JPH0275701A - タービン翼 - Google Patents
タービン翼Info
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- JPH0275701A JPH0275701A JP22624588A JP22624588A JPH0275701A JP H0275701 A JPH0275701 A JP H0275701A JP 22624588 A JP22624588 A JP 22624588A JP 22624588 A JP22624588 A JP 22624588A JP H0275701 A JPH0275701 A JP H0275701A
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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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は火力タービン低圧段、原子力タービン及び地熱
タービン等、湿り蒸気中で使用されるタービンのタービ
ン翼に関する。
タービン等、湿り蒸気中で使用されるタービンのタービ
ン翼に関する。
（従来の技術）
火力タービン低圧段、原子力タービン及び地熱タービン
等、湿り蒸気中で使用されるタービン翼には、蒸気中に
含まれている水滴の衝突によって、前記タービン翼面が
浸食（エロージョン）される現象が認められている。こ
のタービン翼面の浸食を防止するため、前記タービン翼
面先端部の蒸気流入側面に耐食性材料より成る防食片乃
至防食層（耐エロージヨン性層）を一体的に取着した構
成を採っている。第４図及び第５図は上記耐エロージヨ
ン性乃至浸食防止領域層を付与したタービン翼を斜視的
に及び断面的に示したもので、タービン翼１は翼根部２
で図示されていないロータに固定され、回転する様に成
っており、また、そのタービン翼１先端部の蒸気流入方
向に面した部分には、例えば、ステライトから成る防食
片３ａがティグ溶接、ろう付けあるいは電子ビーム溶接
等により溶接金属４介してを一体化している。
等、湿り蒸気中で使用されるタービン翼には、蒸気中に
含まれている水滴の衝突によって、前記タービン翼面が
浸食（エロージョン）される現象が認められている。こ
のタービン翼面の浸食を防止するため、前記タービン翼
面先端部の蒸気流入側面に耐食性材料より成る防食片乃
至防食層（耐エロージヨン性層）を一体的に取着した構
成を採っている。第４図及び第５図は上記耐エロージヨ
ン性乃至浸食防止領域層を付与したタービン翼を斜視的
に及び断面的に示したもので、タービン翼１は翼根部２
で図示されていないロータに固定され、回転する様に成
っており、また、そのタービン翼１先端部の蒸気流入方
向に面した部分には、例えば、ステライトから成る防食
片３ａがティグ溶接、ろう付けあるいは電子ビーム溶接
等により溶接金属４介してを一体化している。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、上記タービン翼本体先端部の蒸気流入方向に
面した部分に、ステライト等から成る防食片３ａをティ
グ溶接、ろう付け、電子ビーム溶接等により一体化して
構成したタービン翼は、大きな異変形が生じると言う不
都合が認められる。即ち、タービン翼１は通常、１２Ｃ
「マルテンサイト系ステンレス鋼製であるために、溶接
に先立って予熱処理を要すること、また溶接金属４の凝
固に伴い収縮が起こること、更に、溶接が行われる部分
はタービン翼根部２に比較して、肉厚が薄いため、変形
に対する剛性が低いこと等によって、例えば、第４図の
イーイ線に沿った断面状態を模式的に示す第６図の様に
、溶接前の翼形ａに対して、溶接後は翼形すに変形して
いる。このため、溶接後、前記変形の修正を要するが、
その作業が煩雑であるばかりでなく、前記変形修正に伴
いタービン翼先端に、残留応力が生ずる。しかして、前
記残留応力の存在は、タービンに組立て動作（運転）さ
せた際、蒸気中に含まれる塩素イオンにより、前記ター
ビンｙＪＩｔ１の一部を成している防食片３ａ及び防食
片３ａ近傍で、応力腐食割れや工°ローションの発生原
因となり、タービンの運転に重大な悪影響を及ぼす。
面した部分に、ステライト等から成る防食片３ａをティ
グ溶接、ろう付け、電子ビーム溶接等により一体化して
構成したタービン翼は、大きな異変形が生じると言う不
都合が認められる。即ち、タービン翼１は通常、１２Ｃ
「マルテンサイト系ステンレス鋼製であるために、溶接
に先立って予熱処理を要すること、また溶接金属４の凝
固に伴い収縮が起こること、更に、溶接が行われる部分
はタービン翼根部２に比較して、肉厚が薄いため、変形
に対する剛性が低いこと等によって、例えば、第４図の
イーイ線に沿った断面状態を模式的に示す第６図の様に
、溶接前の翼形ａに対して、溶接後は翼形すに変形して
いる。このため、溶接後、前記変形の修正を要するが、
その作業が煩雑であるばかりでなく、前記変形修正に伴
いタービン翼先端に、残留応力が生ずる。しかして、前
記残留応力の存在は、タービンに組立て動作（運転）さ
せた際、蒸気中に含まれる塩素イオンにより、前記ター
ビンｙＪＩｔ１の一部を成している防食片３ａ及び防食
片３ａ近傍で、応力腐食割れや工°ローションの発生原
因となり、タービンの運転に重大な悪影響を及ぼす。
本発明は、上記事情に対応してなされたもので、タービ
ン翼に変形や残留応力を生じさせずに、所要の防食性が
付与され、もって応力腐食割れ及びエロージョンの発生
が防止されたタービン翼を提供することを目的とする。
ン翼に変形や残留応力を生じさせずに、所要の防食性が
付与され、もって応力腐食割れ及びエロージョンの発生
が防止されたタービン翼を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は、前記タービン翼の浸食防止領域層、つまり、
タービン翼の先端部の蒸気流入側（前縁部）を、Ｎｉ基
合金から成る蒸着硬化層にて構成したことを特徴とする
。
タービン翼の先端部の蒸気流入側（前縁部）を、Ｎｉ基
合金から成る蒸着硬化層にて構成したことを特徴とする
。
（作 用）
上記の様に、本発明によれば、タービン翼の先端部の蒸
気流入側（前縁部）が、例えば陰極スパッタリング等低
温処理による、Ｎｉ基合金の蒸着硬化層にて構成されて
いる。即ち、タービン翼の浸食防止領域の形成は、比較
的低温でなし得るるため、タービン翼の変形など起こら
ず、従って、残留応力に起因する応力腐食割れやエロー
ジョン等の発生も全面的に抑制乃至防止され、タービン
翼として所要の機能を長期間に亘って保持する。
気流入側（前縁部）が、例えば陰極スパッタリング等低
温処理による、Ｎｉ基合金の蒸着硬化層にて構成されて
いる。即ち、タービン翼の浸食防止領域の形成は、比較
的低温でなし得るるため、タービン翼の変形など起こら
ず、従って、残留応力に起因する応力腐食割れやエロー
ジョン等の発生も全面的に抑制乃至防止され、タービン
翼として所要の機能を長期間に亘って保持する。
（実施例）
以下本発明の実施例を持切する。
第１図は本発明のタービン翼の一例を斜視的に示したも
ので、１はタービン翼本体、２はタービン翼本体１の根
部で図示されていないロータに嵌着固定する部分、３は
タービン翼本体１の先端部で蒸気流入側（前縁部）に被
着形成されたＮｉ基合金系の蒸着金属硬化層であり、こ
の蒸着金属硬化層３はタービン翼の浸食防止領域層をな
している。第２図は第１図のローロ線に沿った断面状態
を示したものである。
ので、１はタービン翼本体、２はタービン翼本体１の根
部で図示されていないロータに嵌着固定する部分、３は
タービン翼本体１の先端部で蒸気流入側（前縁部）に被
着形成されたＮｉ基合金系の蒸着金属硬化層であり、こ
の蒸着金属硬化層３はタービン翼の浸食防止領域層をな
している。第２図は第１図のローロ線に沿った断面状態
を示したものである。
しかして、上記本発明のタービン翼は、例えば、次のよ
うにして容易に構成できる。先ず、Ｃｒ９〜１２ｗｔ％
、（Ｍ ｏ ２．ＯＶｔ％） 、Ｎ ｉ ２．０ｗｔ
％、ｃ ｏ、５ｗｔ％、Ｎｂ ０．５１１１ｔ％、残
部Ｆｅより成る１２Ｃｒ鋼や１３Ｃ「鋼の鍛造素材に調
質熱処理を施し、所要の機械的な性質を付与したものに
就いて、所要のタービン翼の形状に機械加工してタービ
ン翼基体１ａを作成する。次いで上記タービン翼基体１
ａの先端部で蒸気流入側（前縁部）の所要領域表面を例
えば５０〜７０μ腸程度の深さに切削加工し、この切削
加工面を例えばアセトン等で脱脂する一方、前記切削加
工面以外の領域面を、例えば、フロン樹脂系あるいはア
ンチセメンタイト等でマスキングする。
うにして容易に構成できる。先ず、Ｃｒ９〜１２ｗｔ％
、（Ｍ ｏ ２．ＯＶｔ％） 、Ｎ ｉ ２．０ｗｔ
％、ｃ ｏ、５ｗｔ％、Ｎｂ ０．５１１１ｔ％、残
部Ｆｅより成る１２Ｃｒ鋼や１３Ｃ「鋼の鍛造素材に調
質熱処理を施し、所要の機械的な性質を付与したものに
就いて、所要のタービン翼の形状に機械加工してタービ
ン翼基体１ａを作成する。次いで上記タービン翼基体１
ａの先端部で蒸気流入側（前縁部）の所要領域表面を例
えば５０〜７０μ腸程度の深さに切削加工し、この切削
加工面を例えばアセトン等で脱脂する一方、前記切削加
工面以外の領域面を、例えば、フロン樹脂系あるいはア
ンチセメンタイト等でマスキングする。
上記処理したタービン翼基体に就いて、所用の浸食防止
処理を施す。この浸食防止処理には、例えば、第３図に
示す様な構造の処理装置が用いられる。即ち、排気系に
連接する排気口５、ガス抜き口６、開閉バルブ７を介し
て連接した乾燥剤８内蔵のガス溜９、蒸着金属ＩＯを支
持する支持体１１等を備えた真空槽１２と、この真空槽
１２に近接して配置され、前記真空槽１２内に気密に装
着される被処理体（タービン翼基体） ｌａを把持する
チャック１３を支りする支持体１４と、前記蒸着金属ｌ
Ｏ及びタービン翼基体Ｌａに各々所要の電圧を与える直
流電源１５．１８とから成る装置を用意する。なお、第
３図において、１７は蒸着金属ｌＯを支持する支持体１
１と真空槽１２壁との間を絶縁する絶縁層、また１８は
チャック１３とタービン翼基体１ａとを絶縁する絶縁体
である。
処理を施す。この浸食防止処理には、例えば、第３図に
示す様な構造の処理装置が用いられる。即ち、排気系に
連接する排気口５、ガス抜き口６、開閉バルブ７を介し
て連接した乾燥剤８内蔵のガス溜９、蒸着金属ＩＯを支
持する支持体１１等を備えた真空槽１２と、この真空槽
１２に近接して配置され、前記真空槽１２内に気密に装
着される被処理体（タービン翼基体） ｌａを把持する
チャック１３を支りする支持体１４と、前記蒸着金属ｌ
Ｏ及びタービン翼基体Ｌａに各々所要の電圧を与える直
流電源１５．１８とから成る装置を用意する。なお、第
３図において、１７は蒸着金属ｌＯを支持する支持体１
１と真空槽１２壁との間を絶縁する絶縁層、また１８は
チャック１３とタービン翼基体１ａとを絶縁する絶縁体
である。
上記、用意した処理装置の蒸着金属支持体１１に、所要
の蒸着金属例えば、Ｎ ｔ −Ａ １合金を装着支持さ
せる一方、真空槽１２内に被処理体（タービン翼基体）
ｌａを気密に装着する。次いで、排気系を動作させ真
空槽１２内を高真空にし、ガス溜りから十分精製された
例えばＡｒガスを真空槽１２内に送り、真空槽１２内の
圧力をｔｏ−３Ｔｏｒｒ程度に設定する。
の蒸着金属例えば、Ｎ ｔ −Ａ １合金を装着支持さ
せる一方、真空槽１２内に被処理体（タービン翼基体）
ｌａを気密に装着する。次いで、排気系を動作させ真
空槽１２内を高真空にし、ガス溜りから十分精製された
例えばＡｒガスを真空槽１２内に送り、真空槽１２内の
圧力をｔｏ−３Ｔｏｒｒ程度に設定する。
しかる後、蒸着金属ＩＯ側の直流電源１５に約５００ｖ
の電圧を加え、前記蒸着金属ｌＯとタービン翼基体１ａ
との間（約３０〜５０■■）にグロー放電を約５分間程
度発生させ、タービン翼基体１ａの所定面（浸食防止領
域形成面）を清浄にするとともに、前記蒸着金属ＩＯを
約２００〜３００℃に予熱する。更に、上記蒸着金属Ｉ
Ｏ側の直流電源１５の電圧を１５００〜２０００Ｖ程度
印加し、蒸着金属ＩＯからの蒸発原子をグロー放電領域
で一部イオン化させ、加速して前記タービン翼基体１ａ
の所定面（浸食防止領域形成面）に高エネルギをもって
衝突させ、厚さ約３０μ■の下地層を形成する。次いで
、ガス抜き口６を介して汚れたガスを排出し、Ｃｒ：１
２、Ｍｏ：１０、Ｎｂ：３、残部Ｎｉより成る合金を、
新たに蒸着金属支持体１１に装着支持させ、上記と同様
の操作を繰返し、多層的に前記Ｎｉ基合金の蒸着硬化層
を被着形成して、前記タービン翼基体１ａの浸食防止領
域を形成するため切削した領域を埋めた後、真空槽１２
内から取出し、前記マスキングを除去することによって
、所要の浸食防止領域乃至層を備えたタービン翼が得ら
れる。
の電圧を加え、前記蒸着金属ｌＯとタービン翼基体１ａ
との間（約３０〜５０■■）にグロー放電を約５分間程
度発生させ、タービン翼基体１ａの所定面（浸食防止領
域形成面）を清浄にするとともに、前記蒸着金属ＩＯを
約２００〜３００℃に予熱する。更に、上記蒸着金属Ｉ
Ｏ側の直流電源１５の電圧を１５００〜２０００Ｖ程度
印加し、蒸着金属ＩＯからの蒸発原子をグロー放電領域
で一部イオン化させ、加速して前記タービン翼基体１ａ
の所定面（浸食防止領域形成面）に高エネルギをもって
衝突させ、厚さ約３０μ■の下地層を形成する。次いで
、ガス抜き口６を介して汚れたガスを排出し、Ｃｒ：１
２、Ｍｏ：１０、Ｎｂ：３、残部Ｎｉより成る合金を、
新たに蒸着金属支持体１１に装着支持させ、上記と同様
の操作を繰返し、多層的に前記Ｎｉ基合金の蒸着硬化層
を被着形成して、前記タービン翼基体１ａの浸食防止領
域を形成するため切削した領域を埋めた後、真空槽１２
内から取出し、前記マスキングを除去することによって
、所要の浸食防止領域乃至層を備えたタービン翼が得ら
れる。
上記構成における低温表面処理（陰極スパッタリング蒸
着）にて被着形成した浸食防止領域乃至層を成す前記Ｎ
ｉ基合金の蒸着硬化層は密着性が優れれ、付まわりがよ
く肉厚も均一で、表面も良好な平滑性を呈してる。しか
も、前記浸食防止領域乃至層を成す前記Ｎｉ基合金の蒸
着硬化層は硬度Ｈｖも約５５０程度で、従来浸食防止材
乃至浸食防止片として実用されているステライト（Ｃｏ
合金）の硬度Ｈｖが約４５０程度に過ぎなかったのに比
べ大幅に優れており、蒸気に対しても優れた防食性を示
す。なお硬度はビッカース硬さで示しである。
着）にて被着形成した浸食防止領域乃至層を成す前記Ｎ
ｉ基合金の蒸着硬化層は密着性が優れれ、付まわりがよ
く肉厚も均一で、表面も良好な平滑性を呈してる。しか
も、前記浸食防止領域乃至層を成す前記Ｎｉ基合金の蒸
着硬化層は硬度Ｈｖも約５５０程度で、従来浸食防止材
乃至浸食防止片として実用されているステライト（Ｃｏ
合金）の硬度Ｈｖが約４５０程度に過ぎなかったのに比
べ大幅に優れており、蒸気に対しても優れた防食性を示
す。なお硬度はビッカース硬さで示しである。
［発明の効果］
上記説明から分るように、本発明のタービン翼は、ター
ビンとして組立て実用される際、流入してくる蒸気によ
って浸食され易い領域の防食が、特にＮｉ基合金の蒸着
硬化層によよって成されている。しかして、このＮｉ基
合金の蒸着硬化層はタービン翼基体に対しても強固に密
着一体化してしているばかりでなく、表面硬度も高いた
め、蒸気に対する防食性乃至耐エロージヨン性もすくれ
ており、タービンの安全運転や信頼性の上でも、実用上
多くの利点をもたらす。つまり、前記浸食防止領域乃至
層を成す前記Ｎｉ基基台合金蒸着硬化層は、タービン翼
基体に対し強固に密着一体化し、また高い表面硬度を有
する上、この浸食防止領域乃至層の形成具備に当たって
、タービン翼基体の溶接変形や、この溶接変形の修正に
伴う残留応力発生の問題も・ないため、応力腐食割れ発
生の恐れも全面的に除かれることになる。
ビンとして組立て実用される際、流入してくる蒸気によ
って浸食され易い領域の防食が、特にＮｉ基合金の蒸着
硬化層によよって成されている。しかして、このＮｉ基
合金の蒸着硬化層はタービン翼基体に対しても強固に密
着一体化してしているばかりでなく、表面硬度も高いた
め、蒸気に対する防食性乃至耐エロージヨン性もすくれ
ており、タービンの安全運転や信頼性の上でも、実用上
多くの利点をもたらす。つまり、前記浸食防止領域乃至
層を成す前記Ｎｉ基基台合金蒸着硬化層は、タービン翼
基体に対し強固に密着一体化し、また高い表面硬度を有
する上、この浸食防止領域乃至層の形成具備に当たって
、タービン翼基体の溶接変形や、この溶接変形の修正に
伴う残留応力発生の問題も・ないため、応力腐食割れ発
生の恐れも全面的に除かれることになる。
第１図は本発明のタービン翼の一構成例を示す斜視図、
第２図は第１図ローロ線に沿った断面図、第３図は本発
明のタービン翼の製造工程例を説明する模式図、第４図
は従来のタービン翼の構成例を示す斜視図、第５図は第
４図イーイ線に沿った断面図、第６図は従来のタービン
翼の構成において溶接変形前後の状態を示す模式図であ
る。 １〜タ一ビン翼本体 ｌａ〜ミルタービン体 ２〜タ一ビン翼根部 ３・・・Ｎｉ基合金蒸着硬化層 出願人 株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第３図 第５図 第６図
第２図は第１図ローロ線に沿った断面図、第３図は本発
明のタービン翼の製造工程例を説明する模式図、第４図
は従来のタービン翼の構成例を示す斜視図、第５図は第
４図イーイ線に沿った断面図、第６図は従来のタービン
翼の構成において溶接変形前後の状態を示す模式図であ
る。 １〜タ一ビン翼本体 ｌａ〜ミルタービン体 ２〜タ一ビン翼根部 ３・・・Ｎｉ基合金蒸着硬化層 出願人 株式会社 東芝 代理人 弁理士 須 山 佐 − 第３図 第５図 第６図
Claims (1)
- タービン翼本体先端部の蒸気流入側に耐エロージョン性
の浸食防止領域層を形成具備して成るタービン翼におい
て、前記浸食防止領域層をＮｉ合金の蒸着硬化層で形成
して成ることを特徴とするタービン翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624588A JPH0275701A (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | タービン翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22624588A JPH0275701A (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | タービン翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275701A true JPH0275701A (ja) | 1990-03-15 |
Family
ID=16842169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22624588A Pending JPH0275701A (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | タービン翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0275701A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100826551B1 (ko) * | 2006-10-09 | 2008-04-30 | 심플렉스 인터넷 주식회사 | 수험 시간관리 시계 및 이를 이용한 수험 시간관리 시스템 |
| KR100861237B1 (ko) * | 2006-10-26 | 2008-10-02 | 한태환 | 시험용 시간 관리 시계 |
| JP2009191733A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Toshiba Corp | 蒸気タービン翼およびその表面改質方法 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP22624588A patent/JPH0275701A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100826551B1 (ko) * | 2006-10-09 | 2008-04-30 | 심플렉스 인터넷 주식회사 | 수험 시간관리 시계 및 이를 이용한 수험 시간관리 시스템 |
| KR100861237B1 (ko) * | 2006-10-26 | 2008-10-02 | 한태환 | 시험용 시간 관리 시계 |
| JP2009191733A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Toshiba Corp | 蒸気タービン翼およびその表面改質方法 |
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