JPH0610613A - タービンブレードの修理方法 - Google Patents
タービンブレードの修理方法Info
- Publication number
- JPH0610613A JPH0610613A JP6249693A JP6249693A JPH0610613A JP H0610613 A JPH0610613 A JP H0610613A JP 6249693 A JP6249693 A JP 6249693A JP 6249693 A JP6249693 A JP 6249693A JP H0610613 A JPH0610613 A JP H0610613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- layer
- turbine blade
- turbine
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
- B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
- B23P6/007—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/005—Repairing methods or devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 タービンブレードを取り外さないで、経済的
に実施できるタービンブレードの修理方法を提供する。 【構成】 タービンブレードの修理方法は、修理される
べきタービンブレード１０の領域３０から損傷の生じた
全ての材料２２を取り除き、修理領域３０上に溶接によ
ってインコネルのような軟らかい第１金属材料層３１を
具えさせ、第１材料層３１の上に第１の材料よりも硬
い、例えば、ステライトのような第２金属材料層３６を
具えさせ、タービンブレード１０上に応力軽減熱処理工
程を行ない、そして、所望のブレード形状を得るため
に、第１及び／又は第２材料層を必要に応じて機械加工
又は研磨することからなる。
に実施できるタービンブレードの修理方法を提供する。 【構成】 タービンブレードの修理方法は、修理される
べきタービンブレード１０の領域３０から損傷の生じた
全ての材料２２を取り除き、修理領域３０上に溶接によ
ってインコネルのような軟らかい第１金属材料層３１を
具えさせ、第１材料層３１の上に第１の材料よりも硬
い、例えば、ステライトのような第２金属材料層３６を
具えさせ、タービンブレード１０上に応力軽減熱処理工
程を行ない、そして、所望のブレード形状を得るため
に、第１及び／又は第２材料層を必要に応じて機械加工
又は研磨することからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に蒸気タービンに使
用するためのステータブレード、又はロータブレード等
のタービンブレードの修理方法に関する。しかしなが
ら、本発明の修理方法は、ガスタービンブレードの修理
にも使用できるであろう。
用するためのステータブレード、又はロータブレード等
のタービンブレードの修理方法に関する。しかしなが
ら、本発明の修理方法は、ガスタービンブレードの修理
にも使用できるであろう。
【０００２】
【従来技術とその課題】蒸気タービンにおいて、タービ
ンの使用中に、固形粒子又は微小水滴のどちらかの衝撃
により最も損傷しやすいのは、タービンの外側端部であ
る。微小水滴又は水蒸気による衝撃は、タービンの後半
部分、すなわち蒸気が冷却され、さらにそれによって水
が容易に凝縮するウィルソンラインとして知られる範囲
外の低圧力の端部で生じる傾向にある。
ンの使用中に、固形粒子又は微小水滴のどちらかの衝撃
により最も損傷しやすいのは、タービンの外側端部であ
る。微小水滴又は水蒸気による衝撃は、タービンの後半
部分、すなわち蒸気が冷却され、さらにそれによって水
が容易に凝縮するウィルソンラインとして知られる範囲
外の低圧力の端部で生じる傾向にある。
【０００３】水中の化学物とブレードがさらされる応力
との結合により、ブレードに何らかの傷又は過渡的欠陥
がある場合には、特に、ブレード上で非常に有害な影響
をもたらし得る「圧力腐食割れ」として知られる影響を
及ぼすことがある。
との結合により、ブレードに何らかの傷又は過渡的欠陥
がある場合には、特に、ブレード上で非常に有害な影響
をもたらし得る「圧力腐食割れ」として知られる影響を
及ぼすことがある。
【０００４】タービンが高圧状態のとき、ボイラーから
の蒸気中に含まれる微粒子は、タービンブレードの先導
端部(leading edge)の腐食を招く可能性がある。
の蒸気中に含まれる微粒子は、タービンブレードの先導
端部(leading edge)の腐食を招く可能性がある。
【０００５】速い直線スピードのために非常に損傷しや
すいのは、一般にタービンブレードの外側端部であり、
水蒸気又は微粒子との衝撃によるスピードは、タービン
ブレードの内側端部におけるものよりもかなり大きい。
このことは、ブレードがかなりの長さになる傾向がある
ため、タービンの低圧力の端部に近付いていくと特に顕
著になる。
すいのは、一般にタービンブレードの外側端部であり、
水蒸気又は微粒子との衝撃によるスピードは、タービン
ブレードの内側端部におけるものよりもかなり大きい。
このことは、ブレードがかなりの長さになる傾向がある
ため、タービンの低圧力の端部に近付いていくと特に顕
著になる。
【０００６】腐食の影響を除去するために、タービンブ
レードの先導端部で、ステライトのような硬い材料のシ
ールドをはめ込むことは既に知られているところであ
り、又発明者は、ステライトのような硬い材料のブレー
ドの溶接、又は、一般に１２％クロム鋼である通常の金
属タービンブレードよりも硬くするための高炭素鋼の熱
処理を含む様々な修理方法を提案している。ブレードの
材料と同材料でできている挿入物を具えることも提案さ
れているが、これは少なくとも材料を堅固にするために
一部分を処理するだけである。このような方法は、英国
特許第２１９８６６７号、第２２２７１９０号、そして
第２２２９９４４号に大変詳細に開示されている。
レードの先導端部で、ステライトのような硬い材料のシ
ールドをはめ込むことは既に知られているところであ
り、又発明者は、ステライトのような硬い材料のブレー
ドの溶接、又は、一般に１２％クロム鋼である通常の金
属タービンブレードよりも硬くするための高炭素鋼の熱
処理を含む様々な修理方法を提案している。ブレードの
材料と同材料でできている挿入物を具えることも提案さ
れているが、これは少なくとも材料を堅固にするために
一部分を処理するだけである。このような方法は、英国
特許第２１９８６６７号、第２２２７１９０号、そして
第２２２９９４４号に大変詳細に開示されている。
【０００７】発明者の提案した方法は、大変満足できる
ものであることが判明している。しかしながら、修理が
行なわれた後、ブレード内の応力を実質的に無くすため
に、この修理方法はきわめて慎重にコントロールされた
条件のもとで行なわれなければならず、又、緩衝器、レ
ーシングワイヤー、側板(shroud)等のようなブレードを
相互連結する部材は、溶接が行なわれている間に生じる
ような熱のインプットが与えられる前に取り除かれなけ
ればならず、さもないと、応力集中が発生して、これ
は、通常の熱処理工程によって処理することはほとんど
不可能であることが判明している。発明者は、加熱と冷
却の組み合せ、及び、或る場合には予め歪みを与えるこ
とによって、当初製造されたときのブレードよりもよい
状態ではないとしても、ブレードを良い状態にできる修
理方法があることを発見した。
ものであることが判明している。しかしながら、修理が
行なわれた後、ブレード内の応力を実質的に無くすため
に、この修理方法はきわめて慎重にコントロールされた
条件のもとで行なわれなければならず、又、緩衝器、レ
ーシングワイヤー、側板(shroud)等のようなブレードを
相互連結する部材は、溶接が行なわれている間に生じる
ような熱のインプットが与えられる前に取り除かれなけ
ればならず、さもないと、応力集中が発生して、これ
は、通常の熱処理工程によって処理することはほとんど
不可能であることが判明している。発明者は、加熱と冷
却の組み合せ、及び、或る場合には予め歪みを与えるこ
とによって、当初製造されたときのブレードよりもよい
状態ではないとしても、ブレードを良い状態にできる修
理方法があることを発見した。
【０００８】ステライトのような材料は高価なため、
又、レーシングワイヤーの穴の除去、、再穴明け等を含
めて考慮に入れると、注意や時間を必要とするため、優
れた修理が行なわれても、かなりの費用がかかってしま
い、又、高い水準でそのような修理を施すと、タービン
ブレードを所望の期間よりも長く使用不能の状態に置く
ことになろう。
又、レーシングワイヤーの穴の除去、、再穴明け等を含
めて考慮に入れると、注意や時間を必要とするため、優
れた修理が行なわれても、かなりの費用がかかってしま
い、又、高い水準でそのような修理を施すと、タービン
ブレードを所望の期間よりも長く使用不能の状態に置く
ことになろう。
【０００９】従って、従来より迅速でありながら、相対
的に経済的である、満足のゆくブレードの修理方法が望
まれる場合がある。
的に経済的である、満足のゆくブレードの修理方法が望
まれる場合がある。
【００１０】そこで、このようなタービンの新しい修理
方法を提供することが、本発明の目的である。
方法を提供することが、本発明の目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの側面によ
れば、以下のようなタービンブレードの修理方法が提供
される。すなわち、修理されるべきタービンブレードの
領域から損傷の生じた全ての材料を取り除き、前記修理
領域上に、溶接によって第１金属材料層を具えさせ、前
記第１材料層の上に前記第１の材料よりも硬い第２金属
材料層を具えさせ、ここに、前記第２材料層は前記第１
材料層の領域を越えて延びないないように具えられ、前
記タービンブレード上に応力軽減熱処理を行ない、所望
のブレード形状を得るために、前記第１及び／又は第２
材料層を必要に応じて機械加工又は研磨する。
れば、以下のようなタービンブレードの修理方法が提供
される。すなわち、修理されるべきタービンブレードの
領域から損傷の生じた全ての材料を取り除き、前記修理
領域上に、溶接によって第１金属材料層を具えさせ、前
記第１材料層の上に前記第１の材料よりも硬い第２金属
材料層を具えさせ、ここに、前記第２材料層は前記第１
材料層の領域を越えて延びないないように具えられ、前
記タービンブレード上に応力軽減熱処理を行ない、所望
のブレード形状を得るために、前記第１及び／又は第２
材料層を必要に応じて機械加工又は研磨する。
【００１２】好適には、前記第１材料層及び前記第２材
料層は、共に、ブレードに加わる熱のインプットをでき
る限り抑えるような方法で具えられ、又、ブレードの或
る部分の温度が、予め決められた値を以上に上昇しない
ことを確実にするために、ブレードの温度は常にモニタ
ーされる。
料層は、共に、ブレードに加わる熱のインプットをでき
る限り抑えるような方法で具えられ、又、ブレードの或
る部分の温度が、予め決められた値を以上に上昇しない
ことを確実にするために、ブレードの温度は常にモニタ
ーされる。
【００１３】好適には、前記第１材料層はインコネルか
らなる。
らなる。
【００１４】好適には、前記第２材料層はブレードの材
料よりも硬い。
料よりも硬い。
【００１５】好適には、前記第２材料層はステライトか
らなる。
らなる。
【００１６】修理部分の温度をできるだけ低く保つため
に、同時に複数のタービンブレードを修理することが考
えられる。一例としては、前記第１及び第２材料層の一
部を含む１回の溶接作業を１つのブレードに行い、その
次に、他のブレードに溶接作業を行ない、その間に最初
のブレードを冷却させるようにするのである。
に、同時に複数のタービンブレードを修理することが考
えられる。一例としては、前記第１及び第２材料層の一
部を含む１回の溶接作業を１つのブレードに行い、その
次に、他のブレードに溶接作業を行ない、その間に最初
のブレードを冷却させるようにするのである。
【００１７】さらに、例えば、レーシングワイヤーの
穴、緩衝器、及び側板への固定箇所となるほぞ(tenon)
のように、ブレードの傷つきやすい部分が、予め決めら
れた温度より上昇しないようにするため、冷却部材のよ
うな熱伝達手段が、上記の傷つきやすい部分の温度を最
小限に抑えるように具えられるであろう。
穴、緩衝器、及び側板への固定箇所となるほぞ(tenon)
のように、ブレードの傷つきやすい部分が、予め決めら
れた温度より上昇しないようにするため、冷却部材のよ
うな熱伝達手段が、上記の傷つきやすい部分の温度を最
小限に抑えるように具えられるであろう。
【００１８】本発明の修理方法は、側板、レーシングワ
イヤー等を取り除く必要なしに効果的に行なえるが、あ
る条件下では、レーシングワイヤーの除去と穴を充填す
ることが必要な場合もある。さらに、側板の除去と緩衝
器の分離も必要な場合があろう。
イヤー等を取り除く必要なしに効果的に行なえるが、あ
る条件下では、レーシングワイヤーの除去と穴を充填す
ることが必要な場合もある。さらに、側板の除去と緩衝
器の分離も必要な場合があろう。
【００１９】側板の除去と新しい側板への交換は、長時
間を要する複雑な作業であり、又、側板が取り付けられ
るほぞの部分でタービンブレードに損傷を与える可能性
が大きい。従って、本発明の他の側面によれば、ブレー
ドが側板によって繋がれている場合、所望であれば、側
板を切断して修理すべきブレードを自由にし、修理及び
熱処理工程が行なわれた後、溶接もしくはその他の適当
な手段によって側板を再度取り付けることができるよう
になっている。側板の切断及び再溶接は、好適には、溶
接作業中の熱インプットが２つの隣り合っているブレー
ドから最大限離れるように、２つのブレードの間の中間
点で行ない、それによってほぞの周りのブレード部分に
加わる熱を最小限に抑えることができる。
間を要する複雑な作業であり、又、側板が取り付けられ
るほぞの部分でタービンブレードに損傷を与える可能性
が大きい。従って、本発明の他の側面によれば、ブレー
ドが側板によって繋がれている場合、所望であれば、側
板を切断して修理すべきブレードを自由にし、修理及び
熱処理工程が行なわれた後、溶接もしくはその他の適当
な手段によって側板を再度取り付けることができるよう
になっている。側板の切断及び再溶接は、好適には、溶
接作業中の熱インプットが２つの隣り合っているブレー
ドから最大限離れるように、２つのブレードの間の中間
点で行ない、それによってほぞの周りのブレード部分に
加わる熱を最小限に抑えることができる。
【００２０】本発明による修理方法を実施したところ、
溶接された材料層は、ブレード冷却の後、或る程度圧縮
されており、このことは、亀裂の伝播可能性を減少さ
せ、これにより、修理部分の寿命を長くするという予期
せぬ効果が発見された。
溶接された材料層は、ブレード冷却の後、或る程度圧縮
されており、このことは、亀裂の伝播可能性を減少さ
せ、これにより、修理部分の寿命を長くするという予期
せぬ効果が発見された。
【００２１】本発明の方法は、過度の温度勾配、歪み及
び傷つきやすい部分への温度伝播を最小限に減らすため
に、最良の溶接パターンを決定するタービンブレード上
での実験ステップをも含み、又、満足しうる溶接方法
は、最良のパターンに従い、修理されるべきタービンの
個々のブレードについて決定される。
び傷つきやすい部分への温度伝播を最小限に減らすため
に、最良の溶接パターンを決定するタービンブレード上
での実験ステップをも含み、又、満足しうる溶接方法
は、最良のパターンに従い、修理されるべきタービンの
個々のブレードについて決定される。
【００２２】実験的ブレードは、修理されるべきタービ
ンのものと同じであるが、実際には取り付けられないブ
レードであることが好ましい。しかしながら、実験的ブ
レードは、例えば、側板、レーシングワイヤー等による
他のブレードへの取り付けをシミュレートできるような
方法で、正確にコントロールできるように、取り付けら
れることができよう。
ンのものと同じであるが、実際には取り付けられないブ
レードであることが好ましい。しかしながら、実験的ブ
レードは、例えば、側板、レーシングワイヤー等による
他のブレードへの取り付けをシミュレートできるような
方法で、正確にコントロールできるように、取り付けら
れることができよう。
【００２３】好適には、本発明の方法は、修理部分の分
析及び検査を含み、これは、適切な修理が行われ、ブレ
ードができる限り応力のない状態になるように、Ｘ線及
び硬度検査を含むことになろう。
析及び検査を含み、これは、適切な修理が行われ、ブレ
ードができる限り応力のない状態になるように、Ｘ線及
び硬度検査を含むことになろう。
【００２４】ブレードは、修理工程中に生じることが予
想されるあらゆる歪みを矯正するために予め故意に歪ま
せておくこともあり、これによって、ブレードは修理及
びあらゆる熱処理工程の後、無応力状態になるだけでな
く、基準ブレードに対して正確に位置付けられ、かくし
て、配列された全てのタービンブレードが、正確に整列
した先導端部及び後方端部を有することになる。
想されるあらゆる歪みを矯正するために予め故意に歪ま
せておくこともあり、これによって、ブレードは修理及
びあらゆる熱処理工程の後、無応力状態になるだけでな
く、基準ブレードに対して正確に位置付けられ、かくし
て、配列された全てのタービンブレードが、正確に整列
した先導端部及び後方端部を有することになる。
【００２５】さらに、固定手段が、ブレードの先導又は
後方端部を所定の位置に保持するために、修理している
間、使用されることもある。しかしながら、側板が、ま
だブレード上に取り付けられているような多くの場合で
は、上記のような手段は必要でないこともある。
後方端部を所定の位置に保持するために、修理している
間、使用されることもある。しかしながら、側板が、ま
だブレード上に取り付けられているような多くの場合で
は、上記のような手段は必要でないこともある。
【００２６】特に薄いブレードのような場合は、既に形
成されている前記第１材料層上に前記第２材料層を全て
形成するのに、１回のパス(pass)しかおこなわれないか
も知れない。複数のパスが必要であるような他の場合、
２回目及びそれ以上のパスは、予め決められた冷却期間
の後、おこなわれるであろうし、このとき、必ずしも、
１回目のパスと同じ方向におこなわれるとは限らない。
成されている前記第１材料層上に前記第２材料層を全て
形成するのに、１回のパス(pass)しかおこなわれないか
も知れない。複数のパスが必要であるような他の場合、
２回目及びそれ以上のパスは、予め決められた冷却期間
の後、おこなわれるであろうし、このとき、必ずしも、
１回目のパスと同じ方向におこなわれるとは限らない。
【００２７】溶接によって付けられた「鋳造」金属は、
ブレードの溶接によって取り付けられた「鍛造」金属ほ
どの耐久性はないと考えられるが、修理に必要な時間の
相当な節約と、硬い第２材料層によって覆われる軟らか
い第１材料層の組合せは、迅速で、相対的に経済的な修
理を行なうことにつながる。ブレードは、正しい形状
に、機械加工及び／又は研磨されるであろう。
ブレードの溶接によって取り付けられた「鍛造」金属ほ
どの耐久性はないと考えられるが、修理に必要な時間の
相当な節約と、硬い第２材料層によって覆われる軟らか
い第１材料層の組合せは、迅速で、相対的に経済的な修
理を行なうことにつながる。ブレードは、正しい形状
に、機械加工及び／又は研磨されるであろう。
【００２８】本発明の好適な方法の１つは、上記のイン
コネルのような軟らかい金属層の上に、ステライトのよ
うな非常に硬い金属層を形成することであるが、前記硬
い金属は、ステライトほど硬くないもので、他に替わる
ものがあり、例えば、高炭素鋼は、所望の硬さを与える
ために熱処理を行なうことができ、或いは、硬合金粉
を、プラズマトランスファー処理により具えることもで
きよう。
コネルのような軟らかい金属層の上に、ステライトのよ
うな非常に硬い金属層を形成することであるが、前記硬
い金属は、ステライトほど硬くないもので、他に替わる
ものがあり、例えば、高炭素鋼は、所望の硬さを与える
ために熱処理を行なうことができ、或いは、硬合金粉
を、プラズマトランスファー処理により具えることもで
きよう。
【００２９】プラズマ蒸着(deposition)の場合、材料層
は非常に薄くなり、修理されるブレードの表面の研磨
は、プラズマ蒸着の前に行なうべきである。何故なら、
プラズマ蒸着の後に研磨すると、蒸着した硬合金が取り
除かれるからである。
は非常に薄くなり、修理されるブレードの表面の研磨
は、プラズマ蒸着の前に行なうべきである。何故なら、
プラズマ蒸着の後に研磨すると、蒸着した硬合金が取り
除かれるからである。
【００３０】本発明は、添付の図面を参照して、例示の
ためにのみ、さらに詳細に説明されるであろう。
ためにのみ、さらに詳細に説明されるであろう。
【００３１】
【実施例】図１を参照すると、３つのタービンブレード
が、符号１０，１１及び１２で示されており、個々のブ
レードは、ロータ１３に取り付けられる根部を有してい
る。
が、符号１０，１１及び１２で示されており、個々のブ
レードは、ロータ１３に取り付けられる根部を有してい
る。
【００３２】個々のブレードの外端は、ブレード１０，
１１及び１２を互いに繋げるためにそれぞれ側板(shrou
d)１７の穴を通って延びているほぞ１４，１５及び１６
を有している。さらなる連結手段が、穴１９，２０及び
２１を通っているレーシングワイヤー１８によって与え
られており、側板１７及びレーシングワイヤー１８は、
ブレードの全体的な微小運動及び隣り合うブレードとの
間の相対的なずれを防止する。
１１及び１２を互いに繋げるためにそれぞれ側板(shrou
d)１７の穴を通って延びているほぞ１４，１５及び１６
を有している。さらなる連結手段が、穴１９，２０及び
２１を通っているレーシングワイヤー１８によって与え
られており、側板１７及びレーシングワイヤー１８は、
ブレードの全体的な微小運動及び隣り合うブレードとの
間の相対的なずれを防止する。
【００３３】前に説明したように、主としてタービンブ
レードの外側先導端部に損傷が起こり、この損傷部分は
図１の符号２２，２３及び２４に示されている。損傷
は、小さな亀裂及び腐食として現われ、そのままにして
おくと大きな亀裂になってしまい、最終的にブレードの
完全な交換を必要とすることになる。
レードの外側先導端部に損傷が起こり、この損傷部分は
図１の符号２２，２３及び２４に示されている。損傷
は、小さな亀裂及び腐食として現われ、そのままにして
おくと大きな亀裂になってしまい、最終的にブレードの
完全な交換を必要とすることになる。
【００３４】図２を参照すると、ブレード１０の外形が
示されており、損傷部分２２は、そこに示されるよう
に、主として先導端部に見られる。ブレードの残りの部
分は、通常は、比較的摩耗しないものである。
示されており、損傷部分２２は、そこに示されるよう
に、主として先導端部に見られる。ブレードの残りの部
分は、通常は、比較的摩耗しないものである。
【００３５】損傷した材料を取り除くために、ブレード
１０は削られ、かくして図３に見られるように、損傷し
た部分は取り除かれる。損傷した部分を研磨することに
よって、多くの亀裂跡が見つかり、このような亀裂を適
切に修理できるであろう。
１０は削られ、かくして図３に見られるように、損傷し
た部分は取り除かれる。損傷した部分を研磨することに
よって、多くの亀裂跡が見つかり、このような亀裂を適
切に修理できるであろう。
【００３６】損傷部分を例示した図において、損傷部分
は、側板１７にまで延びており、そのため、ほぞ１４の
部分に熱が加わると、溶接作業中に高熱が加わることに
よる動きを制限する側板１７があることによって、ほぞ
１４にかなりの応力が加わる可能性がある。
は、側板１７にまで延びており、そのため、ほぞ１４の
部分に熱が加わると、溶接作業中に高熱が加わることに
よる動きを制限する側板１７があることによって、ほぞ
１４にかなりの応力が加わる可能性がある。
【００３７】従って、側板は、ブレード１０の端部が自
由に動けるように、位置２８及び２９で切り離されてお
り、かくして、ほぞ１４に加わるあらゆる応力を軽減す
る。
由に動けるように、位置２８及び２９で切り離されてお
り、かくして、ほぞ１４に加わるあらゆる応力を軽減す
る。
【００３８】軟らかい金属でできている第１材料層が、
それから、ブレードの基部３０に固着される。すなわ
ち、インコネルのような軟らかい金属が、ブレードの長
手方向に沿って、符号３１，３２，３３及び３４の４つ
の部分に示されているように、ブレードに固着される。
これは、損傷の量によっては、１回の作業(run)でもよ
く、もっと多くの数の作業が必要なこともあるであろ
う。
それから、ブレードの基部３０に固着される。すなわ
ち、インコネルのような軟らかい金属が、ブレードの長
手方向に沿って、符号３１，３２，３３及び３４の４つ
の部分に示されているように、ブレードに固着される。
これは、損傷の量によっては、１回の作業(run)でもよ
く、もっと多くの数の作業が必要なこともあるであろ
う。
【００３９】軟らかい金属をブレードに何回の作業で固
着するかによって、実質的に平坦な層を残すために、そ
れから、軟らかい金属を加工することが必要であること
もあろうし、或いは、軟らかい金属をそのままに放置す
る方が好ましい場合もある。
着するかによって、実質的に平坦な層を残すために、そ
れから、軟らかい金属を加工することが必要であること
もあろうし、或いは、軟らかい金属をそのままに放置す
る方が好ましい場合もある。
【００４０】図６に、ブレード１０が示されており、こ
こでは軟らかい金属の部分(run)３１，３２，３３及び
３４は、符号３５に示されているような実質的に同じ厚
さの軟らかい金属からなるように加工され、硬い金属か
ら成る第２材料層を受け入れる用意ができている。
こでは軟らかい金属の部分(run)３１，３２，３３及び
３４は、符号３５に示されているような実質的に同じ厚
さの軟らかい金属からなるように加工され、硬い金属か
ら成る第２材料層を受け入れる用意ができている。
【００４１】図７及び８を参照すると、３つの溶接パス
(pass)３６，３７及び３８の形状の硬い金属が、軟らか
い金属３５の上に付けられているのが示されている。ス
テライトのような硬い金属は、軟らかい金属の場合のよ
うに、３つの部分を同時に付けることはないかもしれな
いが、個々の部分を付ける際に、いくらか時間遅れがあ
り、ブレード１０の温度が、過度に上昇することはない
ようにしている。先に説明したように、符号２０に例示
されるレーシングワイヤーの穴の付近に、ブレードの温
度を制限するため、熱だめ又は冷却部材を具えることも
ある。
(pass)３６，３７及び３８の形状の硬い金属が、軟らか
い金属３５の上に付けられているのが示されている。ス
テライトのような硬い金属は、軟らかい金属の場合のよ
うに、３つの部分を同時に付けることはないかもしれな
いが、個々の部分を付ける際に、いくらか時間遅れがあ
り、ブレード１０の温度が、過度に上昇することはない
ようにしている。先に説明したように、符号２０に例示
されるレーシングワイヤーの穴の付近に、ブレードの温
度を制限するため、熱だめ又は冷却部材を具えることも
ある。
【００４２】硬い金属の部分３６，３７及び３８は、そ
の後、機械加工され、その結果、図９及び図１０に示さ
れるような修理されたブレードは、軟らかい金属層３５
及び硬い金属層４０を有している予め決められた所望の
形状になり、かくして、ブレードの先導端部は耐久性を
有し、このような硬化された部分のないブレードに比べ
て寿命が長くなる。
の後、機械加工され、その結果、図９及び図１０に示さ
れるような修理されたブレードは、軟らかい金属層３５
及び硬い金属層４０を有している予め決められた所望の
形状になり、かくして、ブレードの先導端部は耐久性を
有し、このような硬化された部分のないブレードに比べ
て寿命が長くなる。
【００４３】硬い金属３６、３７及び３８を具えた後、
機械加工する前又はその後に、ブレードに、応力軽減熱
処理を行う。これは、例えば、ブレードをある所定の時
間内に予め決められた温度まで上昇させ、ブレードをそ
の温度に保ち、それから、コントロールされた方法でブ
レードを冷却することからなる。必要であれば、複数回
の応力軽減熱処理工程も行なうことができる。熱処理、
及び機械加工の後、符号２８及び２９で切り離されてい
た側板は、例えば、溶接によって再び接続にされる。し
かしながら、符号１１及び１２で示されているような隣
り合っているブレードを共に修理する場合、必要な修理
及び熱処理が行なわれた後にのみ、側板の再接続は行な
われるであろう。
機械加工する前又はその後に、ブレードに、応力軽減熱
処理を行う。これは、例えば、ブレードをある所定の時
間内に予め決められた温度まで上昇させ、ブレードをそ
の温度に保ち、それから、コントロールされた方法でブ
レードを冷却することからなる。必要であれば、複数回
の応力軽減熱処理工程も行なうことができる。熱処理、
及び機械加工の後、符号２８及び２９で切り離されてい
た側板は、例えば、溶接によって再び接続にされる。し
かしながら、符号１１及び１２で示されているような隣
り合っているブレードを共に修理する場合、必要な修理
及び熱処理が行なわれた後にのみ、側板の再接続は行な
われるであろう。
【００４４】修理工程中又は修理工程前に、修理工程中
にブレードにどのような歪みが生じそうであるかを知る
ことができれば、ブレードに対し、それを補う何らかの
応力、又は温度差を与え、かくして、修理後のブレード
が、適切に整列した位置にできるだけ近くなるようにす
ることができる。さらに、如何なる溶接工程中において
も応力が増大しないようにするため、案内手段又は固定
手段が、先導端部又は後方端部の動きをそれぞれ許容し
ながら、先導端部又は後方端部を所定の位置に保持して
おくために修理中のブレードに使用される。
にブレードにどのような歪みが生じそうであるかを知る
ことができれば、ブレードに対し、それを補う何らかの
応力、又は温度差を与え、かくして、修理後のブレード
が、適切に整列した位置にできるだけ近くなるようにす
ることができる。さらに、如何なる溶接工程中において
も応力が増大しないようにするため、案内手段又は固定
手段が、先導端部又は後方端部の動きをそれぞれ許容し
ながら、先導端部又は後方端部を所定の位置に保持して
おくために修理中のブレードに使用される。
【００４５】実施例では、過度の応力がほぞに加わる可
能性を防ぐために、側板を例示したように切り離した
が、側板を切り離す必要がない場合もあり、このような
場合は、ほぞの部分に熱だめを使用し、この部分に過度
の温度が加わるのを防ぎ、かくして、ほぞ中の応力の危
険を減らすことができる。
能性を防ぐために、側板を例示したように切り離した
が、側板を切り離す必要がない場合もあり、このような
場合は、ほぞの部分に熱だめを使用し、この部分に過度
の温度が加わるのを防ぎ、かくして、ほぞ中の応力の危
険を減らすことができる。
【００４６】さらに、ブレードに慎重に施される加熱手
段及び冷却手段とともに、金属の固着を注意深く行なう
ことによって、ほぞの部分、又はレーシングワイヤーの
穴への熱の伝播は、生じる応力による損傷の危険を最小
限のものにすることができる。しかしながら、このよう
な要素は、サイズやブレードの性質、施される溶接量、
及びほぞ及び／又はレーシングワイヤーの穴に対する溶
接部分の近接の程度によって決められるであろう。
段及び冷却手段とともに、金属の固着を注意深く行なう
ことによって、ほぞの部分、又はレーシングワイヤーの
穴への熱の伝播は、生じる応力による損傷の危険を最小
限のものにすることができる。しかしながら、このよう
な要素は、サイズやブレードの性質、施される溶接量、
及びほぞ及び／又はレーシングワイヤーの穴に対する溶
接部分の近接の程度によって決められるであろう。
【００４７】第２材料層は、ステライト層として説明し
てきたが、例えば、後で熱硬化される高炭素鋼等の他の
材料も使用される。
てきたが、例えば、後で熱硬化される高炭素鋼等の他の
材料も使用される。
【００４８】この他に、第２材料層は、プラズマ硬化さ
れる金属であってもよい。この場合、プラズマ硬化を使
用する前に、ブレードを所望の形状に機械加工する必要
がある。何故なら、層の厚さによっては、それ以後、如
何なる機械加工もできなくなる可能性があるからであ
る。
れる金属であってもよい。この場合、プラズマ硬化を使
用する前に、ブレードを所望の形状に機械加工する必要
がある。何故なら、層の厚さによっては、それ以後、如
何なる機械加工もできなくなる可能性があるからであ
る。
【図１】ブレードの配列状態にある３つのタービンブレ
ードの斜視図である。
ードの斜視図である。
【図２】図１のブレードの１つの断面図である。
【図３】図２のブレードの損傷した材料を除去した後の
断面図である。
断面図である。
【図４】図３のブレードの第１の軟らかい材料の層を具
えた後の図である。
えた後の図である。
【図５】図４のブレードの部分的に破断した斜視図であ
る。
る。
【図６】第１の軟材料層を機械加工した後のブレードの
断面図である。
断面図である。
【図７】第２材料層を具えた後のブレードの平面図であ
る。
る。
【図８】図７のブレードの断面図である。
【図９】修理されたブレードの断面図である。
【図１０】修理されたブレードの平面図である。
１０，１１，１２ タービンブレード １３ ロータ １７ 側板 １８ レーシングワイヤー １９，２０，２１ 穴 ２２，２３，２４ 損傷部分 ２８，２９ 切断部分 ３５ 軟金属層 ４０ 硬金属層
Claims (17)
- 【請求項１】 修理されるべきタービンブレードの領域
から損傷の生じた全ての材料を取り除き、 前記修理領域上に、溶接によって第１金属材料層を具え
させ、 前記第１材料層の上に前記第１の材料よりも硬い第２金
属材料層を具えさせ、 ここに、前記第２材料層は前記第１材料層の領域を越え
て延びないように具えられ、 前記タービンブレード上に応力軽減熱処理を行ない、 所望のブレード形状を得るために、前記第１及び／又は
第２材料層を必要に応じて機械加工又は研磨することか
らなる、 タービンブレードの修理方法。 - 【請求項２】 前記第２の材料も前記ブレードの材料よ
り硬い、請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記第２の材料がステライトからなる、
請求項２の方法。 - 【請求項４】 前記第２の材料が前記第１の材料の層の
上に具えられた後に、該第２の材料が硬化される、請求
項１方法。 - 【請求項５】 硬い金属の層がプラズマ蒸着により具え
られる、請求項４の方法。 - 【請求項６】 前記第２の材料の層が高炭素含有量の鋼
からなり、熱を与えることによって硬化される、請求項
４の方法。 - 【請求項７】 前記タービンブレードが、前記第２の材
料の層が具えられる間に、コントロールされた付加的加
熱にさらされる、請求項１乃至６のいずれかの方法。 - 【請求項８】 前記タービンブレードが、前記第１の材
料の層が具えられる間に、コントロールされた付加的加
熱にさらされる、請求項１乃至７のいずれかの方法。 - 【請求項９】 前記第１の材料がインコネルからなる、
請求項１乃至８のいずれかの方法。 - 【請求項１０】 前記第１の材料の層が具えられる前
に、前記ブレードが、該ブレードにコントロールされた
歪みが生じるような力にさらされる、請求項１乃至９の
方法。 - 【請求項１１】 前記コントロールされた歪みが該ブレ
ードに熱を加えることによって得られる、請求項１０の
方法。 - 【請求項１２】 前記コントロールされた歪みが該ブレ
ードに機械的力を加えることによって得られる、請求項
１０の方法。 - 【請求項１３】 前記ブレードが前記第１又は第２の材
料の１回分が次々に具えられる間に冷却を許容される、
請求項１乃至１２のいずれかの方法。 - 【請求項１４】 前記ブレードの不連続領域に冷却又は
その他の熱伝達手段が適用される、請求項１乃至１３の
いずれかの方法。 - 【請求項１５】 前記タービンブレードが隣り合うブレ
ードを連結する手段を具え、且つ、該手段の少なくとも
いくつかは前記連結手段を切り離すために切断、又はそ
の他の方法で分離される、請求項１乃至１４のいずれか
の方法。 - 【請求項１６】 前記連結手段が側板からなり、且つ、
前記分離が隣り合うブレードの中間で前記側板を切断す
ることによっておこなわれ、且つ、前記修理が完了した
後、前記側板が再度溶接される、請求項１５の方法。 - 【請求項１７】 あらゆる溶接の前に前記ブレードに温
度検知装置が適用され、修理の間に前記ブレードの温度
がモニターされ、前記ブレードが過度の温度に達しない
ように、或いは、該ブレードが過度の温度勾配にさらさ
れないように、前記第１及び／又は第２の材料が具えら
れるときの温度変化がコントロールされる、請求項１乃
至１６のいずれかの方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9204233.2 | 1992-02-27 | ||
| GB929204233A GB9204233D0 (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Turbine blade repair |
| GB929220868A GB9220868D0 (en) | 1992-10-03 | 1992-10-03 | Turbine blade repair |
| GB9220868.5 | 1992-10-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610613A true JPH0610613A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=26300387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6249693A Pending JPH0610613A (ja) | 1992-02-27 | 1993-03-01 | タービンブレードの修理方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0558053A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0610613A (ja) |
| AU (1) | AU3385893A (ja) |
| CA (1) | CA2090754A1 (ja) |
| GB (1) | GB2264446A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2009241A2 (en) | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Interconnected blades of a steam turbine |
| US9045036B2 (en) | 2010-11-12 | 2015-06-02 | Piolax, Inc. | Cap attaching structure |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9408156D0 (en) * | 1994-04-25 | 1994-06-15 | Turbine Blading Ltd | Turbine blade repair |
| EP0713957A1 (en) * | 1994-11-25 | 1996-05-29 | FINMECCANICA S.p.A. AZIENDA ANSALDO | Method of repairing the coating of turbine blades |
| US5794338A (en) * | 1997-04-04 | 1998-08-18 | General Electric Company | Method for repairing a turbine engine member damaged tip |
| US6203847B1 (en) † | 1998-12-22 | 2001-03-20 | General Electric Company | Coating of a discrete selective surface of an article |
| US20020098294A1 (en) * | 2000-02-07 | 2002-07-25 | Yuk-Chiu Lau | Method of providing a protective coating on a metal substrate, and related articles |
| GB0112876D0 (en) | 2001-05-26 | 2001-07-18 | Rolls Royce Plc | A method of manufacturing an article |
| US6532656B1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-03-18 | General Electric Company | Gas turbine engine compressor blade restoration method |
| US6914210B2 (en) | 2002-10-30 | 2005-07-05 | General Electric Company | Method of repairing a stationary shroud of a gas turbine engine using plasma transferred arc welding |
| DE102010024083A1 (de) | 2010-06-17 | 2011-12-22 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Verfahren zur Reparatur von Rotorschaufeln |
| US9186757B2 (en) * | 2012-05-09 | 2015-11-17 | Siemens Energy, Inc. | Method of providing a turbine blade tip repair |
| CN106216939B (zh) * | 2016-08-29 | 2018-07-24 | 甘肃东兴铝业有限公司 | 一种铝电解多功能机组清理铲抓斗修复方法 |
| RU181071U1 (ru) * | 2017-10-12 | 2018-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Рабочая лопатка для последних ступеней конденсационных паровых турбин |
| CN109648250B (zh) * | 2019-01-30 | 2020-10-02 | 广州文冲船舶修造有限公司 | 螺旋桨断桨的镶块修复方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4028787A (en) * | 1975-09-15 | 1977-06-14 | Cretella Salvatore | Refurbished turbine vanes and method of refurbishment thereof |
| US4050133A (en) * | 1976-06-07 | 1977-09-27 | Cretella Salvatore | Method of refurbishing turbine vanes and the like |
| US4837389A (en) * | 1984-06-04 | 1989-06-06 | Turbine Components Corporation | Composite alloy structures |
| DE3521664A1 (de) * | 1985-06-18 | 1986-12-18 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau | Verfahren zur befestigung von schaufeln auf dem umfang des rotorkoerpers einer dampfturbine |
| GB2198667B (en) * | 1986-12-20 | 1991-08-07 | Refurbished Turbine Components | Parts for and methods of repairing machines |
| US4878953A (en) * | 1988-01-13 | 1989-11-07 | Metallurgical Industries, Inc. | Method of refurbishing cast gas turbine engine components and refurbished component |
| US4958431A (en) * | 1988-03-14 | 1990-09-25 | Westinghouse Electric Corp. | More creep resistant turbine rotor, and procedures for repair welding of low alloy ferrous turbine components |
| US4897519A (en) * | 1988-03-14 | 1990-01-30 | Westinghouse Electric Co. | More creep resistant turbine rotor, and procedures for repear welding of low alloy ferrous turbine components |
| US4903888A (en) * | 1988-05-05 | 1990-02-27 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine system having more failure resistant rotors and repair welding of low alloy ferrous turbine components by controlled weld build-up |
| US4940390A (en) * | 1988-05-05 | 1990-07-10 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine system having more failure resistant rotors and repair welding of low alloy ferrous turbine components by controlled weld build-up |
| GB2227191B (en) * | 1988-09-16 | 1993-03-03 | Refurbished Turbine Components | Turbine blade repair |
| GB8821812D0 (en) * | 1988-09-16 | 1988-10-19 | Refurbished Turbine Components | Turbine blade repair |
| US5038014A (en) * | 1989-02-08 | 1991-08-06 | General Electric Company | Fabrication of components by layered deposition |
| GB2244943B (en) * | 1990-06-12 | 1994-03-30 | Turbine Blading Ltd | Method of repair of turbines |
-
1993
- 1993-02-19 GB GB9303423A patent/GB2264446A/en not_active Withdrawn
- 1993-02-24 CA CA 2090754 patent/CA2090754A1/en not_active Abandoned
- 1993-02-26 AU AU33858/93A patent/AU3385893A/en not_active Abandoned
- 1993-02-26 EP EP93103096A patent/EP0558053A1/en not_active Withdrawn
- 1993-03-01 JP JP6249693A patent/JPH0610613A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2009241A2 (en) | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Interconnected blades of a steam turbine |
| US8105038B2 (en) | 2007-06-27 | 2012-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine, and intermediate support structure for holding row of long moving blades therein |
| US9045036B2 (en) | 2010-11-12 | 2015-06-02 | Piolax, Inc. | Cap attaching structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3385893A (en) | 1993-09-02 |
| GB2264446A (en) | 1993-09-01 |
| GB9303423D0 (en) | 1993-04-07 |
| CA2090754A1 (en) | 1993-08-28 |
| EP0558053A1 (en) | 1993-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5033938A (en) | Repaired turbine blade and method of repairing | |
| EP0379922B1 (en) | Turbine blade repair | |
| US4832252A (en) | Parts for and methods of repairing turbine blades | |
| JPH0610613A (ja) | タービンブレードの修理方法 | |
| JP5264165B2 (ja) | 翼形部の疲労切欠き性能を高めるための方法及び装置 | |
| US20070157447A1 (en) | Method of improving the properties of a repaired component and a component improved thereby | |
| Clauer | Laser shock peening for fatigue resistance | |
| US6852179B1 (en) | Method of modifying a workpiece following laser shock processing | |
| US6238187B1 (en) | Method using laser shock peening to process airfoil weld repairs pertaining to blade cut and weld techniques | |
| CA2527521C (en) | Fatigue-resistant components and method therefor | |
| JP2896713B2 (ja) | タービンブレードの修理方法 | |
| RU2196671C2 (ru) | Способ ремонта изделия из легированной стали посредством сварки | |
| US20060277753A1 (en) | Method of repairing a blade member | |
| US6520836B2 (en) | Method of forming a trailing edge cutback for a turbine bucket | |
| CA2728217A1 (en) | Imparting deep compressive residual stresses into a gas turbine engine airfoil peripheral repair weldment | |
| JPH0333402A (ja) | タービンブレードの修理方法又は改善方法 | |
| JPH06235301A (ja) | 耐水滴浸食性を有するタービン動翼の製造方法およびそれによって得られた製品 | |
| US8266800B2 (en) | Repair of nickel-based alloy turbine disk | |
| US5795412A (en) | Method of manufacturing and repairing a blade made of α-β titanium | |
| GB2091140A (en) | Turbine blades repair | |
| EP0512838A1 (en) | Parts for and methods of repairing turbine blades | |
| GB2397544A (en) | Method of Turbine Refurbishment | |
| JP2004308552A (ja) | タービンロータの補修方法およびタービンロータ | |
| RU2575894C2 (ru) | Способ изготовления металлического усилительного элемента | |
| McCaul | Material Problems And Solutions-A Metallurgical Perspective |