KR100907128B1 - 도브테일 핀 제거 방법 - Google Patents

Abstract

구멍(26)으로부터 핀(16)을 제거하는 방법은 a) 핀의 길이 치수의 선택된 부분만큼 핀(16) 내에 제 1 직경의 제 1 구멍(28)을 뚫고 핀의 제거를 시도하는 단계와, b) 핀(16)을 제거할 수 없는 경우, 핀의 길이 치수의 연장된 부분만큼 제 1 직경보다 작은 제 2 직경의 제 2 구멍(32)을 뚫는 단계와, c) 핀을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

도브테일 핀 제거 방법{METHOD FOR REMOVING DOVETAIL PINS}

도 1은 버킷을 로터에 고정하는 도브테일 핀을 갖는 터빈 로터 휠상의 버킷의 열에서 핑거 도브테일의 구성을 단순화된 형태로 도시한 절단 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 제 1 천공 단계를 도시하는 도브테일 핀의 개략적 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 제 2 천공 단계의 연속 천공을 도시하는, 도 2와 유사한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 제 3 천공 단계의 연속 천공을 도시하는, 도 2 및 3과 유사한 도면,

도 5는 본 발명의 천공 작업에서 천공 전극의 축방향의 오정렬을 조정하는 방법을 도시하는, 도 4와 유사한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 터빈 휠 부분 12 : 버킷

14 : 터빈 로터 휠 16, 40 : 도브테일 핀

18 : 버킷 도브테일 돌출부 또는 핑거 20, 24 : 슬롯

26 : 도브테일 핀 구멍 28, 42 : 제 1 구멍

32 : 제 2 구멍 36 : 제 3 구멍

본 발명은 도브테일 핀(dovetail pin) 뿐만아니라 터빈 로터에 설치된 보조 십자 키에 구멍을 뚫어 그것의 제거를 용이하게 하는 방법에 관한 것이다.

어떤 증기 터빈 버킷은 버킷을 터빈 로터에 부착하기 위해 핑거 도브테일(finger devetail)의 구성을 이용한다. 특히, 버킷상의 대체로 방사상 방향으로 배향된 핑거는 로터에 기계 가공된 대향 결합 핑거와 정합한다. 각 버킷 도브테일은 로터에 미리 천공된 대응하는 구멍과 정렬될 수도 있는 축방향으로 연장된 3개의 도브테일 핀 구멍을 구비한다. 버킷을 로터에 끼운 후에, 버킷내의 도프테일 핀 구멍을 로터의 대응하는 구멍과 정렬한다. 전체의 버킷을 설치한 후에, 핀 구멍을 최종적으로 넓혀 버킷을 로터상의 적소에 유지하는 도브테일 핀의 설치를 가능하게 한다. 가혹한 환경에서 작업하는 동안, 도브테일 핀은 원심력의 결과로서 버킷이 핀을 방사상 방향으로 잡아당기는 것에 기인하는 핀의 스테핑(stepping) 뿐만아니라 압력 및 온도의 영향과 산화에 의해서 버킷 및/또는 로터 핀 구멍에 고착될 수도 있다. 이들 도브테일 핀을 검사 또는 교체를 위해 제 거하는 것은 어렵고 시간이 소모되며 비용이 많이 드는 작업일 수 있다.

도브테일 핀을 제거하는 종래의 방법은, 잭, 피닝 건(peening gun) 및/또는 분말 작동식 총을 사용하여 핀을 구멍으로부터 빼내는 것을 포함한다. 핀이 움직이지 않는 경우, 그리고 버킷이 파괴되는 경우에, 한가지 선택사항은 버킷의 주요부를 절단하고 버킷의 도브테일 부분을 로터 핑거로부터 분쇄하는 것이었다. 잔류물은 손으로 제거하였다. 그러나, 버킷을 절약하고자 하는 경우에는, 종래의 수동 천공법을 사용하여 도브테일 핀을 천공하였고, 나머지의 껍질도 역시 손으로 제거하였다. 사용된 다른 방법은, 핀에 어느 정도까지 구멍을 뚫고 드라이버 로드를 삽입한 다음 피닝 건이나 분말 작동식 총으로 핀을 빼내는 것이었다. 종래의 천공법에 따른 추가의 문제는, (1) 강성 핀에 구멍을 내는 경우 종래의 드릴 비트가 중심에서 조금씩 이동하고 이어서 핀의 측면을 통해 뻗어서 로터에 들어가는 경향이 있고, (2) 핀에 구멍을 낼 때 남는 껍질을 손으로 집어내는데 긴 시간이 걸리며, (3) 핀 내로의 천공을 너무 깊게 완료하는 경우, 구동 작업에서 핀의 말단이 분리되어, 구멍 내에 부분적인 껍질이 남을 수 있어서, 손으로 제거할 필요가 있고, (4) 핀에 구멍을 내는 경우에, 천공장치의 임의의 초기 오정렬에 의해 드릴 비트 또는 EDM 전극이 핀의 내측을 통해 로터 내로 연장되는 결과가 발생할 수 있는 것을 포함한다. 천공이 깊을수록, 오정렬의 영향이 더욱 크고 또 로터의 손상 가능성도 커진다.

본 발명은 종래의 천공법과 관련된 전술한 문제점들을 제거하고자 한다. 예시적인 실시예에 있어서, 제거할 핀에 핀 길이의 약 1/3 정도의 비교적 큰 직경의 구멍을 내는 것(바람직하게는, 신속한 EDM 천공을 사용함)을 포함하는 단계적 천공 과정이 이용된다. 그 다음, 전극을 제거하고 종래의 수단에 의해 핀의 제거를 시도한다. 핀이 움직이지 않으면, 전극을 소형 전극으로 교체하고, 핀의 중앙점을 지난 지점까지 소직경의 구멍을 계속 낸다. 전극을 제거한 후에, 핀의 제거를 다시 시도한다. 핀이 여전히 해제되지 않으면, 최종 천공 단계에서 이전 단계의 동일한 소형 전극을 이용하여 핀의 길이의 약 3/4 까지 구멍을 계속 뚫는다. 시험 결과, 이 지점에서, 핀의 압력은 핀의 제거를 가능하게 하기에 충분한 정도로 완화되었다. 보다 깊이 천공함과 동시에 전극의 크기가 단계적으로 감소되어 전극의 약간의 오정렬을 조정함으로써 핀을 측면을 통한 로터 내로의 천공 가능성이 감소한다.

따라서, 넓은 측면에 있어서, 본 발명은 구멍으로부터 핀을 제거하는 방법으로서, a) 핀의 길이 치수 중 선택된 부분만큼 핀 내에 제 1 직경의 제 1 구멍을 천공하고 핀의 제거를 시도하는 단계와, b) 핀을 제거할 수 없는 경우, 핀의 길이 치수의 연장된 부분만큼 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경의 제 2 구멍을 천공하는 단계와, c) 핀을 제거하는 단계를 포함하는, 핀 제거 방법에 관한 것이다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 터빈 버킷-로터 핑거 도브테일 배열체로부터 도브테일 핀을 제거하는 방법으로서, 버킷과 로터 휠상의 대체로 방사상 방향의 핑거를 서로 끼우고, 복수의 축방향 배향 도브테일 핀으로 버킷을 로터에 고정시키는, 도브테일 핀의 제거 방법에 있어서, a) 제 1 직경의 핀 내에 제 1 구멍을 뚫고 핀의 축방향 길이 치수의 약 1/3까지 연장시키는 단계와, b) 제 1 구멍으로부터 연속해서, 제 1 직경보다 작은 제 2 직경의 제 2 구멍을 뚫고 핀의 축방향 길이 치수의 약 1/2 까지 연장시키는 단계와, c) 제 2 구멍으로부터 연속해서, 제 2 구멍과 실질적으로 동일한 직경의 제 3 구멍을 뚫고 핀의 축방향 길이의 약 3/4까지 연장시키는 단계와, d) 핀을 제거하는 방법을 포함하는, 도브테일 핀의 제거 방법에 관한 것이다.

도면에 있어서, 터빈 휠의 부분(10)은 복수의 축방향 연장 도브테일 핀(16)과 결합한 핑거 도브테일 배열체에 의해 터빈 로터 휠(14)에 고정되는 복수의 버킷(12)을 포함한다. 보다 상세하게는, 각 버킷(12)은 다수(본 실시예에서는 4개)의 버킷 도브테일 돌출부 또는 핑거(18)를 구비하며, 이들 핑거는 그 사이의 복수의 로터 도브테일 슬롯(20) 내부에 수용된다. 유사하게, 터빈 휠은 복수의 대체로 방사상 연장 도브테일 돌출부(22)를 구비하며, 이 돌출부(22)는 그 사이의 복수의 버킷 도브테일 슬롯(24) 내부에 수용된다.

설치하는 동안, 전체의 버킷을 로터 휠(14)상에 탑재한 후에, 버킷(12)을 조정하여 로터와 버킷 내의 도브테일 핀 구멍(26)이 축방향으로 정렬되도록 한다. 도 1은 이해를 쉽게 하기 위해 어떤 빈 구멍(26) 뿐만아니라 정위치의 어떤 도브테일 핀(16)을 도시하고 있다. 구멍(26)은 로터 도브테일 핑거 뿐만아니라 버킷 도 브테일 핑거에도 형성되어 있고, 그리고 축방향으로 정렬 가능하다. 버킷을 휠상에 탑재한 후에, 도브테일 및 로터의 구멍을 정렬한 다음 최종적으로 구멍을 넓혀, 버킷을 휠상의 정위치에 유지하는 도브테일 핀(16)의 설치를 가능하게 한다. 본 발명은 검사 및/또는 교체 목적을 위해 핀(16)의 후속적인 제거를 위한 천공 기법과 관련이 있다.

도 2 내지 4를 참조하면, 과정의 제 1 단계는, 길이가 약 12.70 내지 22.86㎝이고 직경이 약 1.27 내지 1.59㎝인 핀내에, 바람직하게는 고속 EDM 천공 과정을 사용하여, 예컨대 1.12㎝ 또는 1.02㎝의 직경을 갖는 비교적 큰 구멍(28)을 뚫는 것이다. 이 구멍 또는 보어는 핀 길이의 1/3과 거의 동일한 축방향 길이까지 천공된다. 그 다음, 전극을 제거하고, 예컨대 드라이버, 피닝 건 또는 분말 작동식 총으로 구멍을 통해 로드를 구동시킴으로써 핀의 제거를 시도한다. 핀을 제거할 수 없는 경우, 전극을 소형 전극으로 교체하고, 도 3에 도시된 바와 같이 핀의 길이를 따라 거의 중간 지점 또는 중간 바로 뒤의 지점[참조부호(34)까지 연장된 지점]까지 직경이 약 0.66㎝인 작은 구멍(32)의 천공을 계속한다. 전술한 유사한 종래의 과정을 이용하여 전극을 제거하고 핀의 제거를 다시 시도한다. 핀을 여전히 제거할 수 없는 경우, 이전의 말단 점(34)으로부터 연장된 구멍 또는 보어(36)를 따라 참조 부호(38)까지 연장된 핀의 길이의 약 3/4의 지점까지 약 0.66㎝의 작은 직경으로, 동일한 소형 전극 및 구멍(32)을 이용하는 제 3의 최종 천공 단계를 계속한다. 전극을 제거한 후에, 종래의 방법을 이용하여 핀을 다시 밀어낸다. 현재까지의 모든 시험은, 이러한 제 3 천공 단계 후에, 핀상의 압력이 핀을 제거하기에 충분할 정도로 완화될 것이라는 것을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 구멍 직경의 단계적 감소 과정에 의해 미소한 축방향 오정렬을 조정하여, 드릴의 비트가 핀을 관통하여 로터를 손상시킬 가능성을 최소화할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 도면에는 핀의 대체로 축방향으로 천공된 제 1 구멍(42)을 갖지만 약간 축방향으로 오정렬된 부분을 갖는 핀(40)이 도시되어 있다. 이러한 오정렬 부분은 하나 이상의 작은 직경의 천공부(44)를 통해 과장되어 있지만, 감소 형상으로 인해서, 천공된 구멍은 핀의 측면을 돌파하지 않는다.

본 발명은 최종적으로 설치되는 노치 버킷 및/또는 소나무 또는 다른 버킷 도브테일의 형태와 함께 사용되는 블록을 고정시기 위해 사용되는 보조 십자 키의 제거시에도 적용 가능하다.

본 발명을 현재 가장 실제적이고 바람직한 실시예로 간주되는 것과 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 개시한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 반대로 첨부된 청구범위의 정신 및 범위 내에 포함되는 각종 수정 및 동일한 장치를 포함하고자 의도하는 바이다.

본 발명에 의하면, 핀상의 압력이 핀을 제거하기에 충분할 정도로 완화되며, 구멍 직경의 단계적 감소 과정에 의해 미소한 축방향 오정렬을 조정하여, 드릴의 비트가 핀을 관통하여 로터를 손상시킬 가능성을 최소화할 수 있다.

Claims (5)

1. 버킷(12)과 로터 휠(14)상의 대체로 반경 방향으로 지향되는 핑거(18, 22)가 서로 중첩되고, 축방향으로 지향되는 복수의 도브테일 핀(16)이 상기 버킷을 로터에 고정시키는, 터빈 버킷-로터 핑거 도브테일 배열체로부터 도브테일 핀(16)을 제거하는 방법에 있어서,

   a) 상기 핀(16)에 제 1 직경의 제 1 구멍(28)을 천공하여, 상기 핀의 축방향 길이 치수의 1/3 까지 연장시키는 단계와,

   b) 상기 제 1 구멍으로부터 연속해서 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경의 제 2 구멍(32)을 천공하여, 상기 핀의 축방향 길이 치수의 1/2까지 연장시키는 단계와,

   c) 상기 제 2 구멍으로부터 연속해서 제 3 구멍(36)을 천공하여, 상기 핀의 축방향 길이의 3/4까지 연장시키는 단계와,

   d) 상기 핀(16)을 제거하는 단계를 포함하는

   도브테일 핀 제거 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단계 a), 단계 b) 및 단계 c)는 EDM 천공법을 이용하여 실행되는

   도브테일 핀 제거 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 핀(16)은 1.27㎝ 내지 1.59㎝의 직경을 가지며, 상기 제 1 구멍(28)은 1.02㎝의 직경을 갖는

   도브테일 핀 제거 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 2 구멍(32)은 0.66㎝의 직경을 갖는

   도브테일 핀 제거 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 3 구멍(36)은 상기 제 2 구멍과 실질적으로 동일한 직경을 갖는

   도브테일 핀 제거 방법.

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