンリング70の補修に適用した例を図6を参照しつつ説明する。図6において、符号71は、パッキンリング70におけるシール部71を示す。シール部71は、動翼側部品であるロータ80の表面と径方向で対向する。シール部71は、径方向内側先端が径方向外側に向けて欠損することがある。図6に示すシール部71は、欠損をカットバックされている。
In the following, an example in which the above-mentioned repair system S is applied to the repair of the
補修システムSをパッキンリング70の補修に適用する場合、カットバックされたシール部71の補修対象モデルMtが作成される。そして、図6におけるハッチングで付した部分に対応する差分モデルMd及び補修モデルMrが作成される。差分モデルMdと、他のタービン部品との相対距離又は相対面積としては、符号Raで示すシール部71の径方向における歯先内径寸法(隙間)が特定される。そして、差分モデルMdについて特定される歯先内径寸法Raが目標値と一致しない場合(典型的には、小さい場合)に、差分モデルMdに調整代が追加された補修モデルMrが作成される。
When the repair system S is applied to the repair of the
なお、本実施の形態に係る補修方法は、パッキンリング70の他、ラジアルスピルストリップや、ルートフィン等の蒸気シール構造部等にも適用できる。
The repair method according to the present embodiment can be applied not only to the
以上、一実施の形態及びその変形例を説明したが、上記実施の形態及び変形例は、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。この新規な実施の形態は、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。このような実施の形態やその変形例は、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。 Although one embodiment and its modifications have been described above, the above embodiments and modifications are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. Such embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
S…溶接システム、10…溶接補修装置、11…ロボットアーム、12…LMDヘッド、13…三次元形状測定部、14…ターンテーブル、60…ノズルダイアフラム、61…ノズル板、62…内輪、63…外輪、70…パッキンリング、100…制御装置、101…補修モデル作成装置、110…補修対象モデル作成部、120…差分モデル作成部、130…差分量特定部、140…補修要否判定部、150…補修モデル作成部、160…動作制御部、Mt…補修対象モデル、Ms…基準モデル、Md…差分モデル、Mr…補修モデル、Ps…位置合わせ点、Pt…対応点 S ... Welding system, 10 ... Welding repair device, 11 ... Robot arm, 12 ... LMD head, 13 ... Three-dimensional shape measuring unit, 14 ... Turntable, 60 ... Nozzle diaphragm, 61 ... Nozzle plate, 62 ... Inner ring, 63 ... Outer ring, 70 ... Packing ring, 100 ... Control device, 101 ... Repair model creation device, 110 ... Repair target model creation unit, 120 ... Difference model creation unit, 130 ... Difference amount identification unit, 140 ... Repair necessity determination unit, 150 ... Repair model creation unit, 160 ... Motion control unit, Mt ... Repair target model, Ms ... Reference model, Md ... Difference model, Mr ... Repair model, Ps ... Alignment point, Pt ... Correspondence point
Claims (16)
前記補修対象モデルに結合された前記差分モデルと、他のタービン部品と、の間の相対距離又は相対面積を特定する差分量特定工程と、
前記差分量特定工程で特定した前記相対距離又は相対面積が目標値と一致しない場合に、前記差分モデルに調整代を追加し、前記差分モデル及び前記調整代のうちのいずれかに前記他のタービン部品との間で前記目標値を満たす部分を含ませた補修モデルを作成する補修モデル作成工程と、を備える、タービン部品の補修方法。 A difference model that creates a difference model corresponding to the difference between the repair target model created by measuring the three-dimensional shape of the turbine component to be repaired and the reference model that defines the reference three-dimensional shape of the turbine component. Creation process and
A difference amount specifying step for specifying a relative distance or a relative area between the difference model coupled to the repair target model and other turbine parts.
When the relative distance or the relative area specified in the difference amount specifying step does not match the target value, an adjustment allowance is added to the difference model, and the other turbine is added to either the difference model or the adjustment allowance. A method for repairing a turbine component, comprising a repair model creating step of creating a repair model including a portion satisfying the target value between the component and the component.
前記差分量特定工程で特性される前記相対距離又は相対面積は、スロート面積であり、
前記補修モデル作成工程では、前記ノズル板の一部に対応する前記差分モデルのノズル板腹側及びノズル板背側のそれぞれに前記調整代を追加することで前記補修モデルが作成される、請求項1に記載のタービン部品の補修方法。 The turbine component is a nozzle plate of a nozzle dadiaphragm, and the other turbine component is another nozzle plate whose ventral side is adjacent to the nozzle plate as the turbine component to be repaired.
The relative distance or relative area characterized in the difference amount specifying step is a throat area.
The claim that the repair model is created by adding the adjustment allowance to each of the ventral side of the nozzle plate and the back side of the nozzle plate of the difference model corresponding to a part of the nozzle plate in the repair model creation step. The method for repairing turbine parts according to 1.
前記差分量特定工程で特性される前記相対距離又は相対面積は、補修対象である前記タービン部品と前記動翼側部品との間の前記径方向での相対距離である、請求項1に記載のタービン部品の補修方法。 The turbine component is a radial spill strip, root fin or packing ring, and the other turbine component is a blade-side component that faces the turbine component to be repaired in the radial direction.
The turbine according to claim 1, wherein the relative distance or relative area characteristic of the difference amount specifying step is the relative distance in the radial direction between the turbine component to be repaired and the moving blade side component. How to repair parts.
前記溶接補修工程では、損傷が生じた前記タービン部品の補修対象箇所に原料粉末を供給するとともに、供給された前記原料粉末をレーザ光の照射により溶融させた後に凝固させることにより、前記補修モデルに対応する形状の肉盛り部の少なくとも一部を前記タービン部品に形成する、請求項1乃至11のいずれかに記載のタービン部品の補修方法。 Further equipped with a welding repair process for performing welding repair using the repair model,
In the welding repair step, the raw material powder is supplied to the damaged turbine component to be repaired, and the supplied raw material powder is melted by irradiation with a laser beam and then solidified to form the repair model. The method for repairing a turbine component according to any one of claims 1 to 11, wherein at least a part of a built-up portion having a corresponding shape is formed on the turbine component.
前記補修対象モデルに結合された前記差分モデルと、他のタービン部品と、の間の相対距離又は相対面積を特定する差分量特定部と、
前記差分量特定部で特定した前記相対距離又は相対面積が目標値と一致しない場合に、前記差分モデルに調整代を追加し、前記差分モデル及び前記調整代のうちのいずれかに前記他のタービン部品との間で前記目標値を満たす部分を含ませた補修モデルを作成する補修モデル作成部と、を備える、タービン部品の補修モデル作成装置。 A difference model that creates a difference model corresponding to the difference between the repair target model created by measuring the three-dimensional shape of the turbine component to be repaired and the reference model that defines the reference three-dimensional shape of the turbine component. With the creation department
A difference amount specifying unit that specifies a relative distance or a relative area between the difference model coupled to the repair target model and other turbine parts.
When the relative distance or the relative area specified by the difference amount specifying unit does not match the target value, an adjustment allowance is added to the difference model, and the other turbine is added to either the difference model or the adjustment allowance. A repair model creating device for turbine parts, comprising a repair model creating unit for creating a repair model including a portion satisfying the target value between the parts.
前記補修モデル作成装置が作成した前記補修モデルに基づいて、溶接補修装置を制御する、制御装置。 The equipment for creating a repair model for a turbine component according to claim 15 is provided.
A control device that controls a welding repair device based on the repair model created by the repair model creation device.
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