JPS5937202A - タ−ビン翼の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は作動蒸気中に含まれる水滴の衝撃作用によ多タ
ービン翼が浸食を受けるのを保護するために用いる板状
小片、いわゆるエロージョンシールド材を有するタービ
ン翼の製造方法に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、蒸気タービンは単機容量の増加が著しく、ここに
おいて用いられるタービン翼には翼長８５１間、また別
のものでは１ρ６７調に及ぶものがある。

このクラスのタービン翼は当然のことながら運転中の周
速度も大きく、例えば上記の翼長８５１Ｎのものでは約
６００ｍ／８に達する。一方、このようなタービン翼が
用いられる蒸気タービンの最終段落付近は湿シ度がＩＯ
優に達するような湿多蒸気域にある。この場合、蒸気中
に含まれる水滴とタービン翼とが常時衝突するかたちと
なシ、タービン翼が短期間で浸食を受ける。この浸食は
周速度が２５０ｒｎ／Ｓを超える段階から著しく進展す
ることが知られておシ、この周速度を目安にそれを超え
る部分に対して耐食性を有する板状小片（以下、エロー
ジョンシールド材と称する）を設けて浸食を防止するこ
とが行なわれている。このエロージョンシールド材には
コバルト基のクロム・タングステン合金が主として用い
られるが、これをタービン翼に取付ける際の施工技術と
して過去に様々な試みがなされている。

しかして、この種の施工技術として最も広く応用されて
いるのは第１図および第２図に示されるようなＴＩＧ溶
接である。この方法はタービン翼ｌを切９欠いて段部２
を形成し、この段部２に沿ってエロージョンシールド材
３を尚接しながら重ね合わせ、各溶接開先４ａ、４ｂを
ＴＩＧ溶接にて一体化するものである。なお、図中符号
５は溶着金属を示している。この方法によれば、溶接開
先４ｍ、　４ｂの形状を適切なものとすることに上り、
溶着金属５の強度上の問題は殆んど起こらないし、何よ
シも高価な施工設備を必要としない点が製品コストの上
昇を抑えるうえで魅力があシ、一応の評価な受けている
。

しかしながら、この方法によると、作業に従事する人の
技能レベルにより品質が大きく影響を受ける難点があり
、ときによシ所期の目的を達成するのに充分な品質のタ
ービン翼１が得られない場合もある。

また、ＴＩＧ溶接に伴なうタービン翼１への入熱量は予
想以上に大きく、溶接施工後にタービン翼１には著しい
熱変形が起こシ、その修正に多大の労力を要するという
欠点もある。

一方、このような施工技術上の問題を改善しようとする
試みもなされており、その代懺的なものに電子ビーム溶
接を応用した施工技術がある。この方法は第３図、およ
び第４図に示されるように、タービン翼１とエロージョ
ンシールド材３との間にニッケルをベースとしたクロム
・鉄合金で造られた中間媒体金属６を挾み、各接合部７
ａ、７ｂに電子ビームを照射して一体化するものである
。この方法によると、技能レベルはＴＩＧ溶接程には問
われないので、品質はめる望ましい水準に等質化させる
ことかできるし、また、タービン翼１への入熱量は電子
ビームのエネルギ密度が高いので、大幅に減少させるこ
とができ、その修正も比較的容易である。

しかしながら、この方法によると、電子ビーム溶接施工
時に発生するガスの放出が容易でなく、ブローホール等
が接合部７ａ、　７ｂの中間に集中的に顕われることか
あり、強度面に少なからぬ影響を及ぼしている。

くわえて、溶接ピードが接合部７ａ、　７ｂの双方から
入ってくる本方法では、溶接先端部に多発するスパイキ
ング等の溶接欠陥が接合部７ａ、７ｂの中間に集中的に
顕在化することになシ、上述の問題と併せて充分な結合
強度が得られないことがある。

かくして、かかる試みもエロージョンシールド材３を有
するタービン翼１の強度上の信頼が一部損なわれる状況
にアリ、より有効な施工技術の確立が望まれている。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点に鑑みなされたもので、エロージョ
ンシールド材を有するタービン翼における同エロージョ
ンシールド材の結合強度を大幅に高め得る新規なタービ
ン翼の製造方法を提供することを目的とする。

〔発明の硫安〕

本発明による方法は互いに材質を異にするタービン翼と
エロージョンシールド材との間に中間媒体金属を介在さ
ぎて両者を一体結合するタービン翼の製造方法において
、初めにタービン翼の翼断面でみて、タービン翼、中間
媒体金属、およびエロージョンシールド材の各接合面の
一方の端から他方へ向けて、溶接ビードが先ず翼断面を
貫き、続いてそこからさらに中間媒体金属のマージン部
に到達するように電子ビームを照射し、その後タービン
翼の翼形状に合わせて中間媒体金属のマー乞め ジン部を切削除去することを特徴とする也とである。

〔発明の効果〕

本発明方法によると、電子ビーム溶接時姉発生するガス
が中間媒体金属に穿設した案内溝を通して効果的に放出
されるので、タービン翼内にこれが残留することがなく
なシ、ブローホール等の溶接欠陥は殆んど生じなくなる
。また、かくすることによシ溶接先端部に多発するスパ
イキング等の溶接欠陥は、その発生部位が中間媒体金属
のマージン部に限られてくるため、タービン翼の内部に
はこの種の問題が起こらず、上記の利点と併せて溶接強
度の著しい上昇がもたらされる。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を図を参照して説明する。

第５図は本発明方法における中間媒体金属旦を示すもの
で、この甲間媒体金属昼はタービン翼の断面でみて、そ
の一端にマージン部９を備えている。このマージン部９
は′電子ビーム溶接施工時にスパイキング等の溶接欠陥
が生じたときに意図的にこの溶接欠陥がこの部分に顕れ
ることを企図している。また、中間媒体金属焦の両接合
面からマージン部９の棚側へ連結する箇所には中間媒体
金属基の長手方向を貫いて案内溝１０が穿設されている
。この案内溝１０は電子ビームが照射されるときの熱で
不純物等がガスとして放出される場合の通路となる。

かかる中間媒体金属８を用いる場合の溶接手順は第６図
に示されるようにタービン翼１の翼断面テミテ、タービ
ン汎１．中間媒体金属望、およびエロージョンシールド
材３の各接合１１ｔＴ　７ａ、　７ｂの一方の端から他
方へ向けて電子ビームを照射する。

この場合、溶接ビードはタービン翼ｌの翼断面を貫くの
は勿論のこと、そこからひらに中間媒体金Ｈｐのマージ
ン部９に到達するところまで形成される。この溶接過程
では不純物等がガスとして放出されるが、′電子ビーム
の照射方向を一方向としている本発明方法によれば、ガ
スが各接合面７ａ。

７ｂに沿ってマージン部９に至シ、そこで案内溝１０に
導かれて効果的に除かれる。また、溶接先端部にスパイ
キング等の溶接欠陥が生じても、本発明方法における発
生部位はタービン翼１と関係のないマージン部９である
ため、その影響をタービン翼ｌが受けることはない。そ
の後、マージン部９は第７図に示されるようにタービン
翼１の翼形状に合わせて切削除去される。

そして、この後、必要であれば溶接部に対して第８図に
示されるようなショットピーニング加工を施す。これは
電子ビーム溶接施工時、同溶接部に引張荷重が残留した
ままとなシ、疲労強度の低下をみる場合があるため、圧
縮力を与えてこれを抑制しようとするものでおる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接施工技術を採用したタービン翼の部
分正面図、第２図は第１図のト」線に沿う断面図、第３
図は従来の溶接施工技術を採用したタービン翼の部分正
面図、第４図は第３図のＩＴ−４１線に沿う断面図、第
５図は本発明による方法で用いられる中間媒体金属の断
面図、第６図。 第７図、および第８図は本発明による方法を適用する手
順を示すもので、その説明図である。 ｌ・・・タービン翼、３・・・エロージョンシールド材
、７ａ、７ｂ・・・接合面、生・・・中間媒体金属、９
・・・マージン部、１ｏ・・・案内溝。 （７３１７）代理人　弁理士　則　近　憲、佑　（ほか
１名）ＮＳ１図 第３図 第６図 第７図 第８し：１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　互いに材質を異にするタービン翼とエロージ
   ョンシールド材との間に中間媒体金属を介在させて両者
   を一体結合するタービン翼の製造方法において、初めに
   前記タービン翼の翼断面でみて、前記タービン戟、前記
   中間媒体金属、および前記エロージョンシールド材の各
   接合向の一方の端から他方へ向けて、溶接ビードが先ず
   翼断面を貫き、続いてそこからさらに前記中間媒体金属
   のマージン部に到達するように電子ビームを照射し、そ
   の後前記タービン翼の興形状に合わせて前記中間媒体金
   属のマージン部を切削除去することを特徴とするタービ
   ン翼の製造方法。
2. （２）マージン部を切削除去した後の電子ビーム照射部
   分に対してショットピーニング加工を施すことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のタービン翼の製造方法
   。