JP5341457B2 - 高温部品の欠陥補修方法及び高温部品 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る高温部品の欠陥補修方法における第1の実施の形態であるガスタービン静翼の欠陥補修方法が適用されるガスタービンの一部を示す部分断面図である。図2は、図1のガスタービンの静翼を示し、(A)が斜視図、(B)が図2(A)のII−II線に沿う断面図である。図3は、図2における静翼の冷却孔周囲に発生したき裂を模擬的に示し、(A)が平面図、(B)がき裂に沿って切断した断面図である。図5は、図3の静翼におけるき裂の補修手順を示す工程図である。
(1)静翼11における翼部19の冷却孔20周囲のき裂21が、ろう付け補修材24を用いてろう付け加工により補修されるので、溶接による補修の場合に比べ、静翼11における補修による変形の発生を防止できる。
(2)静翼11の冷却孔20の周囲のき裂21をろう付け加工により補修する際に、冷却孔20に挿入材22、28または29が挿入されるので、補修後に冷却孔20が閉塞されることを防止できる。
(3)静翼11の翼部19におけるき裂21の表面に生じた酸化層23が水素洗浄により除去されるので、酸化層23を開先加工により除去する場合に比べ、コストを低減させることができる。
図8は、本発明に係る高温部品の欠陥補修方法における第2の実施の形態であるガスタービン静翼の欠陥補修方法が適用されるガスタービンの静翼におけるき裂発生状況を模擬的に示し、(A)が平面図、(B)がき裂に沿って切断した断面図である。図9は、図8のき裂を補修した後の静翼を示し、(A)が平面図、(B)が図8(B)に対応する断面図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
(4)静翼11の翼部19における冷却孔20が挿入材30の挿入により閉塞される。この挿入材30は、ろう付け工程の熱処理時にエポキシ樹脂32がポーラス状になる。このため、ろう付け完了後に、挿入材30を冷却孔20から極めて容易に取り出すことができる。
(5)本実施の形態の静翼11は、冷却孔20の周囲のき裂21が、第1の実施の形態の場合に比べて多くなるので、これらを溶接により補修すると、静翼11は変形が甚だしくなり、再使用が不可能になる。これに対し、き裂21をろう付け加工によって補修することで、き裂21が多い場合であっても、補修による静翼11の変形を確実に防止でき、静翼11の再使用を実現できる。
図11は、本発明に係る高温部品の欠陥補修方法における第3の実施の形態であるガスタービン静翼の欠陥補修方法が適用されるガスタービンの静翼における冷却孔に挿入材を挿入した状態を模擬的に示し、(A)が平面図、(B)がき裂に沿って切断した場合の断面図である。この第3の実施の形態において、前記第1及び第2の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
(6)静翼11の翼部19における冷却孔20が挿入材33の挿入により閉塞される。この挿入材33は、ろう付け工程の熱処理時に、静翼11を構成する耐熱超合金と反応せず、且つ熱処理時にアルミナ粉末が溶融されずに粉末状態を維持する。この結果、ろう付け完了後に挿入材33を型崩れさせ易いので、冷却孔20から極めて容易に取り出すことができる。
図12は、本発明に係る高温部品の欠陥補修方法における第4の実施の形態であるガスタービン静翼の欠陥補修方法が適用されるガスタービンの静翼における冷却孔に挿入材を挿入した状態を模擬的に示し、(A)が平面図、(B)がき裂に沿って切断した場合の断面図である。この第4の実施の形態において、前記第1及び第2の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
(7)静翼11の翼部19における冷却孔20が挿入材34の挿入により閉塞される。この挿入材34は、ろう付け工程の熱処理時に、静翼11を構成する耐熱超合金やろう材と反応するが、ろう付け完了後にドリル等の機械加工で除去される。この結果、ろう付け完了後に挿入材34を冷却孔20から極めて容易に取り除くことができる。
11 静翼(高温部品)
20 冷却孔
21 き裂(欠陥)
22 挿入材
23 酸化層
24 ろう付け補修材
26 炭素棒
27 アルミナペースト
28、29、30、33、34 挿入材
31 アルミナ繊維
32 エポキシ樹脂
t 隙間
Claims (7)
- 高温状態で運転されるエネルギー機関の高温部品における冷却孔の周囲に生じた欠陥を補修する高温部品の欠陥補修方法において、前記欠陥の表面に生じた酸化層を洗浄により除去する洗浄工程と、前記冷却孔に挿入材を挿入して冷却孔を閉塞する挿入工程と、ろう付け補修材を用い拡散熱処理によって、前記欠陥をろう付け加工するろう付け工程と、前記挿入材を取り出し、前記高温部品の表面を仕上げ加工する後処理工程とを有し、
前記挿入工程に用いる挿入材は、高純度のカーボン棒に高純度のアルミナを塗布して構成され、高温部品の材料と非反応に構成されたことを特徴とする高温部品の欠陥補修方法。 - 高温状態で運転されるエネルギー機関の高温部品における冷却孔の周囲に生じた欠陥を補修する高温部品の欠陥補修方法において、前記欠陥の表面に生じた酸化層を洗浄により除去する洗浄工程と、前記冷却孔に挿入材を挿入して冷却孔を閉塞する挿入工程と、ろう付け補修材を用い拡散熱処理によって、前記欠陥をろう付け加工するろう付け工程と、前記挿入材を取り出し、前記高温部品の表面を仕上げ加工する後処理工程とを有し、
前記挿入工程に用いる挿入材は、複数本の高純度のアルミナ繊維を樹脂にてモールドした成形品であり、高温部品の材料と非反応に構成されたことを特徴とする高温部品の欠陥補修方法。 - 高温状態で運転されるエネルギー機関の高温部品における冷却孔の周囲に生じた欠陥を補修する高温部品の欠陥補修方法において、前記欠陥の表面に生じた酸化層を洗浄により除去する洗浄工程と、前記冷却孔に挿入材を挿入して冷却孔を閉塞する挿入工程と、ろう付け補修材を用い拡散熱処理によって、前記欠陥をろう付け加工するろう付け工程と、前記挿入材を取り出し、前記高温部品の表面を仕上げ加工する後処理工程とを有し、
前記挿入工程に用いる挿入材は、高純度のアルミナからなる中実棒または中空棒にて構成され、高温部品の材料と非反応に構成されたことを特徴とする高温部品の欠陥補修方法。 - 高温状態で運転されるエネルギー機関の高温部品における冷却孔の周囲に生じた欠陥を補修する高温部品の欠陥補修方法において、前記欠陥の表面に生じた酸化層を洗浄により除去する洗浄工程と、前記冷却孔に挿入材を挿入して冷却孔を閉塞する挿入工程と、ろう付け補修材を用い拡散熱処理によって、前記欠陥をろう付け加工するろう付け工程と、前記挿入材を取り出し、前記高温部品の表面を仕上げ加工する後処理工程とを有し、
前記挿入工程に用いる挿入材は、高純度のアルミナの粉末とペーストにて構成され、高温部品の材料と非反応に構成されたことを特徴とする高温部品の欠陥補修方法。 - 前記挿入工程に用いる挿入材は、冷却孔の径よりも小さく、冷却孔との隙間が設計的に満足できる寸法に設定されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高温部品の欠陥補修方法。
- 前記高温部品の欠陥が、ガスタービンの静翼または動翼における冷却孔の周囲に発生したき裂であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の高温部品の欠陥補修方法。
- 高温状態で運転されるエネルギー機関の高温部品であって、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の欠陥補修方法により冷却孔周囲の欠陥が補修されて構成されたことを特徴とする高温部品。
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