JP5578864B2 - 流路付き壁部材の補修方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、燃焼器のような内部に流路(以下「冷却溝」という。)を有する板にクラックが発生した場合についての補修方法が開示されている。
特許文献2に記載の発明は、広範囲に渡るクラックが発生した場合には、補修工事に要する時間とコストとがかさむという問題があった。
すなわち、本発明に係る流路付き壁部材の補修方法によれば、母材と板材との間に複数の流路を有する壁部材の一部分を除去する除去工程と、前記母材のうちの該除去工程にて除去されていない部分に補修用母材を周溶接する母材溶接工程と、前記補修用母材上に複数の肉盛溶接を行い、複数のビードを形成する流路形成工程と、前記複数のビードの間に流路が形成されるように、前記板材のうちの該除去工程にて除去されていない部分の表面と同じ高さの補修表面を形成する板材溶接工程と、を備えたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る流路付き壁部材の補修方法によれば、前記補修用板材のうちの複数の前記肉盛溶接に溶接される面の反対面には、更に肉盛溶接を行う工程を備えることを特徴とする。
前記補修用板材は、前記複数の開先の中央部と各ビードの中央部とを貫通するようにレーザが照射されることにより、前記複数のビードに溶接される。
以上の補修方法は,レーザの代わりに電子ビームを用いた溶接でも良い。その場合は、燃焼器を真空チャンバに設置し補修を行う。
本発明に係るガスタービン燃焼器は、本発明に係る流路付き壁部材の補修方法により補修される。
図1には、ガスタービンの燃焼器の尾筒50が示されている。なお、本実施形態および以降の各実施形態では、燃焼器(図示せず)の尾筒50の流路付き壁部材の補修方法として説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、母材(図示せず)と板材(図示せず)との間に複数の流路(図示せず)が形成された壁部材の補修に適用することができる。
尾筒50を形成する流路付き壁部材は、燃焼器のガスパス部を形成している母材(図示せず)と、複数の冷却溝である流路が形成されている板材(図示せず)とを有している。
ガスタービン(図示せず)の燃焼器の尾筒50(図1参照)を形成する流路付き壁部材1としては、母材2と、複数の流路4が形成されている板材3とが用いられている。母材2と板材3は、ろう付によって張り合わせられている。ろう付によって張り合わせられることによって、母材2と板材3の間には、流路4が複数形成されることになる。
本実施形態の流路付き壁部材1の補修方法は、この流路付き壁部材1の板材3上に生じた損傷部(図示せず)を含む部材の一部分(以下「除去部分」という。)5を補修する。流路付き壁部材1の補修方法は、除去工程と、母材溶接工程と、流路形成工程と、板材溶接工程とを備えている。
補修用母材6は、厚さが1.6mmのニッケル基超合金が用いられる。補修用母材6および溶加剤としては、例えば、三菱マテリアル株式会社の商品名「トミロイ」、Special Metals Corporationの商品名「インコネル617」、Haynes Internationalの商品名「ハステロイX」等が好ましい。
また、溶接速度は、100mm/minから500mm/minが好ましい。溶接速度が100mm/minの場合には、入熱が過多となって補修用母材6に熱変形や溶接割れが生じ、500mm/min以上の場合には、溶接速度が速すぎるために融け残りが発生するためである。
補修用母材6上に肉盛溶接を行いビード8を複数設け、それらの肉盛溶接のビード8の表面に補修用板材9をYAGレーザ溶接(レーザ溶接)することとした。そのため、間隔が狭い流路4を有する流路付き壁部材1の補修をすることができる。したがって、流路付き壁部材1の補修コストを抑えることができる。
また、YAGレーザ溶接の代わりに電子ビームを用いた溶接でも良い。
また、補修用母材6の厚さについても、尾筒50を形成する流路付き壁部材1に適した厚みであれば良い。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の流路付き壁部材の補修方法は、流路形成工程の補修用母材上に肉盛溶接を施工する前に補修用母材に管を設ける点で第1実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の流路付き壁部材の補修方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図4(a)に示すように、流路形成工程では、補修用母材6上に複数の冷却管(管)10を等間隔で設置する。冷却管10は、尾筒50(図1参照)を形成する流路付き壁部材1(図2参照)内に形成されている流路4と同様な形状の流路11を形成するものであり、例えば、高さが2mmかつ幅が1.5mmとされる。
補修用母材6上に複数の冷却管(管)10を設けて、それらの冷却管10の間に肉盛溶接をすることとした。そのため、肉盛溶接のビード8の高さは、冷却管10の高さに合わせ、肉盛溶接のビード8の幅は、冷却管10と冷却管10との間隔に合わせて溶接することができる。したがって、肉盛溶接に要する時間を短縮することができる。
以下、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の流路付き壁部材の補修方法は、板材溶接工程において板材の反対面に肉盛溶接を施工する点で第1実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の流路付き壁部材の補修方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図5(a)に示すように、板材溶接工程では、例えば厚さが1mmの補修用板材9を複数形成されているビード8の表面に溶接する。補修用板材9と各ビード8とは、YAGレーザ溶接によって貫通溶接12が行われる。レーザは、各ビード8の中央部を貫通するよう照射される。
肉盛溶接の各ビード8の表面に溶接されている補修用板材9の反対面には、更に空気面側肉盛溶接(肉盛溶接)13を行うこととした。そのため、空気面側肉盛溶接13を施工した補修用板材9を任意の厚み、形状にすることができる。したがって、既存の流路付き壁部材1(図2参照)と形状を合わせることができる。
以下、本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態の流路付き壁部材の補修方法は、複数の開先が設けられている板材を溶接する点で第1実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の流路付き壁部材の補修方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図6(a)に示すように、板材溶接工程において、例えば厚さが2mmの補修用板材14には、複数のスリット15が設けられている。補修用板材14に設けられているスリット15は、断面形状がV字形状となっている。スリット15は、補修用板材14が溶接されている各ビード8の表面と同じ間隔で複数形成されている。
開先(スリット)15を補修用板材14に設けることとした。そのため、補修用板材14を肉盛溶接の各ビード8の表面に開先溶接(溶接)16する際に、溶接を行う位置を目視することができる。したがって、溶接忘れを防止することができる。
2 母材
3 板材
4 流路
6 補修用母材
8 ビード
9 補修用板材
Claims (8)
- 母材と板材との間に複数の流路を有する壁部材の一部分を除去する除去工程と、
前記母材のうちの該除去工程にて除去されていない部分に補修用母材を周溶接する母材溶接工程と、
前記補修用母材上に複数の肉盛溶接を行い、複数のビードを形成する流路形成工程と、
前記複数のビードの間に流路が形成されるように、前記板材のうちの該除去工程にて除去されていない部分の表面と同じ高さの補修表面を形成する板材溶接工程と、
を備えた流路付き壁部材の補修方法。 - 前記肉盛溶接は、溶接材粉末を用いたレーザ溶接、又は電子ビーム溶接である請求項1に記載の流路付き壁部材の補修方法。
- 前記流路形成工程は、前記補修用母材上に複数の前記肉盛溶接を行う前に、前記補修用母材上に複数の管を設け、前記肉盛溶接によって複数の前記管の間を溶接し、
前記板材溶接工程は、肉盛溶接することにより前記補修表面を形成する請求項1に記載の流路付き壁部材の補修方法。 - 前記板材溶接工程は、前記複数のビードに補修用板材を溶接することにより、前記流路を形成する請求項1または請求項2に記載の流路付き壁部材の補修方法。
- 前記補修用板材のうちの複数の前記肉盛溶接に溶接される面の反対面には、更に肉盛溶接を行う工程を備える請求項4に記載の流路付き壁部材の補修方法。
- 前記補修用板材には、複数の開先が設けられる請求項4に記載の流路付き壁部材の補修方法。
- 前記補修用板材は、前記複数の開先の中央部と各ビードの中央部とを貫通するようにレーザが照射されることにより、前記複数のビードに溶接される請求項6に記載の流路付き壁部材の補修方法。
- 請求項1〜請求項7のうちのいずれか一項に記載の流路付き壁部材の補修方法により補修されたガスタービン燃焼器。
Priority Applications (6)
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