JPH06235301A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH06235301A JPH06235301A JP5325562A JP32556293A JPH06235301A JP H06235301 A JPH06235301 A JP H06235301A JP 5325562 A JP5325562 A JP 5325562A JP 32556293 A JP32556293 A JP 32556293A JP H06235301 A JPH06235301 A JP H06235301A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐水滴浸食性を有するタービン動翼を提供す
る。 【構成】 (a) 前縁（１４）および後縁（１６）を有す
る羽根部分（１２）を含む第１の鋼合金の動翼（１０）
を成形し、(b) 動翼の前縁（１４）に第２の鋼合金から
成るインサート（１８）を溶接し、(c) 動翼（１０）お
よびインサート（１８）に熱処理を施し、(d) 動翼（１
０）およびインサート（１８）に仕上機械加工を施し、
次いで(e) インサート（１８）を硬化させることによっ
てそれに耐水滴浸食性を付与する。
る。 【構成】 (a) 前縁（１４）および後縁（１６）を有す
る羽根部分（１２）を含む第１の鋼合金の動翼（１０）
を成形し、(b) 動翼の前縁（１４）に第２の鋼合金から
成るインサート（１８）を溶接し、(c) 動翼（１０）お
よびインサート（１８）に熱処理を施し、(d) 動翼（１
０）およびインサート（１８）に仕上機械加工を施し、
次いで(e) インサート（１８）を硬化させることによっ
てそれに耐水滴浸食性を付与する。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明はタービン動翼の製造方法に関す
るものであって、更に詳しく言えば、タービン動翼の製
造中において鋼製のタービン動翼に耐水滴浸食性を付与
するための方法に関する。本発明はまた、かかる方法に
よって製造されたタービン動翼にも関する。
るものであって、更に詳しく言えば、タービン動翼の製
造中において鋼製のタービン動翼に耐水滴浸食性を付与
するための方法に関する。本発明はまた、かかる方法に
よって製造されたタービン動翼にも関する。
【０００２】
【発明の背景】蒸気タービンの性能が最終段動翼の設計
によって大きく支配されることは広く認められている。
かかる最終段動翼は、現場の排気圧にまで膨張する蒸気
を効率的に利用すると共に、最終段動翼から流出する蒸
気の流れの運動エネルギーをできるだけ小さくするため
に役立つものである。
によって大きく支配されることは広く認められている。
かかる最終段動翼は、現場の排気圧にまで膨張する蒸気
を効率的に利用すると共に、最終段動翼から流出する蒸
気の流れの運動エネルギーをできるだけ小さくするため
に役立つものである。
【０００３】ところで、タービン動翼の要求使用条件は
非常に複雑かつ苛酷なものとなる場合がある。特に、高
い湿気やボイラからのキャリオーバに原因する腐食性環
境をはじめとする様々な条件に暴露される蒸気タービン
の最終段動翼に関してそれが顕著である。これらの蒸気
は動翼材料に対して様々な種類の腐食を引起こす。その
上、タービン動翼は大きい引張負荷を受けることもあれ
ば、循環応力に暴露されることもある。かかる循環応力
が腐食性環境と共存する場合、動翼は特に顕著な損害を
受けることがある。更にまた、最終段区域においては蒸
気が非常に湿っているから、動翼材料の水滴浸食が起こ
り、これが動翼の実用寿命の短縮およびタービン全体の
効率の低下をもたらすことにもなる。高度の浸食が起こ
れば、動翼が実際に破損することもある。
非常に複雑かつ苛酷なものとなる場合がある。特に、高
い湿気やボイラからのキャリオーバに原因する腐食性環
境をはじめとする様々な条件に暴露される蒸気タービン
の最終段動翼に関してそれが顕著である。これらの蒸気
は動翼材料に対して様々な種類の腐食を引起こす。その
上、タービン動翼は大きい引張負荷を受けることもあれ
ば、循環応力に暴露されることもある。かかる循環応力
が腐食性環境と共存する場合、動翼は特に顕著な損害を
受けることがある。更にまた、最終段区域においては蒸
気が非常に湿っているから、動翼材料の水滴浸食が起こ
り、これが動翼の実用寿命の短縮およびタービン全体の
効率の低下をもたらすことにもなる。高度の浸食が起こ
れば、動翼が実際に破損することもある。
【０００４】特定の設計例において要求される決定的性
質の全てを満足し得るような動翼材料を見出すことは困
難であり、また場合によっては不可能である。特に、よ
り長い動翼が指定され、従って動翼に対する要求強度お
よび動翼の受ける浸食の程度が増大するような最新の設
計例においてはそれが顕著である。その上、このような
設計例に付随する応力の増大は応力腐食割れの可能性を
高め、また動翼材料に対して要求される強度の増大は応
力腐食割れに対する感受性の増大を通して問題を一層悪
化させる。また、点食が腐食疲労を開始させる効果も加
わる応力の増大によって拡大されることになる。このよ
うに、動翼の基本的な要求条件を満足させるための合金
選択は耐浸食性に関する要求条件と両立しないことがあ
り、また耐浸食性の遮蔽材を接合する場合についても事
情は同様である。
質の全てを満足し得るような動翼材料を見出すことは困
難であり、また場合によっては不可能である。特に、よ
り長い動翼が指定され、従って動翼に対する要求強度お
よび動翼の受ける浸食の程度が増大するような最新の設
計例においてはそれが顕著である。その上、このような
設計例に付随する応力の増大は応力腐食割れの可能性を
高め、また動翼材料に対して要求される強度の増大は応
力腐食割れに対する感受性の増大を通して問題を一層悪
化させる。また、点食が腐食疲労を開始させる効果も加
わる応力の増大によって拡大されることになる。このよ
うに、動翼の基本的な要求条件を満足させるための合金
選択は耐浸食性に関する要求条件と両立しないことがあ
り、また耐浸食性の遮蔽材を接合する場合についても事
情は同様である。
【０００５】上記のごとき問題に関する従来の解決方法
は、個々の要求条件に依存していた。要求条件があまり
厳しくない場合には、ある状態のある材料によって全て
の要求条件が満たされることがあった。より高度の耐浸
食性が要求される場合には、局部的な熱処理（火炎焼入
れまたは誘導加熱焼入れ）を施して動翼の前縁を硬化さ
せることによって耐浸食性の向上が達成された。あるい
はまた、動翼の製造プロセス中において仕上機械加工が
ほとんど終った段階で、ステライトのごとき耐浸食性の
遮蔽材が（ろう付け、ガス・タングステン・アーク溶接
または電子ビーム溶接によって）接合された。しかしな
がら、かかる方法はほとんど常に熱影響部にある程度の
性質劣化をもたらすのであって、溶接部に欠陥があれば
完成した動翼を無駄に廃棄しなければならなかった。
は、個々の要求条件に依存していた。要求条件があまり
厳しくない場合には、ある状態のある材料によって全て
の要求条件が満たされることがあった。より高度の耐浸
食性が要求される場合には、局部的な熱処理（火炎焼入
れまたは誘導加熱焼入れ）を施して動翼の前縁を硬化さ
せることによって耐浸食性の向上が達成された。あるい
はまた、動翼の製造プロセス中において仕上機械加工が
ほとんど終った段階で、ステライトのごとき耐浸食性の
遮蔽材が（ろう付け、ガス・タングステン・アーク溶接
または電子ビーム溶接によって）接合された。しかしな
がら、かかる方法はほとんど常に熱影響部にある程度の
性質劣化をもたらすのであって、溶接部に欠陥があれば
完成した動翼を無駄に廃棄しなければならなかった。
【０００６】公開された欧州特許出願第０３７９９２２
号明細書中には、タービン動翼の前縁にインサートを溶
接し、次いでかかるインサートの一部を硬化させること
によって動翼の前縁の外部に硬化表面を付与することか
ら成るタービン動翼の製造または補修方法が開示されて
いる。この明細書中には、硬化がインサートと動翼との
接合部にまで達しないようにすることにより、動翼の残
部との境界に隣接して実質的に未硬化のインサート材料
が存在することが特記されている。
号明細書中には、タービン動翼の前縁にインサートを溶
接し、次いでかかるインサートの一部を硬化させること
によって動翼の前縁の外部に硬化表面を付与することか
ら成るタービン動翼の製造または補修方法が開示されて
いる。この明細書中には、硬化がインサートと動翼との
接合部にまで達しないようにすることにより、動翼の残
部との境界に隣接して実質的に未硬化のインサート材料
が存在することが特記されている。
【０００７】
【発明の概要】本発明の目的は、大きい応力を受ける蒸
気タービンの最終段動翼に対する要求条件の全てを満足
する二層金属構造の動翼を製造することにある。本発明
の方法に従えば、動翼およびインサートの両方がほぼ最
適の溶接性を有する状態にある間に耐浸食性のインサー
トを固定することができる。更にまた、製造プロセスの
うちで欠陥を容易に手直しし得る段階において溶接が実
施され、従ってかかる欠陥に由来する廃棄品は最少限に
抑えられる。こうして得られた二層金属集合体を溶接後
に熱処理することにより、動翼の性質を最適化すること
ができる。その際には、熱処理に伴うゆがみの発生につ
いてあまり心配する必要がない。なぜなら、かかる動翼
は仕上機械加工をまだ受けていない状態にあるからであ
る。仕上機械加工の後、火炎焼入れまたはその他の方法
によってインサートを硬化させて所要の耐浸食性を付与
し、次いで応力除去処理を施せばよい。
気タービンの最終段動翼に対する要求条件の全てを満足
する二層金属構造の動翼を製造することにある。本発明
の方法に従えば、動翼およびインサートの両方がほぼ最
適の溶接性を有する状態にある間に耐浸食性のインサー
トを固定することができる。更にまた、製造プロセスの
うちで欠陥を容易に手直しし得る段階において溶接が実
施され、従ってかかる欠陥に由来する廃棄品は最少限に
抑えられる。こうして得られた二層金属集合体を溶接後
に熱処理することにより、動翼の性質を最適化すること
ができる。その際には、熱処理に伴うゆがみの発生につ
いてあまり心配する必要がない。なぜなら、かかる動翼
は仕上機械加工をまだ受けていない状態にあるからであ
る。仕上機械加工の後、火炎焼入れまたはその他の方法
によってインサートを硬化させて所要の耐浸食性を付与
し、次いで応力除去処理を施せばよい。
【０００８】本発明の方法に従って一層詳しく述べれ
ば、良好な耐食性および強度向上のための熱処理に耐え
得る能力を持った第１の鋼合金から成る動翼が鍛造によ
って製造され、次いで動翼に溶体化焼なましを施すこと
によって良好な溶接性が付与される。かかる動翼の前縁
に対し、十分な耐水滴浸食性を持った第２の鋼合金から
成る（と共に、やはり溶接に適した焼戻し状態にある）
インサートが溶接される。次いで、機械加工前、機械加
工中または機械加工後において動翼に（たとえば時効処
理による）熱処理を施すことにより、動翼／インサート
集合体に所望の性質が付与される。すなわち、運転条件
下で満足すべき性能を得るために所望される性質が動翼
／インサート集合体に付与されるのである。仕上機械加
工の完了後、たとえば火炎焼入れによりインサートを硬
化させて所要の耐浸食性を付与することができる。かか
る硬化操作は、後記に一層詳しく記載されるごとく、イ
ンサート材料を完全に貫通して動翼材料中にまで達する
ように実施される。このようにして得られた完成状態の
動翼に対しては、最後に応力除去処理を施すことができ
る。
ば、良好な耐食性および強度向上のための熱処理に耐え
得る能力を持った第１の鋼合金から成る動翼が鍛造によ
って製造され、次いで動翼に溶体化焼なましを施すこと
によって良好な溶接性が付与される。かかる動翼の前縁
に対し、十分な耐水滴浸食性を持った第２の鋼合金から
成る（と共に、やはり溶接に適した焼戻し状態にある）
インサートが溶接される。次いで、機械加工前、機械加
工中または機械加工後において動翼に（たとえば時効処
理による）熱処理を施すことにより、動翼／インサート
集合体に所望の性質が付与される。すなわち、運転条件
下で満足すべき性能を得るために所望される性質が動翼
／インサート集合体に付与されるのである。仕上機械加
工の完了後、たとえば火炎焼入れによりインサートを硬
化させて所要の耐浸食性を付与することができる。かか
る硬化操作は、後記に一層詳しく記載されるごとく、イ
ンサート材料を完全に貫通して動翼材料中にまで達する
ように実施される。このようにして得られた完成状態の
動翼に対しては、最後に応力除去処理を施すことができ
る。
【０００９】本発明はまた、上記のごとき方法によって
製造されたタービン動翼にも関する。本発明の一側面に
従って一般的に述べれば、少なくとも成形工程、仕上機
械加工工程および熱処理工程を含むような、前縁および
後縁を有する羽根部分と取付部分とから成るタービン動
翼の製造方法において、(a) 前記動翼の前記前縁に合金
インサートを固定し、(b) 前記インサートおよび前記動
翼に機械加工を施し、次いで(c) 機械加工後に前記イン
サートを硬化させることによって前記動翼に耐浸食性を
付与する諸工程を含むことを特徴とする方法が提供され
る。
製造されたタービン動翼にも関する。本発明の一側面に
従って一般的に述べれば、少なくとも成形工程、仕上機
械加工工程および熱処理工程を含むような、前縁および
後縁を有する羽根部分と取付部分とから成るタービン動
翼の製造方法において、(a) 前記動翼の前記前縁に合金
インサートを固定し、(b) 前記インサートおよび前記動
翼に機械加工を施し、次いで(c) 機械加工後に前記イン
サートを硬化させることによって前記動翼に耐浸食性を
付与する諸工程を含むことを特徴とする方法が提供され
る。
【００１０】本発明の好適な実施の態様に従って述べれ
ば、(a) 前縁および後縁を有する羽根部分と取付部分と
からなる第１の鋼合金の動翼を成形し、(b) 前記動翼の
前記前縁に第２の鋼合金のインサートを溶接し、(c) 前
記動翼および前記インサートに時効処理を施し、(d) 前
記動翼および前記インサートに機械加工を施し、次いで
(e) 実質的に前記インサートの厚さ全体にわたり前記イ
ンサートを硬化させることによって前記インサートに耐
水滴浸食性を付与する諸工程を含むことを特徴とする、
耐水滴浸食性を有する蒸気タービン動翼の製造方法が提
供される。
ば、(a) 前縁および後縁を有する羽根部分と取付部分と
からなる第１の鋼合金の動翼を成形し、(b) 前記動翼の
前記前縁に第２の鋼合金のインサートを溶接し、(c) 前
記動翼および前記インサートに時効処理を施し、(d) 前
記動翼および前記インサートに機械加工を施し、次いで
(e) 実質的に前記インサートの厚さ全体にわたり前記イ
ンサートを硬化させることによって前記インサートに耐
水滴浸食性を付与する諸工程を含むことを特徴とする、
耐水滴浸食性を有する蒸気タービン動翼の製造方法が提
供される。
【００１１】本発明の別の側面に従えば、上記のごとき
方法によって製造された二層金属構造のタービン動翼が
提供される。このように本発明は、大きい応力を受ける
蒸気タービンの最終段動翼に対する要求条件の全てを満
足する二層金属構造の動翼を提供するものである。本発
明のその他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読
むことによって自ずから明らかとなろう。
方法によって製造された二層金属構造のタービン動翼が
提供される。このように本発明は、大きい応力を受ける
蒸気タービンの最終段動翼に対する要求条件の全てを満
足する二層金属構造の動翼を提供するものである。本発
明のその他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読
むことによって自ずから明らかとなろう。
【００１２】
【好適な実施の態様の詳細な説明】先ず図１を見ると、
羽根部分１２および根元部分または取付部分（図示せ
ず）から成る最終段のタービン動翼１０の一部分が示さ
れている。なお、羽根部分１２は前縁１４および後縁１
６を有している。本発明に従えば、前縁１４の溶接準備
区域２０に棒状のインサート１８が固定される。その場
合の固定方法は任意適宜の接合方法（たとえば、融接、
固体拡散接合、ろう付けなど）であってよい。なお、前
縁１４に対するインサート１８の接合は、両者が（動翼
１０およびインサート１８の材料組成によって決定され
るような）ほぼ最適の溶接性を有する状態にある間に実
施することが本発明にとって重要である。
羽根部分１２および根元部分または取付部分（図示せ
ず）から成る最終段のタービン動翼１０の一部分が示さ
れている。なお、羽根部分１２は前縁１４および後縁１
６を有している。本発明に従えば、前縁１４の溶接準備
区域２０に棒状のインサート１８が固定される。その場
合の固定方法は任意適宜の接合方法（たとえば、融接、
固体拡散接合、ろう付けなど）であってよい。なお、前
縁１４に対するインサート１８の接合は、両者が（動翼
１０およびインサート１８の材料組成によって決定され
るような）ほぼ最適の溶接性を有する状態にある間に実
施することが本発明にとって重要である。
【００１３】インサート１８は、半径方向に沿って内側
および外側の端部に余分の材料（たとえば、インサート
１８の半径方向に沿って内側の端部に示された突出部２
２）を含んでいてもよいし、また動翼１０との界面に示
されるような溶接材料２４を含んでいてもよい。かかる
余分の材料は後の機械加工工程において除去される。図
１および２においては、インサート１８は機械加工を受
ける前の細長い矩形断面の棒材として示されている。イ
ンサート１８の初期の形状は、溶接後におけるそれの非
破壊検査を容易にするようなものである。検査後、イン
サート１８は最終形状を有するように機械加工され、そ
して硬化させられる。図３には、機械加工後の完成した
インサート１８の形状が示されている。なお、かかる方
法の細部は下記の実施例に関連して一層詳しく説明され
る。
および外側の端部に余分の材料（たとえば、インサート
１８の半径方向に沿って内側の端部に示された突出部２
２）を含んでいてもよいし、また動翼１０との界面に示
されるような溶接材料２４を含んでいてもよい。かかる
余分の材料は後の機械加工工程において除去される。図
１および２においては、インサート１８は機械加工を受
ける前の細長い矩形断面の棒材として示されている。イ
ンサート１８の初期の形状は、溶接後におけるそれの非
破壊検査を容易にするようなものである。検査後、イン
サート１８は最終形状を有するように機械加工され、そ
して硬化させられる。図３には、機械加工後の完成した
インサート１８の形状が示されている。なお、かかる方
法の細部は下記の実施例に関連して一層詳しく説明され
る。
【００１４】
【実施例】先ず最初に、基礎材料を用いてタービン動翼
１０が製造される。かかる基礎材料は、たとえば、良好
な耐食性を有しかつ高レベルの強度を得るための熱処理
を施すことのできる変態可能かつ時効硬化可能なＧＴＤ
−４５０ステンレス鋼から成っていればよい。かかる動
翼は通常のロストワックス鋳造法によって製造される。
鋳造された動翼１０に対して（合金組成によって決定さ
れるような通常の手順に従い）溶体化焼なましを施すこ
とにより、動翼１０を溶接に適した状態に変化させるこ
とが好ましい。なお、ＧＴＤ−４５０ステンレス鋼は高
レベルの強度を有する状態または火炎焼入れされた状態
においても十分な耐水滴浸食性を有しないから、インサ
ート１８の材料として別種のステンレス鋼［たとえば、
改質された４０３系ステンレス鋼である（４０３＋Ｃ
ｂ）ステンレス鋼］が選定される。かかる（４０３＋Ｃ
ｂ）ステンレス鋼は、高い強度レベルにおいては動翼材
料として十分な耐食性を有しないが、火炎焼入れされた
場合には満足すべき耐浸食性を示す。かかる（４０３＋
Ｃｂ）ステンレス鋼もまた、溶接に適した状態に焼戻さ
れる。すなわち、（溶体化焼なまし状態にある）動翼材
料の硬さよりも小さい所望の硬さを有するように（４０
３＋Ｃｂ）ステンレス鋼が焼戻されるのである。本発明
に従えば、かかる動翼の溶接準備区域２０が前縁として
機械加工され、そして棒状のインサート１８が図３に示
されるごとく所定の位置に溶接される。
１０が製造される。かかる基礎材料は、たとえば、良好
な耐食性を有しかつ高レベルの強度を得るための熱処理
を施すことのできる変態可能かつ時効硬化可能なＧＴＤ
−４５０ステンレス鋼から成っていればよい。かかる動
翼は通常のロストワックス鋳造法によって製造される。
鋳造された動翼１０に対して（合金組成によって決定さ
れるような通常の手順に従い）溶体化焼なましを施すこ
とにより、動翼１０を溶接に適した状態に変化させるこ
とが好ましい。なお、ＧＴＤ−４５０ステンレス鋼は高
レベルの強度を有する状態または火炎焼入れされた状態
においても十分な耐水滴浸食性を有しないから、インサ
ート１８の材料として別種のステンレス鋼［たとえば、
改質された４０３系ステンレス鋼である（４０３＋Ｃ
ｂ）ステンレス鋼］が選定される。かかる（４０３＋Ｃ
ｂ）ステンレス鋼は、高い強度レベルにおいては動翼材
料として十分な耐食性を有しないが、火炎焼入れされた
場合には満足すべき耐浸食性を示す。かかる（４０３＋
Ｃｂ）ステンレス鋼もまた、溶接に適した状態に焼戻さ
れる。すなわち、（溶体化焼なまし状態にある）動翼材
料の硬さよりも小さい所望の硬さを有するように（４０
３＋Ｃｂ）ステンレス鋼が焼戻されるのである。本発明
に従えば、かかる動翼の溶接準備区域２０が前縁として
機械加工され、そして棒状のインサート１８が図３に示
されるごとく所定の位置に溶接される。
【００１５】機械加工に先立ち、動翼およびインサート
に（たとえば時効処理による）熱処理を施すことによっ
て動翼の所望の性質を最適化することができる。なお、
かかる熱処理は機械加工中および（または）機械加工後
にも継続して実施し得ることを理解すべきである。機械
加工前に熱処理を行う場合には、動翼および（または）
インサートにおけるゆがみの発生についてあまり心配す
る必要がない。なぜなら、かかるゆがみは仕上機械加工
工程において除去されるからである。
に（たとえば時効処理による）熱処理を施すことによっ
て動翼の所望の性質を最適化することができる。なお、
かかる熱処理は機械加工中および（または）機械加工後
にも継続して実施し得ることを理解すべきである。機械
加工前に熱処理を行う場合には、動翼および（または）
インサートにおけるゆがみの発生についてあまり心配す
る必要がない。なぜなら、かかるゆがみは仕上機械加工
工程において除去されるからである。
【００１６】仕上機械加工の完了後、（４０３＋Ｃｂ）
ステンレス鋼製のインサートを（たとえば火炎焼入れに
より）硬化させることによってそれに所要の耐浸食性を
付与することができる。かかる硬化は、インサートの硬
さが所望のレベルに達するまで実施される。また、本発
明に従えば、かかる硬化はインサートの厚さ全体にわた
って（すなわち、インサート全体の硬さが増大するま
で）実施される。なお、動翼はマルテンサイト系の鋼合
金から成るから、インサートに隣接した領域におけるそ
れの硬さは多少低下し、従って硬いインサート材料と動
翼の硬い部分との間に比較的軟らかい緩衝層が生み出さ
れる。基礎材料または動翼材料中におけるこのような硬
さの僅かな低下は特に問題とならない。なぜなら、基礎
材料または動翼材料は元来インサート材料よりも硬いか
らである。
ステンレス鋼製のインサートを（たとえば火炎焼入れに
より）硬化させることによってそれに所要の耐浸食性を
付与することができる。かかる硬化は、インサートの硬
さが所望のレベルに達するまで実施される。また、本発
明に従えば、かかる硬化はインサートの厚さ全体にわた
って（すなわち、インサート全体の硬さが増大するま
で）実施される。なお、動翼はマルテンサイト系の鋼合
金から成るから、インサートに隣接した領域におけるそ
れの硬さは多少低下し、従って硬いインサート材料と動
翼の硬い部分との間に比較的軟らかい緩衝層が生み出さ
れる。基礎材料または動翼材料中におけるこのような硬
さの僅かな低下は特に問題とならない。なぜなら、基礎
材料または動翼材料は元来インサート材料よりも硬いか
らである。
【００１７】本発明の方法における最終工程は、機械加
工中に生じた応力を除去するために役立つ通常の応力除
去処理である。なお、かかる応力除去処理は動翼／イン
サート集合体の硬さにほとんどもしくは全く影響を及ぼ
さないようにして実施される。上記の方法は長い動翼
（たとえば、４０インチの長さを有する蒸気タービン用
の鋼製最終段動翼）を処理するために開発されたもので
あるが、かかる方法はその他の種類の動翼に対しても適
用することができる。更にまた、かかる方法はその他の
種類の動翼材料およびインサート材料に対しても適用し
得るのであって、その場合には作業パラメータを適宜に
変更すればよい。
工中に生じた応力を除去するために役立つ通常の応力除
去処理である。なお、かかる応力除去処理は動翼／イン
サート集合体の硬さにほとんどもしくは全く影響を及ぼ
さないようにして実施される。上記の方法は長い動翼
（たとえば、４０インチの長さを有する蒸気タービン用
の鋼製最終段動翼）を処理するために開発されたもので
あるが、かかる方法はその他の種類の動翼に対しても適
用することができる。更にまた、かかる方法はその他の
種類の動翼材料およびインサート材料に対しても適用し
得るのであって、その場合には作業パラメータを適宜に
変更すればよい。
【００１８】以上、現時点において最も実用的と考えら
れる実施の態様に関連して本発明を説明したが、前記特
許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱
することなしに様々な変更態様が可能であることは当業
者にとって自明であろう。
れる実施の態様に関連して本発明を説明したが、前記特
許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱
することなしに様々な変更態様が可能であることは当業
者にとって自明であろう。
【図１】仕上機械加工に先立ち、前縁に沿って溶接され
たインサートを有するタービン動翼の部分斜視図であ
る。
たインサートを有するタービン動翼の部分斜視図であ
る。
【図２】図１中の線２−２に関するタービン動翼の断面
図である。
図である。
【図３】仕上機械加工後におけるタービン動翼の断面図
である。
である。
【符号の説明】 １０ タービン動翼 １２ 羽根部分 １４ 前縁 １６ 後縁 １８ インサート ２０ 溶接準備区域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・フランシス・マーレイ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、アルバ ニー、デラウエアー・アヴェニュー、192 番 (72)発明者 ジェームズ・レイモンド・ペダーソン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、パングバーン・ロード、アール ディー、ナンバー５（番地なし)
Claims (20)
- 【請求項１】 少なくとも成形工程、仕上機械加工工程
および熱処理工程を含むような、前縁および後縁を有す
る羽根部分と取付部分とから成るタービン動翼の製造方
法において、(a) 前記動翼の前記前縁に合金インサート
を固定し、(b) 前記インサートおよび前記動翼に機械加
工を施し、次いで(c) 機械加工後に前記インサートを硬
化させることによって前記動翼に耐浸食性を付与する諸
工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記工程(a) が前記動翼に対して所望の
硬さにまで溶体化焼なましを施した後に実施される請求
項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記工程(a) が前記インサートを前記動
翼の所望の硬さより低い硬さにまで焼戻した後に実施さ
れる請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記工程(a) が前記インサートを前記動
翼の前記所望の硬さより低い硬さにまで焼戻した後に実
施される請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 前記工程(a) が、溶接準備区域を前記前
縁に機械加工し、次いで前記インサートを前記溶接準備
区域に溶接することによって実施される請求項１記載の
方法。 - 【請求項６】 前記動翼が仕上機械加工前に熱処理され
る請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記動翼が仕上機械加工中に熱処理され
る請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記動翼が仕上機械加工後に熱処理され
る請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 前記工程(c) が前記インサートに火炎焼
入れを施すことによって実施される請求項１記載の方
法。 - 【請求項１０】 前記動翼および前記インサートが相異
なる種類のステンレス鋼から成る請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 前記動翼がＧＴＤ−４５０ステンレス
鋼から成る請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 前記インサートが（４０３＋Ｃｂ）ス
テンレス鋼から成る請求項１０記載の方法。 - 【請求項１３】 前記インサートが（４０３＋Ｃｂ）ス
テンレス鋼から成る場合において、前記工程(c) の結果
として前記インサートの硬さが増大しかつ前記動翼の隣
接領域の硬さが低下する請求項１１記載の方法。 - 【請求項１４】 (a) 前縁および後縁を有する羽根部分
と取付部分とからなる第１の鋼合金の動翼を成形し、
(b) 前記動翼の前記前縁に第２の鋼合金のインサートを
溶接し、(c) 前記動翼および前記インサートに時効処理
を施し、(d) 前記動翼および前記インサートに機械加工
を施し、次いで(e) 実質的に前記インサートの厚さ全体
にわたり前記インサートを硬化させることによって前記
インサートに耐水滴浸食性を付与する工程を含むことを
特徴とする、耐水滴浸食性を有する蒸気タービン動翼の
製造方法。 - 【請求項１５】 前記第１の鋼合金がＧＴＤ−４５０ス
テンレス鋼から成る請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記第２の鋼合金が（４０３＋Ｃｂ）
ステンレス鋼から成る請求項１４記載の方法。 - 【請求項１７】 前記第２の鋼合金が（４０３＋Ｃｂ）
ステンレス鋼から成る請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】 前記工程(d) が前記インサートに火炎
焼入れを施すことによって実施される請求項１４記載の
方法。 - 【請求項１９】 請求項１記載の方法によって製造され
たタービン動翼。 - 【請求項２０】 請求項１４記載の方法によって製造さ
れたタービン動翼。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/999,518 US5351395A (en) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | Process for producing turbine bucket with water droplet erosion protection |
| US999518 | 1997-12-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06235301A true JPH06235301A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=25546443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5325562A Withdrawn JPH06235301A (ja) | 1992-12-30 | 1993-12-24 | 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 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351395A (ja) |
| EP (1) | EP0605152A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06235301A (ja) |
| KR (1) | KR940015151A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1997010066A1 (fr) * | 1995-09-13 | 1997-03-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Procede de fabrication de pales de turbine en alliage de titane et pales de turbines en alliage de titane |
| JP2011106449A (ja) * | 2009-11-12 | 2011-06-02 | General Electric Co <Ge> | タービン動翼及びロータ |
| JP2014173582A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービン翼製造方法 |
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- 1992-12-30 US US07/999,518 patent/US5351395A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1993-12-17 EP EP93310206A patent/EP0605152A1/en not_active Ceased
- 1993-12-24 JP JP5325562A patent/JPH06235301A/ja not_active Withdrawn
- 1993-12-29 KR KR1019930031075A patent/KR940015151A/ko not_active Application Discontinuation
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Also Published As
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|---|---|
| US5351395A (en) | 1994-10-04 |
| EP0605152A1 (en) | 1994-07-06 |
| KR940015151A (ko) | 1994-07-20 |
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