JPS58197403A - タービン羽根の製造方法 - Google Patents
タービン羽根の製造方法Info
- Publication number
- JPS58197403A JPS58197403A JP7911482A JP7911482A JPS58197403A JP S58197403 A JPS58197403 A JP S58197403A JP 7911482 A JP7911482 A JP 7911482A JP 7911482 A JP7911482 A JP 7911482A JP S58197403 A JPS58197403 A JP S58197403A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- corrosion
- layer
- turbine blade
- blade
- laser beam
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は火力、原子力及び地熱発電用タービンのような
湿り蒸気中で使用されるタービン羽＠ｔ；関するもので
ある。
湿り蒸気中で使用されるタービン羽＠ｔ；関するもので
ある。
火力発峨用蒸気タービンの低圧最終段などの如（湿り蒸
気の雰囲気中で使用される羽根は、蒸気中の水滴の爾突
毫二よって羽根面が侵食されるのを防止する目的で、第
１図、第２図および第３図（＝示゛ｒよう４二羽根１の
先端部の蒸気流入端４＝耐食性Ｉ料より成る防食片２が
取９つけられている。
気の雰囲気中で使用される羽根は、蒸気中の水滴の爾突
毫二よって羽根面が侵食されるのを防止する目的で、第
１図、第２図および第３図（＝示゛ｒよう４二羽根１の
先端部の蒸気流入端４＝耐食性Ｉ料より成る防食片２が
取９つけられている。
１２クロムマルテンサイト系ステンレス鋼よ９成るター
ビン羽根ｌとインコネル６２５等の防食片２は従来鯖ろ
う付、あるいはＴＩＧ溶接、電子ビーム溶接等４二よっ
て接合されていた。しかしこれ等の溶接（−は次の様な
欠点があった。即ち第４図に示すように、矢印の方向Ｓ
： Ｓ ＊を行なってゆくと、タービン羽根１の母材の
熱膨張係数と防食片２の材料の熱膨張係数とに差がある
こと１：よって、溶接中ろるいは溶接後に防食片２がそ
９返９充分な６妥が行なえない。従って４５図４＝示す
よう１；、あらかじめ杉接纏の数ケ所を仮止め溶接して
おき、充分な拘束を与えてから本溶接を行なっていた。
ビン羽根ｌとインコネル６２５等の防食片２は従来鯖ろ
う付、あるいはＴＩＧ溶接、電子ビーム溶接等４二よっ
て接合されていた。しかしこれ等の溶接（−は次の様な
欠点があった。即ち第４図に示すように、矢印の方向Ｓ
： Ｓ ＊を行なってゆくと、タービン羽根１の母材の
熱膨張係数と防食片２の材料の熱膨張係数とに差がある
こと１：よって、溶接中ろるいは溶接後に防食片２がそ
９返９充分な６妥が行なえない。従って４５図４＝示す
よう１；、あらかじめ杉接纏の数ケ所を仮止め溶接して
おき、充分な拘束を与えてから本溶接を行なっていた。
しかし、これでは溶接後に大きな残留応力が生じ、この
残留応力と蒸気中（二含まれる埴素イオン６二より、タ
ービン運転中ζ二防食片および防食片近傍のタービン羽
根Ｃ二応カー貢割れが発生し、タービンの運転（二重大
な影響を及ぼし大きな問題点となっている。この応力腐
食割れは強力な拘束力Ｃ二よる残留応力に起因するもの
で、防食片取付けを溶接（二よって行なっている限シ避
けられない。
残留応力と蒸気中（二含まれる埴素イオン６二より、タ
ービン運転中ζ二防食片および防食片近傍のタービン羽
根Ｃ二応カー貢割れが発生し、タービンの運転（二重大
な影響を及ぼし大きな問題点となっている。この応力腐
食割れは強力な拘束力Ｃ二よる残留応力に起因するもの
で、防食片取付けを溶接（二よって行なっている限シ避
けられない。
またレーザビームを用いて表面層を焼入れしｍ−溶接層
を得て応力腐＊割れを防ぐ方法が知られているが、ター
ビン羽根は水滴の衝突に対する羽根面の耐食性中針摩耗
性が要求され、とのレーザＣ二よる焼入れ層のみでは防
ぐことができない異常摩耗が時々発生してタービンの運
翫に重大な影響な反はし、これも大きな問題点となって
いる。
を得て応力腐＊割れを防ぐ方法が知られているが、ター
ビン羽根は水滴の衝突に対する羽根面の耐食性中針摩耗
性が要求され、とのレーザＣ二よる焼入れ層のみでは防
ぐことができない異常摩耗が時々発生してタービンの運
翫に重大な影響な反はし、これも大きな問題点となって
いる。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、＃Ｉ接以外の
方法（＝よって防食性を持たせ、応力腐食割れの発生が
なくかつ耐食性、耐摩耗性シー優れたタービン羽根およ
びその製造方法を提供することな〔発明の概要〕 上記目的を達成するため本発明は、タービン羽根の蒸気
流入側の面Ｃニレーザビームを照射して表面層を浴融し
た後急冷して焼入層を形成しておき、この部にニッケル
合金、：Ｉバルト合蓋、金属炭化物系合金などの耐熱、
防食会槁粉末を塗布した後レーザビームを照射して溶融
させクラツディング層を形成することを特徴とするもの
である。
方法（＝よって防食性を持たせ、応力腐食割れの発生が
なくかつ耐食性、耐摩耗性シー優れたタービン羽根およ
びその製造方法を提供することな〔発明の概要〕 上記目的を達成するため本発明は、タービン羽根の蒸気
流入側の面Ｃニレーザビームを照射して表面層を浴融し
た後急冷して焼入層を形成しておき、この部にニッケル
合金、：Ｉバルト合蓋、金属炭化物系合金などの耐熱、
防食会槁粉末を塗布した後レーザビームを照射して溶融
させクラツディング層を形成することを特徴とするもの
である。
以Ｆ図面Ｃ二より本発明の一実施例を説明する。
第６図に示すようし羽根先端部の蒸気流入側の第３図の
防食片２シニ相肖する面積分にレーザビーム吸収剤３を
塗布した後レーザビーム４を照射して焼入れ層５を形成
させる。蝿入れ深さを欅く、且つ均一（ニする方法とし
てはセグメント蜜２−等が一般的（二用いられており、
−広で均一な深さを得ることは容易である。
防食片２シニ相肖する面積分にレーザビーム吸収剤３を
塗布した後レーザビーム４を照射して焼入れ層５を形成
させる。蝿入れ深さを欅く、且つ均一（ニする方法とし
てはセグメント蜜２−等が一般的（二用いられており、
−広で均一な深さを得ることは容易である。
この焼入れ層５のみでは、残留応力−二起因する応力腐
食割れには有効であるが、防食性は充分でない、そこで
さらも二羽ＩＮ９面の耐食性を増すため６；、焼入れ層
表面（二ニッケル合金、コバルト合金。
食割れには有効であるが、防食性は充分でない、そこで
さらも二羽ＩＮ９面の耐食性を増すため６；、焼入れ層
表面（二ニッケル合金、コバルト合金。
金属炭化物系合金、ステライト合金等の耐熱防食金属粉
末を第６図に示すのと同様（：塗布する。次１；この塗
布した部分にレーザビーム４を照射しレーザ（＝よるク
ラツディング層又は合金層６を作ることができる。こＱ
クラツディング層の厚さは耐熱防食粉末の塗布厚さとレ
ーザビームの出力、照射速度等により任意（二制御する
ことができる。第９図は１２クロムマルテンサイト系ス
テンレス鋼の表面（二、レーザビームを出力１２ ＫＷ
、照射速度−ル溶液で１．０ ｍ厚さ塗布後、レーザ
ビームを出力８ＫＷ、照射速［２０００關／分の条件で
照射してクラツディングノーを形成させた場合の表面か
らの深さと硬度との関係を示す実験結果〇−例である。
末を第６図に示すのと同様（：塗布する。次１；この塗
布した部分にレーザビーム４を照射しレーザ（＝よるク
ラツディング層又は合金層６を作ることができる。こＱ
クラツディング層の厚さは耐熱防食粉末の塗布厚さとレ
ーザビームの出力、照射速度等により任意（二制御する
ことができる。第９図は１２クロムマルテンサイト系ス
テンレス鋼の表面（二、レーザビームを出力１２ ＫＷ
、照射速度−ル溶液で１．０ ｍ厚さ塗布後、レーザ
ビームを出力８ＫＷ、照射速［２０００關／分の条件で
照射してクラツディングノーを形成させた場合の表面か
らの深さと硬度との関係を示す実験結果〇−例である。
すなわち、レーザビームの照射によ〉ニッケル合金のク
ラツディング層は約ｏ、ｇ ｎ ４られ、このクラツデ
ィング層はニッケル合金であるＯで非常書二高い防食性
能および耐応力腐食割れ性能を有しているし、且つ焼入
れ層もロックウェルＩｆ＆Ｒ，５２で１．５ ｍｍの深
さが得られており硬化層＃Ｉさも充分である。
ラツディング層は約ｏ、ｇ ｎ ４られ、このクラツデ
ィング層はニッケル合金であるＯで非常書二高い防食性
能および耐応力腐食割れ性能を有しているし、且つ焼入
れ層もロックウェルＩｆ＆Ｒ，５２で１．５ ｍｍの深
さが得られており硬化層＃Ｉさも充分である。
さら（二、レーザビームはタービン羽根部分の加熱と、
表向層の極〈浅い部分の溶融のみであるので、焼入れ層
とクラツディング層を形成させてもタービン羽根が変形
することはない。したがって、従来法では防食片をＴｌ
Ｇ１１ｍ、電子ビーム溶接等の溶融ｍＩＩをするので、
その場合の変形を押えるための光分な仮付け４二よる拘
束応力の発生Ｉ：より、残留応力が生じ応力腐負■れの
原因となるが、本発明では仮付けによる拘束応力は発生
しないのでタービン運転中に応力腐食割れの恐れはない
。またニッケル合金によるクラツディング層を有し腐良
生成物の浸食に対しても高い防食性を有しているので、
タービン羽根の異常摩耗等（＝は特ｄ二有効である。
表向層の極〈浅い部分の溶融のみであるので、焼入れ層
とクラツディング層を形成させてもタービン羽根が変形
することはない。したがって、従来法では防食片をＴｌ
Ｇ１１ｍ、電子ビーム溶接等の溶融ｍＩＩをするので、
その場合の変形を押えるための光分な仮付け４二よる拘
束応力の発生Ｉ：より、残留応力が生じ応力腐負■れの
原因となるが、本発明では仮付けによる拘束応力は発生
しないのでタービン運転中に応力腐食割れの恐れはない
。またニッケル合金によるクラツディング層を有し腐良
生成物の浸食に対しても高い防食性を有しているので、
タービン羽根の異常摩耗等（＝は特ｄ二有効である。
また、レーザビームの照射は極めて短時間（５〜６秒）
であるので、２ｔ１作業を行なっても従来法に比較して
著しい工数の短縮が図られる。
であるので、２ｔ１作業を行なっても従来法に比較して
著しい工数の短縮が図られる。
なお前記の焼入れ層をなくしクラツディング層あるいは
合金層の厚さを焼入れ層深さまで得ても同様な結果が得
られることは言うまでもない。
合金層の厚さを焼入れ層深さまで得ても同様な結果が得
られることは言うまでもない。
以上述べた如く本発明（二よれば、タービン運転中）二
応力腐食割れ発生の恐れがなく、かつ耐責性耐摩耗性の
優れたタービン羽根を容易に提供できるという効果が得
られる。
応力腐食割れ発生の恐れがなく、かつ耐責性耐摩耗性の
優れたタービン羽根を容易に提供できるという効果が得
られる。
第１図は従来の防食片の形状を示す斜視図、第２図は塑
性加工した防食片の形状を示す斜視図、第３図は従来の
防食片を備えたタービン羽根を示す斜視図、第４図、お
よび１５図は従来の防食片をタービン羽根ｄ二溶接固着
する際の溶接過程を示す斜視図、第６図は本発明の一実
施例を示すタービン羽根の斜視図、第７図は第６図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第８図は第７図のＡ−Ａ矢視断面図、
第９図は本発Ｌ！Ａによる羽根の表面からの深さと硬度
との関係を示す曲線図である。 ｌ・・・タービン羽根、 ４・・・レーザビーム、
５・・・焼入れ膚％ ６・・・クラツディン
グ層。 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 ＊ 佑０１か
１名）第６図 第７図 第９図 へ 表面乃゛５の況ξ（ｍｍ）
性加工した防食片の形状を示す斜視図、第３図は従来の
防食片を備えたタービン羽根を示す斜視図、第４図、お
よび１５図は従来の防食片をタービン羽根ｄ二溶接固着
する際の溶接過程を示す斜視図、第６図は本発明の一実
施例を示すタービン羽根の斜視図、第７図は第６図のＣ
−Ｃ矢視断面図、第８図は第７図のＡ−Ａ矢視断面図、
第９図は本発Ｌ！Ａによる羽根の表面からの深さと硬度
との関係を示す曲線図である。 ｌ・・・タービン羽根、 ４・・・レーザビーム、
５・・・焼入れ膚％ ６・・・クラツディン
グ層。 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 ＊ 佑０１か
１名）第６図 第７図 第９図 へ 表面乃゛５の況ξ（ｍｍ）
Claims (2)
- （１）タービン羽根の蒸気流入側の面にニッケル合金、
コバルト合金、金属炭化物系合金などの耐熱、防食金属
粉末を塗布し、との婦にレーザビームを照射して溶融さ
せクラツディング層を形成したことを％砿とするタービ
ン羽根。 - （２）ター１：’ン羽根の蒸気流入側の面にレーザビー
ムを照射して表ＩｆＩｊ−を溶融した後急冷して焼入れ
層を形成させ、この郁にニッケル合金、コバルト合金、
金属炭化物系合金などの耐熱、防食金属粉末を塗布した
後レーダビームを照射して溶融させクラツディング層を
形成することを特徴とするタービン羽根の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7911482A JPS58197403A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | タービン羽根の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7911482A JPS58197403A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | タービン羽根の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197403A true JPS58197403A (ja) | 1983-11-17 |
| JPH0424525B2 JPH0424525B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=13680879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7911482A Granted JPS58197403A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | タービン羽根の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197403A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6079103A (ja) * | 1983-09-15 | 1985-05-04 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 蒸気タービン羽根への耐摩耗性表面の付与方法 |
| WO2006094935A1 (en) * | 2005-03-05 | 2006-09-14 | Alstom Technology Ltd | Turbine blades and methods for depositing an erosion resistant coating on the same |
| 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 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5477806A (en) * | 1977-12-02 | 1979-06-21 | Hitachi Ltd | Turbine blade |
| JPS588202A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タ−ビンの動翼補強方法 |
-
1982
- 1982-05-13 JP JP7911482A patent/JPS58197403A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5477806A (en) * | 1977-12-02 | 1979-06-21 | Hitachi Ltd | Turbine blade |
| JPS588202A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タ−ビンの動翼補強方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6079103A (ja) * | 1983-09-15 | 1985-05-04 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | 蒸気タービン羽根への耐摩耗性表面の付与方法 |
| WO2006094935A1 (en) * | 2005-03-05 | 2006-09-14 | Alstom Technology Ltd | Turbine blades and methods for depositing an erosion resistant coating on the same |
| 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 |
| US10662785B2 (en) | 2012-09-21 | 2020-05-26 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Method of welding erosion resistance metallic material and turbine blade |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424525B2 (ja) | 1992-04-27 |
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