JPH01182504A - タービン動翼の表面改質方法 - Google Patents
タービン動翼の表面改質方法Info
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- JPH01182504A JPH01182504A JP308288A JP308288A JPH01182504A JP H01182504 A JPH01182504 A JP H01182504A JP 308288 A JP308288 A JP 308288A JP 308288 A JP308288 A JP 308288A JP H01182504 A JPH01182504 A JP H01182504A
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はチタン合金から成るタービン動翼の表面改質方
法に関する。
法に関する。
蒸気タービンの動翼には従来から１２％Ｃｒステンレス
鋼や１７−４ＰＨステンレス鋼が使用されていたが、最
近、低圧段にはチタン合金から成る動翼も使用されはじ
めてきた。
鋼や１７−４ＰＨステンレス鋼が使用されていたが、最
近、低圧段にはチタン合金から成る動翼も使用されはじ
めてきた。
さて、蒸気タービンの低圧段に使用される動翼は、ター
ビン運転中に蒸気中の水滴によって、蒸気入口部にエロ
ージョンが発生することがあった。１２％Ｃｒステンレ
ス鋼や１７−４ＰＨステンレス鋼の動翼の場合は、二ロ
ーションを防止するために、ステライト合金を肉盛溶接
したシ、ステライト合金から成るピースをろう付けした
シ、さらには電子ビーム溶接したシしている。
ビン運転中に蒸気中の水滴によって、蒸気入口部にエロ
ージョンが発生することがあった。１２％Ｃｒステンレ
ス鋼や１７−４ＰＨステンレス鋼の動翼の場合は、二ロ
ーションを防止するために、ステライト合金を肉盛溶接
したシ、ステライト合金から成るピースをろう付けした
シ、さらには電子ビーム溶接したシしている。
チタン合金から成るタービン動翼においても、１２％Ｃ
ｒステンレス鋼や１７−４ＰＨステンレス鋼から成るタ
ービン動翼と同様に１蒸気入口部にエロージョンの発生
する恐れがある。そこでこの対策として、タービン動翼
と同じチタン合金であって、溶接が可能であシ、かつ硬
くすることのできる、準安定β型チタン合金（Ｔｉ−１
５Ｍｏ−５Ｚ ｒ、 Ｔ ｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａ
ｌｌなど）を肉盛溶接し、時効硬化熱処理を施すことが
考えられている。
ｒステンレス鋼や１７−４ＰＨステンレス鋼から成るタ
ービン動翼と同様に１蒸気入口部にエロージョンの発生
する恐れがある。そこでこの対策として、タービン動翼
と同じチタン合金であって、溶接が可能であシ、かつ硬
くすることのできる、準安定β型チタン合金（Ｔｉ−１
５Ｍｏ−５Ｚ ｒ、 Ｔ ｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａ
ｌｌなど）を肉盛溶接し、時効硬化熱処理を施すことが
考えられている。
肉盛溶接としては、動翼本体と電極との間に電圧を負荷
してアークを発生させ、このアークに棒状の溶加材を供
給し、アーク熱によって溶融させ、溶滴を動翼本体上に
落下、凝固させる方法がとられる。この場合には入熱の
一部は動翼本体の溶融に消費されるので、全体としての
入熱を大きくする必要があシ、溶融部の冷却速度が小さ
くなって、強度や延性が劣化する。
してアークを発生させ、このアークに棒状の溶加材を供
給し、アーク熱によって溶融させ、溶滴を動翼本体上に
落下、凝固させる方法がとられる。この場合には入熱の
一部は動翼本体の溶融に消費されるので、全体としての
入熱を大きくする必要があシ、溶融部の冷却速度が小さ
くなって、強度や延性が劣化する。
し
本発明は前記課題を解決 ％チタン合金から成
るタービン動翼の蒸気入口側に発生するエロージョンを
防止するために、チタン合金から成るタービン動翼の蒸
気入口部に凹みを形成し、この凹み部に時効硬化型のチ
タン合金を溶射した後、溶射部を加熱・溶融し、次いで
時効硬化処理を施すことを特徴とするタービン動翼の表
面改質方法を提案するものである。すなわち、本発明に
おいては、たとえばＴｉ−６Ａｊ！−４Ｖの組成のチタ
ン合金のタービン動翼の蒸気入口側にあらかじめ溶射層
を形成し、この溶射層を溶融することによって、動翼本
体の溶融を抑えて、冷却速度を早め、緻密で強度、延性
の優れた改質層形成しようとするものである。
るタービン動翼の蒸気入口側に発生するエロージョンを
防止するために、チタン合金から成るタービン動翼の蒸
気入口部に凹みを形成し、この凹み部に時効硬化型のチ
タン合金を溶射した後、溶射部を加熱・溶融し、次いで
時効硬化処理を施すことを特徴とするタービン動翼の表
面改質方法を提案するものである。すなわち、本発明に
おいては、たとえばＴｉ−６Ａｊ！−４Ｖの組成のチタ
ン合金のタービン動翼の蒸気入口側にあらかじめ溶射層
を形成し、この溶射層を溶融することによって、動翼本
体の溶融を抑えて、冷却速度を早め、緻密で強度、延性
の優れた改質層形成しようとするものである。
チタン合金から成るタービン動翼の蒸気入口部に、溶射
と加熱・溶融とによって表面改質層を形成することによ
シ、動翼本体を直接溶融することなく、動翼の変質を抑
え、緻密かつ密着した層を形成でき、蒸気入口部の耐エ
ロージヨン性が高められる。
と加熱・溶融とによって表面改質層を形成することによ
シ、動翼本体を直接溶融することなく、動翼の変質を抑
え、緻密かつ密着した層を形成でき、蒸気入口部の耐エ
ロージヨン性が高められる。
第１図ないし第３図によシ本発明の一実施例を説明する
。チタン合金（’ｌ’ｉ −６Ａｊ！−４Ｖ）から成る
タービン動翼１の蒸気入口側の一部に、第１図に示すよ
うに開先成形加工により凹み２を形成する。この凹み２
に時効硬化型のチタン合金（Ｔ ｉ−１５Ｍｏ−５Ｚ
ｒ ）を溶射して凹み２を充填することによシ、動翼の
変形や変質を来たすことなく、第２図に示すようなポー
ラスで空孔の多い溶射部３が得られる。
。チタン合金（’ｌ’ｉ −６Ａｊ！−４Ｖ）から成る
タービン動翼１の蒸気入口側の一部に、第１図に示すよ
うに開先成形加工により凹み２を形成する。この凹み２
に時効硬化型のチタン合金（Ｔ ｉ−１５Ｍｏ−５Ｚ
ｒ ）を溶射して凹み２を充填することによシ、動翼の
変形や変質を来たすことなく、第２図に示すようなポー
ラスで空孔の多い溶射部３が得られる。
次に第３図に示すように、電子ビーム４によシ溶射部３
を低入熱で屓次加熱溶融して、動翼本体を直接溶融する
ことなく、緻密で動翼によく密着した改質層５を形成す
る。溶射部３の全てを加熱・溶融して改質層５とした後
、タービン動翼を加熱炉に装入して時効硬化のための熱
処理を施すことによシ、耐二ローション性を有するター
ビン動翼が得られる。
を低入熱で屓次加熱溶融して、動翼本体を直接溶融する
ことなく、緻密で動翼によく密着した改質層５を形成す
る。溶射部３の全てを加熱・溶融して改質層５とした後
、タービン動翼を加熱炉に装入して時効硬化のための熱
処理を施すことによシ、耐二ローション性を有するター
ビン動翼が得られる。
時効硬化型のチタン合金を溶射するには、ワイヤを供給
しながら行なう火炎溶射法も適用できるが、粉末金属を
供給しながら行なうプラズマ−溶射や減圧プラズマ溶射
が適当である。加熱溶融方法としてはエネルギー密度が
高く、狭い範囲を瞬間的に溶かすことのできる電子ビー
ムを適用する他に、レーザビームが適用できる。タング
ステン不活性ガスアークやプラズ寸アークを適用する場
合は、電極と溶射層との間にアークが発生し、動翼本体
を直接溶融することはないが、熱影響による動翼の変質
をできるだけ抑えるためには低入熱として、加熱しすぎ
ないことが重要である。また、時効硬化処理は改質層５
を局部的忙加熱することによっても実施できる。
しながら行なう火炎溶射法も適用できるが、粉末金属を
供給しながら行なうプラズマ−溶射や減圧プラズマ溶射
が適当である。加熱溶融方法としてはエネルギー密度が
高く、狭い範囲を瞬間的に溶かすことのできる電子ビー
ムを適用する他に、レーザビームが適用できる。タング
ステン不活性ガスアークやプラズ寸アークを適用する場
合は、電極と溶射層との間にアークが発生し、動翼本体
を直接溶融することはないが、熱影響による動翼の変質
をできるだけ抑えるためには低入熱として、加熱しすぎ
ないことが重要である。また、時効硬化処理は改質層５
を局部的忙加熱することによっても実施できる。
上記の説明では、タービン動翼の一部に対して施工する
方法について述べたが、第４図に示すように１チタン合
金から成るピース１ｂに対して同様の方法を施工して改
質層５ａを形成した後、このピースをチタン合金から成
るタービン動翼１ａのたとえば蒸気入口部に取付けるこ
とによってでも同様の効果が得られる。ピースを取付け
る方法は電子ビーム溶接、レーザビーム溶接、ＴＩＧ（
タングステン不活性ガスアーク）溶接、プラズマ溶接が
適用できる。溶射部の加熱溶融とピースの取付けとに同
一の熱源を採用すれば、これが１回の工程でできるので
能率的である。
方法について述べたが、第４図に示すように１チタン合
金から成るピース１ｂに対して同様の方法を施工して改
質層５ａを形成した後、このピースをチタン合金から成
るタービン動翼１ａのたとえば蒸気入口部に取付けるこ
とによってでも同様の効果が得られる。ピースを取付け
る方法は電子ビーム溶接、レーザビーム溶接、ＴＩＧ（
タングステン不活性ガスアーク）溶接、プラズマ溶接が
適用できる。溶射部の加熱溶融とピースの取付けとに同
一の熱源を採用すれば、これが１回の工程でできるので
能率的である。
また、表面改質は動翼の一面のみでなく背側および腹側
の両面に実施することもできる。
の両面に実施することもできる。
〔発明の効果〕
本発明たよれば、チタン合金から成るタービン動翼の蒸
気入口部は、時効硬化型のチタン合金を溶射後加熱溶融
するととｋよシ、動翼の熱による変形と変質をできるだ
け抑えながら、緻密で動翼によく密着した改質層を形成
でき、耐エロージヨン性に優れたタービン動翼の表面改
質方法が得られる。
気入口部は、時効硬化型のチタン合金を溶射後加熱溶融
するととｋよシ、動翼の熱による変形と変質をできるだ
け抑えながら、緻密で動翼によく密着した改質層を形成
でき、耐エロージヨン性に優れたタービン動翼の表面改
質方法が得られる。
第１図ないし第４図は本発明の実施例を示す図面である
。 １．１ａ・・・チタン合金から成るタービン動翼、１ｂ
・・・チタン合金から成るピース、２・・・凹み部、３
・・・溶射部、４・・・電子ビーム、５，５ａ・・・改
質層、６・・・溶接部。 代理人 弁理士 坂 間 暁 外２名第
１図 第２図 第３図
。 １．１ａ・・・チタン合金から成るタービン動翼、１ｂ
・・・チタン合金から成るピース、２・・・凹み部、３
・・・溶射部、４・・・電子ビーム、５，５ａ・・・改
質層、６・・・溶接部。 代理人 弁理士 坂 間 暁 外２名第
１図 第２図 第３図
Claims (1)
- チタン合金から成るタービン動翼の蒸気入口部に凹みを
形成し、この凹み部に時効硬化型のチタン合金を溶射し
た後、溶射部を加熱、溶融し、次いで時効硬化処理を施
すことを特徴とするタービン動翼の表面改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP308288A JPH01182504A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | タービン動翼の表面改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP308288A JPH01182504A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | タービン動翼の表面改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01182504A true JPH01182504A (ja) | 1989-07-20 |
Family
ID=11547418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP308288A Pending JPH01182504A (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | タービン動翼の表面改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01182504A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6375420B1 (en) * | 1998-07-31 | 2002-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High efficiency blade configuration for steam turbine |
| JP2009523939A (ja) * | 2006-01-17 | 2009-06-25 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 流体機械の流路に配置すべき部品および被膜生成のためのスプレイ法 |
| JP2014029145A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-02-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐エロージョン性金属材料の溶接方法及びタービン翼 |
| CN104718348A (zh) * | 2012-09-21 | 2015-06-17 | 三菱日立电力系统株式会社 | 抗蚀性金属材料的焊接方法以及涡轮叶片 |
| JP2015200218A (ja) * | 2014-04-07 | 2015-11-12 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 動翼、エロージョンシールドの形成方法及び動翼製造方法 |
-
1988
- 1988-01-12 JP JP308288A patent/JPH01182504A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6375420B1 (en) * | 1998-07-31 | 2002-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High efficiency blade configuration for steam turbine |
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| US8277194B2 (en) | 2006-01-17 | 2012-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Component to be arranged in the flow channel of a turbomachine and spraying method for producing the coating |
| JP2014029145A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-02-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐エロージョン性金属材料の溶接方法及びタービン翼 |
| CN104718348A (zh) * | 2012-09-21 | 2015-06-17 | 三菱日立电力系统株式会社 | 抗蚀性金属材料的焊接方法以及涡轮叶片 |
| CN104718348B (zh) * | 2012-09-21 | 2016-09-28 | 三菱日立电力系统株式会社 | 抗蚀性金属材料的焊接方法以及涡轮叶片 |
| US10662785B2 (en) | 2012-09-21 | 2020-05-26 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Method of welding erosion resistance metallic material and turbine blade |
| JP2015200218A (ja) * | 2014-04-07 | 2015-11-12 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 動翼、エロージョンシールドの形成方法及び動翼製造方法 |
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