KR102631599B1 - 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온부품의 크랙 수리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온부품의 크랙의 내부에 형성된 산화물을 제거하고, 산화물이 제거된 크랙 내부를 모재분말과 필러로 충진한 후, 브레이징에 의해 크랙을 접합하는 것이 특징인 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법에 관한 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스터빈용 고온부품에 크랙의 간격이 넓게 발생할 경우에 와이드 크랙 브레이징 접합기술을 적용함으로써 기존에 크랙이 발생하여 폐기시키던 고온부품을 재사용할 수 있으며, 이로 인한 막대한 비용절감 및 생산효율의 증대와 더불어 수리시간을 단축시킬 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스터빈용 고온부품에 크랙의 간격이 넓게 발생할 경우에 와이드 크랙 브레이징 접합기술을 적용함으로써 기존에 크랙이 발생하여 폐기시키던 고온부품을 재사용할 수 있으며, 이로 인한 막대한 비용절감 및 생산효율의 증대와 더불어 수리시간을 단축시킬 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
Description
본 발명은 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙의 수리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법에 관한 것이다.
일반적으로 가스터빈의 고온부품은 고온고압의 혹독한 조건에서 특히 높은 터빈입구온도(TIT, Turbine Inlet Temperature) 1100∼1600℃에서 장시간 운용되기 때문에 열적 진동 피로 및 고온 크리프에 따른 열화를 받기 때문에 고온에서 기계적 특성이 우수하고, 크리프 저항이 높은 내부식 및 내산화성이 높은 초합금들이 사용되고 있다.
이들 초합금은 Hastelloy, IN 738, IN 792, IN 939, Rene 41, Rene 45, Rene 71, Rene 71, Rene 80, Rene 142, Mar M247, CM247, ECY 768, CMSX-4 등이 사용되고 있다.
이러한 가스터빈의 고온부품은 장시간 고온고압의 높은 온도(1100∼1600℃)에서 가동되기 때문에 열적 진동 피로에 따른 열화를 받게 되어 궁극적으로 크랙 또는 심할 경우 부분적으로 깨어져 떨어져 나가는 파손이 발생하게 된다.
이들 손상을 수리하는 기술은 접합이고 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 용접이고 다른 하나는 브레이징이 있다.
특히, 가스터빈 고온부품의 아크용접은 모재를 일부 녹여서 용접하기 때문에 입열량이 높아 크랙 및 변형이 발생하는 반면, 브레이징은 모재를 녹이지 않고 필러를 녹여 접합하는 기술로써 모재의 변형 및 크랙이 없으며, 대량으로 수리가 가능하여 수리비용이 용접 대비 40~60% 저렴하다는 이점이 있으나 지금까지 이러한 손상을 수리하는 접합기술은 대부분 크랙의 간격이 좁은 것에 관한 것이며, 크랙의 간격이 넓은 경우에는 접합보다는 부품을 대체하는 것이 일반적이었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스터빈용 고온부품에 크랙의 간격이 넓게 발생할 경우에 브레이징 접합기술을 적용함으로써 기존에 크랙이 발생하여 폐기시키던 고온부품을 재사용함으로써 비용절감 및 생산효율의 증대와 더불어 수리시간을 단축시킬 수 있는 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품에 발생한 와이드 크랙 수리방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법은 고온부품의 크랙의 내부에 형성된 산화물을 제거하고, 산화물이 제거된 크랙 내부를 모재분말과 필러로 충진한 후, 브레이징에 의해 크랙을 접합하는 것이 특징이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스터빈용 고온부품에 크랙의 간격이 넓게 발생할 경우에 와이드 크랙 브레이징 접합기술을 적용함으로써 기존에 크랙이 발생하여 폐기시키던 고온부품을 재사용할 수 있으며, 이로 인한 막대한 비용절감 및 생산효율의 증대와 더불어 수리시간을 단축시킬 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법 수리방법 공정도.
본 발명 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법은 고온부품(10)의 크랙(11)의 내부에 형성된 산화물(40)을 제거하고, 산화물(40)이 제거된 크랙(11) 내부를 모재분말(20)과 필러(30)로 충진한 후, 브레이징에 의해 크랙(11)을 접합하는 것이 특징이다.
상기 크랙(11)의 폭은 0.2∼1mm 사이인 것이 특징이다.
그리고 상기 모재분말(20)은 고온부품(10)과 동일한 조성으로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 필러(30)는 중량비로 탄소(C) 0.05wt% 이하, 크롬(Cr) 14wt% 이하, 코발트(Co) 0.5wt% 이하, 텅스텐(W) 1.5wt% 이하, 하프늄(Hf) 0.5wt% 이하, 알루미늄(Al) 1wt% 이하, 탄탈륨(Ta) 0.5wt% 이하, 실리콘(Si) 4wt% 이하 나머지는 니켈(Ni)로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 필러는 중량비로 탄소(C) 0.03%, 크롬(Cr) 30% 이하, 니켈(Ni) 50% 이하, 텅스텐(W) 1% 이하, 탄탈륨(Ta) 2.5% 이하, 붕소(B) 4%, 나머지는 코발트(Co)인 Ni기반 초합금 조성으로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 모재분말(20)과 필러(30)의 혼합비는 모재분말(20) : 필러(30)의 비율이 0∼60wt% : 40∼100wt%인 것이 특징이다.
이하, 본 발명 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품(10)에 발생한 와이드 크랙 수리방법은 고온부품(10)의 크랙(11)의 내부에 형성된 산화물(40)을 제거하고, 산화물(40)이 제거된 크랙(11) 내부를 모재분말(20)과 필러(30)로 충진한 후, 브레이징에 의해 크랙(11)을 접합하는 것을 특징으로 하고 있다.
더욱 상세하게는, 먼저 가스터빈용 고온부품(10)에 발생한 와이드 크랙(11)의 내부에 형성된 산화물(40)을 제거하도록 한다.
상기 고온부품(10)은 IN939인 것을 사용하고 있다.
손상된 고온부품(10)의 크랙 수리는 용접과 브레이징으로 나눌 수 있는데 크랙 내부에 있는 금속 산화물 (Al2O3, TiO2, Cr2O3)이 있으면 브레이징 접합이 되지 않기 때문에 금속 산화물을 제거하기 위해 불소이온세정기술을 적용하도록 한다.
불소이온세정에 의한 금속 산화물 제거 화학반응은 다음과 같다.
6HF + Al2O3 ↔ 2AlF3 + 3H2O
4HF + TiO2 ↔ TiF4 + 2H2O
6HF + Cr2O3 ↔ 2CrF3 + 3H2O
4HF + NiO2 ↔ NiF4 + 2H2O
6HF + Co2O3 ↔ 2CoF3 + 3H2O
4HF + SiO2 ↔ SiF4 + 2H2O
상기 크랙(11)의 폭은 0.2∼1mm 사이인 것을 와이드 크랙(11)으로 지칭한다.
크랙(11)의 폭은 가장 좁은 쪽의 폭을 재도록 한다.
그리고 산화물(40)이 제거된 크랙(11) 내부를 모재분말(20)과 필러(30)로 충진하도록 한다.
이때, 상기 모재분말(20)은 고온부품(10)과 동일한 조성으로 이루어진 것을 사용하도록 한다.
상기 필러(30)는 중량비로 탄소(C) 0.05wt% 이하, 크롬(Cr) 14wt% 이하, 코발트(Co) 0.5wt% 이하, 텅스텐(W) 1.5wt% 이하, 하프늄(Hf) 0.5wt% 이하, 알루미늄(Al) 1wt% 이하, 탄탈륨(Ta) 0.5wt% 이하, 실리콘(Si) 4wt% 이하 나머지는 니켈(Ni)로 이루어진 것을 사용하도록 한다.
또 다르게는 중량비로 탄소(C) 0.03%, 크롬(Cr) 30% 이하, 니켈(Ni) 50% 이하, 텅스텐(W) 1% 이하, 탄탈륨(Ta) 2.5% 이하, 붕소(B) 4%, 나머지는 코발트(Co)인 Ni기반 초합금 조성으로 이루어진 것을 사용할 수도 있다.
상기 필러에는 내식성을 강화시키기 위해 지르코늄(Zr) 0.05wt% 이하와 부식과 마모에 강한 팔라듐(Pd) 5wt%가 포함될 수 있으며, 금속 간의 반응이 좋도록 하기 위해 망간(Mn) 1wt%와 인(P) 0.04wt% 및 높은 강도 및 고온에서 잘견디는 베릴륨(Be) 3wt%과 티타늄(Ti) 3wt%가 더 포함될 수도 있다.
상기 추가로 포함되는 금속들은 모두 또는 하나 이상을 선택하여 포함될 수 있다.
이러한 필러는 택일하여 주사기로 접합하고자 하는 부분에 주입하는 방법을 사용하도록 한다.
크랙(11)에 모재분말(20)과 필러(30)를 충진할 때에는 고온부품(10)의 표면보다는 상대적으로 높게 충진하도록 하여야 한다.
크랙(11)에 모재분말(20)과 필러(30)를 충진한 후에는 브레이징에 의해 크랙을 접합하여 메우도록 한다.
상기 모재분말(20)과 필러(30)의 혼합비는 모재분말(20) : 필러(30)의 비율이 0∼60wt% : 40∼100wt%가 되도록 하였다.
브레이징에 의해 고온부품(10)의 표면보다 5∼200㎛ 정도의 두께가 되게 형성하도록 한다.
브레이징 후에는 본드코팅층과 열차폐코팅층을 더 형성할 수도 있다.
본드코팅층은 종래의 고온내열성을 가진 소재 분말(MCrAlY(M=Ni, Co))을 사용하여 50∼2,000㎛의 두께가 되도록 형성하는 것이다.
그리고 본드코팅층의 상면에 널리 알려진 YSZ분말을 사용하여 초음파 진동과 원적외선을 가열하면서 레이저 클래딩에 의해 열차폐 코팅층을 형성하도록 한다.
상기 열차폐 코팅층은 최상면에 위치하고 있기에 탑코팅층이라고 불리우며, 0.5∼5mm 두께가 되도록 형성하는 것으로, 본드코팅층으로부터 처음 적층시 5∼50㎛까지는 초음파진동을 가해줌으로써 코팅층에 기공 없이 형성되도록 하여 접합력을 향상시켜 주도록 한다.
바람직하게는 초음파 진동은 1KHz∼100MHz의 범위로 하고, 원적외선 가열은 원적외선 파장을 10∼1000㎛ 사이에서 진행하여 모재인 고온부품의 온도를 400∼1,000℃ 내로 유지하면서 레이저 클래딩하도록 하는 것이다.
상술한 바와 같이 초음파 진동과 동시에 레이저 클래딩할 경우 장점은 용접부에 기공율을 0.01% 이하로 감소시킴과 동시에 결정립의 크기를 기존 레이저 클래딩 보다 50% 이하로 작게 하기 때문에 기계적 특성(경도, 강도, 마모, 피로)이 증가하는 장점이 있다
또한, 열차폐 코팅층 형성후에는 확산열처리(용체화 열처리) 공정을 추가로 실시할 수도 있다.
상기 확산열처리(용체화 열처리) 공정은 온도 1200∼1450℃에서 30∼60분간 행한 후, 20분 동안 1023∼1350℃까지 온도를 내려서 150∼255분간 진공에서 확산열처리하는 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스터빈용 고온부품에 크랙의 간격이 넓게 발생할 경우에 와이드 크랙 브레이징 접합기술을 적용함으로써 기존에 크랙이 발생하여 폐기시키던 고온부품을 재사용할 수 있으며, 이로 인한 막대한 비용절감 및 생산효율의 증대와 더불어 수리시간을 단축시킬 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
10. 고온부품 11. 크랙
20. 모재분말
30. 필러
40. 산화물
20. 모재분말
30. 필러
40. 산화물
Claims (6)
- 고온부품(10)의 크랙(11)의 내부에 형성된 산화물(40)을 제거하고, 산화물(40)이 제거된 크랙(11) 내부를 고온부품(10)과 동일한 조성으로 이루어진 모재분말(20)과 중량비로 탄소(C) 0.05wt% 이하, 크롬(Cr) 14wt% 이하, 코발트(Co) 0.5wt% 이하, 텅스텐(W) 1.5wt% 이하, 하프늄(Hf) 0.5wt% 이하, 알루미늄(Al) 1wt% 이하, 탄탈륨(Ta) 0.5wt% 이하, 실리콘(Si) 4wt% 이하 나머지는 니켈(Ni)로 이루어진 필러(30)를 고온부품(10)의 표면보다는 높도록 충진한 후, 브레이징에 의해 크랙(11)을 접합하는 것으로,
상기 크랙(11)의 폭은 0.2∼1mm 사이이고,
상기 모재분말(20)과 필러(30)의 혼합비는 모재분말(20) : 필러(30)의 비율이 0∼60wt% : 40∼100wt%인 것을 주사기로 주입하도록 하되,
상기 필러(30)에는 지르코늄(Zr) 0.05wt%, 팔라듐(Pd) 5wt%, 망간(Mn) 1wt%, 인(P) 0.04wt%, 베릴륨(Be) 3wt%, 티타늄(Ti) 3wt%가 더 포함될 수 있으며,
브레이징 후에는 본드코팅층과 열차폐코팅층을 더 형성할 수 있는 것이 특징인 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 필러(30)는 중량비로 탄소(C) 0.03%, 크롬(Cr) 30% 이하, 니켈(Ni) 50% 이하, 텅스텐(W) 1% 이하, 탄탈륨(Ta) 2.5% 이하, 붕소(B) 4%, 나머지는 코발트(Co)인 Ni기반 초합금 조성으로 이루어진 것을 대신할 수 있는 것이 특징인 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법.
- 삭제
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150051896A (ko) * | 2013-11-04 | 2015-05-13 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 초합금을 위한 브레이즈 합금 조성물 및 브레이징 방법 |
| KR101613152B1 (ko) | 2011-07-19 | 2016-04-18 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 고온 브레이징용 브레이즈 합금 및 상기 브레이즈 합금을 이용한 부품을 보수 또는 제조하는 방법 |
| KR101613156B1 (ko) | 2011-07-19 | 2016-04-18 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 고온 브레이징용 브레이즈 포일 및 상기 브레이즈 포일을 이용한 부품을 보수 또는 제조하는 방법 |
| KR20160145135A (ko) * | 2014-04-14 | 2016-12-19 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 초합금 재료용 구조 브레이즈 |
| KR20180088293A (ko) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 브레이징 시스템, 브레이징 물품 및 브레이징 물품의 형성 방법 |
| KR20190017687A (ko) * | 2017-08-11 | 2019-02-20 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 초합금 보수 방법 |
| KR102278835B1 (ko) | 2021-04-12 | 2021-07-19 | 주식회사 성일터빈 | 브레이징을 이용한 가스터빈 베인의 코어플러그 제조방법 |
| KR102507408B1 (ko) * | 2022-11-11 | 2023-03-08 | 터보파워텍(주) | 3d프린팅에 의한 가스터빈 블레이드의 에어포일 수리 공정 |
| KR102510440B1 (ko) * | 2022-12-16 | 2023-03-15 | 터보파워텍(주) | 3d프린팅 레이저 클래딩에 의한 원자력 핵연료봉 지지격자 제조방법 |
| KR102527964B1 (ko) | 2022-11-25 | 2023-05-02 | 터보파워텍(주) | 3d프린팅에 의한 고온부품 수리 및 열차폐 코팅 공정 |
-
2023
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101613152B1 (ko) | 2011-07-19 | 2016-04-18 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 고온 브레이징용 브레이즈 합금 및 상기 브레이즈 합금을 이용한 부품을 보수 또는 제조하는 방법 |
| KR101613156B1 (ko) | 2011-07-19 | 2016-04-18 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 고온 브레이징용 브레이즈 포일 및 상기 브레이즈 포일을 이용한 부품을 보수 또는 제조하는 방법 |
| KR20150051896A (ko) * | 2013-11-04 | 2015-05-13 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 초합금을 위한 브레이즈 합금 조성물 및 브레이징 방법 |
| KR20160145135A (ko) * | 2014-04-14 | 2016-12-19 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 초합금 재료용 구조 브레이즈 |
| KR20180088293A (ko) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 브레이징 시스템, 브레이징 물품 및 브레이징 물품의 형성 방법 |
| KR20190017687A (ko) * | 2017-08-11 | 2019-02-20 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 초합금 보수 방법 |
| KR102278835B1 (ko) | 2021-04-12 | 2021-07-19 | 주식회사 성일터빈 | 브레이징을 이용한 가스터빈 베인의 코어플러그 제조방법 |
| KR102507408B1 (ko) * | 2022-11-11 | 2023-03-08 | 터보파워텍(주) | 3d프린팅에 의한 가스터빈 블레이드의 에어포일 수리 공정 |
| KR102527964B1 (ko) | 2022-11-25 | 2023-05-02 | 터보파워텍(주) | 3d프린팅에 의한 고온부품 수리 및 열차폐 코팅 공정 |
| KR102510440B1 (ko) * | 2022-12-16 | 2023-03-15 | 터보파워텍(주) | 3d프린팅 레이저 클래딩에 의한 원자력 핵연료봉 지지격자 제조방법 |
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