KR20110110241A - 연소기 구성 부재의 제조 방법, 그리고, 연소기 구성 부재, 가스 터빈용 연소기 및 가스 터빈 - Google Patents

연소기 구성 부재의 제조 방법, 그리고, 연소기 구성 부재, 가스 터빈용 연소기 및 가스 터빈 Download PDF

Info

Publication number
KR20110110241A
KR20110110241A KR1020117017525A KR20117017525A KR20110110241A KR 20110110241 A KR20110110241 A KR 20110110241A KR 1020117017525 A KR1020117017525 A KR 1020117017525A KR 20117017525 A KR20117017525 A KR 20117017525A KR 20110110241 A KR20110110241 A KR 20110110241A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
combustor
shaped
joined body
structural member
Prior art date
Application number
KR1020117017525A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101295440B1 (ko
Inventor
히토시 모리모토
마사키 다네이케
도모토 나가이
Original Assignee
미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Publication of KR20110110241A publication Critical patent/KR20110110241A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101295440B1 publication Critical patent/KR101295440B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/13—Parts of turbine combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00018—Manufacturing combustion chamber liners or subparts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49616—Structural member making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

내열 합금으로 이루어지는 제 1 판 형상 부재 (4a) 와, 내열 합금으로 이루어지고, 표면에 복수의 핀 (5) 을 갖는 제 2 판 형상 부재 (4b) 를, 핀 (5) 이 제 1 판 형상 부재 (4a) 를 향한 상태에서, 융점 강하 원소를 함유하는 납재를 개재시켜 납땜 접합을 실시하여, 판 형상 접합체 (4) 를 얻는 공정과, 판 형상 접합체 (4) 를 프레스 성형하여 원하는 형상의 연소기 구성 부재를 얻는 프레스 성형 공정과, 연소기 구성 부재의 형상에 따라 프레스 성형 공정시에 발생하는 변형이 소정값 이상이 되는 변형 지점을 특정하는 공정과, 상기 특정된 변형 지점에 대응하는 판 형상 접합체 (4) 의 대응 지점을 국소 가열하는 공정과, 가열한 대응 지점의 온도를 원하는 온도로 유지하여 판 형상 접합체 (4) 를 냉간 프레스 성형하는 공정을 갖는 연소기 구성 부재의 제조 방법.

Description

연소기 구성 부재의 제조 방법, 그리고, 연소기 구성 부재, 가스 터빈용 연소기 및 가스 터빈 {METHOD FOR MANUFACTURING COMBUSTOR CONSTITUENT MEMBER, COMBUSTOR CONSTITUENT MEMBER, GAS TURBINE COMBUSTOR, AND GAS TURBINE}
본 발명은, 가스 터빈의 연소기 (연소통 및 내통 등) 에 적용되는 연소기 구성 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
가스 터빈 연소기는, 1500 ℃ 라는 고온 환경 하에서 사용된다. 그 사용 조건에 따라, 그 가스 터빈 연소기는 냉각 구조를 필요로 한다. 예를 들어, 특허문헌 1 에 개시되어 있는 바와 같이, 연소기 미통의 구성 부재로서 MT 핀으로 칭해지는 중공이 된 유로를 갖는 판 형상 부재가 사용되고 있고, 중공이 된 유로에 냉각 매체인 공기나 증기 등을 흐르게 함으로써, 가스 터빈 연소기가 냉각된다.
특허문헌 2 에 개시되어 있는 바와 같이, 중공이 된 유로를 갖는 판 형상 부재는, 모재인 평평한 판 형상 부재와 복수의 핀을 갖는 판 형상 부재로 구성되고, 복수의 핀이 평판 형상이 된 판 형상 부재에 접합되어 형성된다. 접합 방법으로는, 납땜 접합 (확산 접합) 을 들 수 있다. 납땜 접합이란, 피접합 재료 (모재) 보다 융점이 낮은 금속 (납재) 을 접착제로 하고, 납재의 융점 온도에서 모재를 가열하여, 납재와 모재의 상호 확산 작용에 의해 접합시키는 기술이다. 납땜시의 가열 온도가 높으면, 모재의 결정 입자의 조대화나 산화가 일어나 모재의 강도가 저하된다. 이 때문에, 가열 온도를 낮출 목적으로 융점 강하 원소 (B, Si, P 등) 를 첨가한 납재가 많이 사용되고 있다.
일본특허 제3831638호 (청구항 9, 단락 [0011]) 일본 공개특허공보 2002-161755호 (단락[0007])
종래, 상기 가스 터빈 연소기의 구성 부재는, 2 개의 판 형상 부재를 납땜 접합한 후에, 상온에서 프레스기를 사용하여 성형하여 제조된다. 납땜 접합시에, 납재에 함유되는 융점 강하 원소가 납재와 판 형상 부재의 접촉면으로부터 확산된다. 그러나, 이 확산이 불충분한 경우, 상기 접촉면 가까이에서 융점 강하 원소가 판 형상 부재에 편재하게 되기 때문에, 국소적으로 취성이 된다. 이와 같은 판 형상 부재로 이루어지는 판 형상 접합체를 프레스 성형하면, 판 형상 접합체의 내부에서 균열이 발생하고, 이 균열이 원인이 되어, 판 형상 접합체의 접합면이 박리된다는 문제가 생기고 있었다. 이 때문에, 판 형상 접합체 성형 후의 연소기 구성 부재는, 내부 품질을 비파괴 검사 (초음파 탐상 시험 등) 에 의해 확인할 필요가 있었다. 연소기 구성 부재에 균열이 관찰된 경우, 그 연소기 구성 부재는 용접에 의해 보수되거나, 또는 폐각되게 된다.
중공이 된 유로를 갖는 판 형상 접합체를 열간 단조 프레스 장치로 성형하면, 판 형상 접합체의 내부에 발생하는 균열은 회피할 수 있다. 그러나, 고온에서 가열함으로써, 납재 및 판 형상 부재가 용융하여 중공이 된 유로의 위치 정밀도를 유지할 수 없게 됨과 함께, 판 형상 부재가 조립화되어 판 형상 부재의 강도가 저하된다. 열간 프레스 성형이란, 비철 금속·스테인리스강·합금강·탄소강 등의 피성형 소재 전체를 가열로 등으로 가온하고, 금형을 이용하여 압축 성형하는 것이다. 이에 반해, 냉간 프레스 성형이란, 피성형 소재를 상온에서, 금형을 이용하여 압축 성형하는 것이다.
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 2 개의 판 형상 부재를 납땜 접합한 중공이 된 유로를 갖는 판 형상 접합체로부터 성형되는 연소기 구성 부재를, 균열을 발생시키지 않고, 중공이 된 유로의 위치 정밀도를 유지시켜 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 연소기 구성 부재의 제조 방법은 이하의 수단을 채용한다.
본 발명은, 내열 합금으로 이루어지는 제 1 판 형상 부재와, 내열 합금으로 이루어지고, 표면에 복수의 핀을 갖는 제 2 판 형상 부재를, 그 핀이 제 1 판 형상 부재를 향한 상태에서, 융점 강하 원소를 함유하는 납재를 개재시켜 납땜 접합을 실시하여, 판 형상 접합체를 얻는 판 형상 접합체 형성 공정과, 그 판 형상 접합체를 프레스 성형하여 원하는 형상의 연소기 구성 부재를 얻는 프레스 성형 공정과, 상기 연소기 구성 부재의 형상에 따라 상기 프레스 성형 공정시에 발생하는 변형이 소정값 이상이 되는 변형 지점을 특정하는 변형 지점 특정 공정과, 그 변형 지점 특정 공정에 의해 특정된 상기 변형 지점에 대응하는 상기 판 형상 접합체의 대응 지점을 국소 가열하는 국소 가열 공정과, 상기 프레스 성형 공정으로서 가열한 상기 대응 지점의 온도를 원하는 온도로 유지하여 상기 판 형상 접합체를 냉간 프레스 성형하는 공정을 갖는 연소기 구성 부재의 제조 방법이다.
연소기 구성 부재는 형상에 따라, 판 형상 접합체를 성형할 때에 발생하는 변형 지점이 상이하다. 연소기 구성 부재의 변형 지점을 특정함으로써, 성형 전에 상기 특정된 변형 지점을 판 형상 접합체에 대응시킨 지점의 국소 가열이 가능해진다. 그리고, 판 형상 접합체를 국소 가열함으로써 연성 (延性) 을 향상시켜, 프레스 성형성을 향상시킬 수 있다. 즉, 납땜으로 융점 강하 원소 (예를 들어, B, Si, P 등) 가 불균일하게 확산된 판 형상 접합체여도, 균열을 발생시키지 않고 프레스 성형하는 것이 가능해진다. 또, 판 형상 접합체의 전체가 아니고, 변형 발생 지점만을 가열함으로써, 판 형상 접합체 전체가 조립화되는 것 억제할 수 있음과 함께, 중공이 된 유로의 위치 정밀도를 유지할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 상기 국소 가열 공정에 있어서의 가열 온도가, 650 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인 구성이 바람직하고, 나아가서는, 800 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인 구성이 바람직하다.
국소 가열할 때의 가열 온도가 650 ℃ 이상 1000 ℃ 이하이면, 판 형상 접합체의 프레스 성형성은 향상된다. 특히, 800 ℃ 이상 1000 ℃ 이하에서 가열함으로써, 납재에 함유되는 융점 강하 원소가 불균일하게 확산되는 것에 의해 국소적으로 취화된 판 형상 접합체는, 취화 전 상태인 제 1 판 형상 부재 및 제 2 판 형상 부재와 동등 이상의 연성을 얻는 것이 가능해진다. 또, 상기 가열 온도는 납재 및 판 형상 부재의 융점 이하이기 때문에, 판 형상 부재의 강도 및 판 형상 접합체의 중공이 된 유로의 위치 맞춤 정밀도를 유지할 수 있다.
가열 온도가 650 ℃ 보다 낮으면 가열에 의한 원하는 연성 향상 효과가 얻어지지 않는다. 가열 온도가 1000 ℃ 보다 높으면 판 형상 부재의 결정 입자가 조립화되어, 판 형상 부재의 열화가 진행된다. 또, 가열 온도가 1000 ℃ 보다 높으면 납재 및 판 형상 부재가 용융되어, 중공이 된 유로를 폐색시킴과 함께, 위치 맞춤 정밀도가 나빠진다.
상기 제조 방법을 이용하여 제조된 연소기 구성 부재는, 프레스 성형시에 균열이 발생하지 않는다. 이로써, 용접 보수 작업에 걸리는 시간, 및 폐각수 감소에 의한 비용 삭감이 가능해진다. 또, 중공이 된 유로의 위치 정밀도를 유지할 수 있다. 상기 연소기 구성 부재를 이용하여 형성되는 가스 터빈용 연소기 및 그 가스 터빈용 연소기를 구비한 가스 터빈은, 저비용으로 제조할 수 있고 또한 신뢰성이 높은 것이 된다.
상기 제조 방법에 의해 연소기 구성 부재를 제조함으로써, 성형시에 발생하는 균열을 회피할 수 있다. 이로써, 보수에 걸리는 작업 시간 및 제조 비용을 삭감할 수 있다. 또, 성형 후에도 중공이 된 유로의 위치 정밀도를 유지할 수 있다. 이 결과, 높은 냉각 효과를 발휘하는 가스 터빈 연소기를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 가스 터빈의 부분 종단면도이다.
도 2 는 판 형상 접합체의 사시 단면도이다.
도 3 은 판 형상 접합체의 부분 단면도이다.
도 4 는 인장 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
이하에, 본 발명에 관련된 연소기 구성 부재의 제조 방법의 일 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 에, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈의 부분 종단면도를 나타낸다. 가스 터빈 (1) 은 내통 (2a) 및 외통 (2b) 을 갖는 연소기 (2) 를 구비하고 있다. 내통 (2a) 은, 4 개의 연소기 구성 부재가 임시 맞춤된 후, 레이저 용접에 의해 통 형상으로 형성된 것이다. 연소기 구성 부재는, 중공이 된 유로를 갖는 판 형상 접합체를 소정 형상으로 프레스 성형함으로써 얻어진다. 1 개의 연소기 구성 부재는, 예를 들어, 1.2 m × 0.7 m 내지 1.0 m × 0.5 m 의 크기이다.
도 2 에, 판 형상 접합체의 사시도를 나타낸다. 판 형상 접합체 (4) 는, 평탄 형상이 된 제 1 판 형상 부재 (4a) 와, 복수의 핀 (5) 을 갖는 제 2 판 형상 부재 (4b) 로 구성된다. 판 형상 접합체 (4) 는, 복수의 핀 (5) 이 제 1 판 형상 부재 (4a) 와 접합됨으로써, 판 형상 접합체 (4) 의 내부의 복수의 핀 (5) 사이에 중공 유로 (3) 가 형성된다.
도 3 에, 판 형상 접합체 (4) 의 부분 단면도를 나타낸다. 중공 유로 (3) 는 단면에서 보았을 때, 정상부가 곡선이고, 그 양단이 직선 형상으로 되어 있다.
판 형상 접합체 (4) 는, 예를 들어, 이하의 공정에 의해 제작된다. 제 1 판 형상 부재 (4a) 상에 박 형상의 납재 (도시 생략) 가 재치되고, 또한 제 2 판 형상 부재 (4b) 가 핀 (5) 을 제 1 판 형상 부재 (4a) 를 향하여 재치된다. 또한, 각 부재의 접합면의 단부 (端部) 에, 흐름 방지제 (도시 생략) 가 도포된다. 재치 후, 제 2 판 형상 부재 (4b) 의 상면으로부터, 블록 등을 이용하여 면내 균일하게 압력이 인가된다. 압력이 인가된 상태에서, 제 1 판 형상 부재 (4a) 및 제 2 판 형상 부재 (4b) 에, 불활성 분위기 중 또는 진공 중에서 열처리가 실시됨으로써, 제 1 판 형상 부재 (4a) 및 제 2 판 형상 부재 (4b) 가 접합된다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 판 형상 부재 (4a) 및 제 2 판 형상 부재 (4b) 는, 내열 Ni 기 합금, 예를 들어, 토미로이 (등록 상표) (조성 : Cr : 20.00 질량％ 내지 24.00 질량％, Co : 6.50 질량％ 내지 9.40 질량％, Mo : 8.00 질량％ 내지 10.00 질량％, W : 2.00 질량％ 내지 4.00 질량％, Al : 0.75 질량％ 내지 1.50 질량％, Ti : 0.60 질량％ 이하, C : 0.15 질량％ 이하, Fe : 3.00 질량％ 이하, Mn : 1.00 질량％ 이하, Si : 1.00 질량％ 이하, Cu : 0.50 질량％ 이하, S : 0.015 질량％ 이하, P : 0.020 질량％ 이하, B : 0.006 질량％ 이하, Ni : 잔부) 가 사용된다. 또한, 토미로이 (등록 상표) 대신, 하스텔로이 (등록 상표) X (조성 : Cr : 20.25 질량％ 내지 23.25 질량％, Co : 0.45 질량％ 내지 2.55 질량％, Mo : 7.90 질량％ 내지 10.10 질량％, Fe : 16.80 질량％ 내지 20.20 질량％, W : 0.16 질량％ 내지 1.04 질량％, C : 0.04 질량％ 내지 0.16 질량％, Si : 1.05 질량％ 이하, Mn : 1.3 질량％ 이하, P : 0.045 질량％ 이하, S : 0.035 질량％ 이하, Ni : 잔부), HA-230, GTD-222, IN-617, Nimonic 263 과 같은 내열 Ni 기 합금이 사용되어도 된다. 혹은, HA-188, FSX-414 등의 내열 Co 기 합금이 사용되어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 융점 강하 원소 (예를 들어, B, Si, P 등) 를 함유하는 납재는, 판 형상 부재 재료에 따라 적절하게 선택된다. 예를 들어, 판 형상 부재로서 내열 Ni 기 합금이 사용되는 경우에는, Ni 를 주성분으로 하는 NIB8 (메이커 : 히타치 금속 주식회사, 상품명 : Ni-B8, 조성 : C : 0.1 질량％ 이하, Cr : 15.0 질량％ 내지 15.7 질량％, B : 3.3 질량％ 내지 4.0 질량％, Ni : 잔부), MBF-20 (메이커 : Metglas Inc., 상품명 : Metglas (등록 상표) MBF-20 Nickel-Based Brazing Foil, 조성 : C : 0.06 질량％ 이하, Cr : 7.0 질량％, Fe : 3.0, Si : 4.5, B : 3.2 질량％, Ni : 잔부) 등을 적용하면 된다.
이하에, 연소기 구성 부재의 제조 방법을 설명한다.
연소기 구성 부재의 제조 방법은, 연소기 구성 부재의 형상에 따라 성형시에 발생하는 변형 지점을 특정하는 변형 지점 특정 공정과, 연소기 구성 부재의 특정된 변형 지점을 판 형상 접합체 (4) 에 대응시킨 지점을 가열하는 국소 가열 공정과, 가열한 판 형상 접합체 (4) 를 냉간 프레스 성형하는 프레스 성형 공정을 포함한다.
변형 지점 특정 공정에서는, 수치 해석 (프레스 성형 시뮬레이션) 및 스크라이브드서클 시험 등에 의해, 연소기 구성 부재의 변형을 측정하여, 연소기 구성 부재의 형상에 따른 성형시에 발생하는 변형 지점을 특정한다.
예를 들어, 판 형상 접합체 (4) 의 재료 물성값을 입력 데이터로 하여, 금형 온도, 금형 형상, 윤활제 (마찰 계수) 등의 요인을 파라미터로 한 시뮬레이션 해석 (해석 소프트 : LS-DYNA 등) 을 실시하여, 변형이 예를 들어 13 ％ 이상이 된 소정값 이상의 변형 지점을 특정한다. 특정된 변형 지점은, 해석 소프트에 의해 판 형상 접합 부재에 대응시킨다.
예를 들어, 스크라이브드서클 시험에서는, 판 형상 접합체 (4) 에 직경 약 6.35 ㎜ (1/4 inch) 의 원형 모양 (스크라이브드서클) 을 마킹해 두고, 프레스 성형 후, 이 스크라이브드서클의 변형 정도 (장축과 단축의 길이, 중축의 방향, 원의 중심간 거리) 로부터 판 형상 접합체 (4) 의 변형 (최대 변형·최소 변형·최대 변형 방향 등) 이 계측된다. 변형 지점은, 육안으로 보았을 때 스크라이브드서클이 크게 변형되어 있다. 변형이 예를 들어 13 ％ 이상이 된 소정값 이상의 변형 지점을 특정한다.
판 형상 접합체 (4) 는 하측 금형에 배치된다. 성형시의 마모에 의한 침식 방지를 위해, 금형 및 판 형상 접합체 (4) 에 윤활제가 도포된다. 윤활제는, 고온 윤활성이 우수한 보론나이트라이드 (예를 들어, 주식회사 오데크 제조의 BN 릴리즈, 지크스 공업 주식회사 제조의 BN 스프레이, 파인케미컬재팬 주식회사의 BN 스프레이) 등이다.
국소 가열 공정에서는, 상기와 같이 판 형상 접합체 (4) 를 금형에 배치한 후, 변형 지점 특정 공정에 의해 특정한 변형 지점을 판 형상 접합체 (4) 에 대응시킨 지점이 국소 가열된다. 가열 수단으로서는, 예를 들어 유도 가열, 고주파 가열, 통전 가열 등이 적용된다. 최소 가열 면적은 100 ㎠ 정도이다. 가열 온도는 650 ℃ 이상 1000 ℃ 이하가 된다. 또한, 가열 온도는, 예를 들어 온도 초크, 서모 뷰어 및 열전대 등에 의해 관리된다.
융점 강하 원소가 확산된 제 1 판 형상 부재 (4a) 의 재료 특성을 확인하기 위해, JIS G 0567 및 JIS Z 2241 에 기초하여 인장 시험을 실시하였다. 토미로이를 재료로 하는 판 형상 접합체 (4) 로부터 융점 강하 원소 확산층을 포함하도록 제 1 판 형상 부재 (4a) 를 잘라, JIS Z 2201 에 기초하여, 시험편을 제작하였다. 납재에 MBF-20 을 사용한 판 형상 접합체 (4) 로부터 제작한 시험편을 실시예 1, 납재에 NIB8 을 사용한 판 형상 접합체 (4) 로부터 제작한 시험편을 실시예 2 로 하였다. 또, 토미로이 (등록 상표) 로부터 제작한 시험편을 비교예로 하였다.
도 4 는, 상기 시험편의 인장 시험의 결과를 나타내는 그래프이다. 동 도면에 있어서, 가로축은 시험편의 가열 온도, 세로축은 시험편의 균열 발생 한계 변형 (％) 을 나타낸다. 「균열 발생 한계 변형 (％)」이란, 시험편이 파단했을 때의 변형 (％) 을 의미한다. 또한, 실온에 있어서의 각 시험편의 균열 발생 한계 변형은, 비교예가 51 ％, 실시예 1 및 실시예 2 에서는 13 ％ 이하였다.
가열 온도가 650 ℃ 에서, 균열 발생 한계 변형이 크게 향상되었다. 실시예 1 및 실시예 2 의 균열 발생 한계 변형은, 가열 온도가 700 ℃ 에서는 실온의 비교예와 동등 이상, 800 ℃ 에서는 80 ％ 이상을 나타내고, 동 온도의 비교예와 동일한 정도였다.
상기 인장 시험의 결과로부터, 판 형상 접합체 (4) 를 용융시키지 않고 원하는 연성 향상 효과를 얻기 위해서는, 국소 가열 공정에 있어서의 가열 온도는, 650 ℃ 이상 1000 ℃ 이하가 적절한 것으로 생각되었다. 특히, 800 ℃ 이상 1000 ℃ 이하에서는, 가장 높은 연성 향상 효과가 얻어진다.
프레스 성형 공정에서는, 국소 가열 공정 완료 후, 가열한 대응 지점의 온도를 원하는 온도로 유지하여 판 형상 접합체 (4) 가 냉간 프레스 성형된다. 가열되는 지점이 특정된 변형 지점뿐이기 때문에, 냉간 단조 프레스 장치로 성형할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태의 연소기 구성 부재의 제조 방법에 의하면, 이하의 작용 효과를 나타낸다. 상기 제조 방법에 의해 연소기 구성 부재를 제조함으로써, 성형시에 발생하는 균열을 회피할 수 있다. 이로써, 보수에 걸리는 작업 시간 및 제조 비용을 삭감할 수 있다. 또, 성형 후에도 중공 유로 (3) 의 위치 정밀도를 유지할 수 있다. 이 결과, 높은 냉각 효과를 나타내는 가스 터빈 연소기를 제공할 수 있다.
또한, 프레스 성형 공정은, 국소 가열하면서 실시되어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 성형은 1 단계이지만, 2 단계 이상 성형하는 경우에는, 국소 가열 공정 및 프레스 성형 공정을 반복 실시해도 된다.
1 가스 터빈
2 연소기
2a 내통
2b 외통
3 중공 유로
4 판 형상 접합체
4a 제 1 판 형상 부재
4b 제 2 판 형상 부재
5 핀

Claims (6)

  1. 내열 합금으로 이루어지는 제 1 판 형상 부재와, 내열 합금으로 이루어지고, 표면에 복수의 핀을 갖는 제 2 판 형상 부재를, 그 핀이 제 1 판 형상 부재를 향한 상태에서, 융점 강하 원소를 함유하는 납재를 개재시켜 납땜 접합을 실시하여, 판 형상 접합체를 얻는 판 형상 접합체 형성 공정과,
    그 판 형상 접합체를 프레스 성형하여 원하는 형상의 연소기 구성 부재를 얻는 프레스 성형 공정과,
    상기 연소기 구성 부재의 형상에 따라 상기 프레스 성형 공정시에 발생하는 변형이 소정값 이상이 되는 변형 지점을 특정하는 변형 지점 특정 공정과,
    그 변형 지점 특정 공정에 의해 특정된 상기 변형 지점에 대응하는 상기 판 형상 접합체의 대응 지점을 국소 가열하는 국소 가열 공정과,
    상기 프레스 성형 공정으로서 가열한 상기 대응 지점의 온도를 원하는 온도로 유지하여 상기 판 형상 접합체를 냉간 프레스 성형하는 공정을 갖는 연소기 구성 부재의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 국소 가열 공정에 있어서의 가열 온도가, 650 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인 연소기 구성 부재의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 국소 가열 공정에 있어서의 가열 온도가, 800 ℃ 이상 1000 ℃ 이하인 연소기 구성 부재의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 연소기 구성 부재의 제조 방법을 이용하여 제조된 연소기 구성 부재.
  5. 제 4 항에 기재된 연소기 구성 부재를 이용하여 형성되는 가스 터빈용 연소기.
  6. 제 5 항에 기재된 가스 터빈용 연소기를 구비한 가스 터빈.
KR1020117017525A 2009-06-02 2010-05-20 연소기 구성 부재의 제조 방법, 그리고, 연소기 구성 부재, 가스 터빈용 연소기 및 가스 터빈 KR101295440B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2009-133394 2009-06-02
JP2009133394A JP5439041B2 (ja) 2009-06-02 2009-06-02 燃焼器構成部材の製造方法、並びに、燃焼器構成部材、ガスタービン用燃焼器及びガスタービン
PCT/JP2010/058506 WO2010140479A1 (ja) 2009-06-02 2010-05-20 燃焼器構成部材の製造方法、並びに、燃焼器構成部材、ガスタービン用燃焼器及びガスタービン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110110241A true KR20110110241A (ko) 2011-10-06
KR101295440B1 KR101295440B1 (ko) 2013-08-09

Family

ID=43218659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117017525A KR101295440B1 (ko) 2009-06-02 2010-05-20 연소기 구성 부재의 제조 방법, 그리고, 연소기 구성 부재, 가스 터빈용 연소기 및 가스 터빈

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9370846B2 (ko)
EP (1) EP2439389B1 (ko)
JP (1) JP5439041B2 (ko)
KR (1) KR101295440B1 (ko)
CN (1) CN102301107B (ko)
WO (1) WO2010140479A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8870523B2 (en) * 2011-03-07 2014-10-28 General Electric Company Method for manufacturing a hot gas path component and hot gas path turbine component
US9015944B2 (en) * 2013-02-22 2015-04-28 General Electric Company Method of forming a microchannel cooled component
JP6127669B2 (ja) * 2013-04-10 2017-05-17 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ成形品の製造方法及びブランク材の製造方法
US9400111B2 (en) 2014-01-17 2016-07-26 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Gas turbine combustor and gas turbine
JP6483510B2 (ja) * 2015-04-14 2019-03-13 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンの製造方法
US10520193B2 (en) * 2015-10-28 2019-12-31 General Electric Company Cooling patch for hot gas path components
US11994292B2 (en) 2020-08-31 2024-05-28 General Electric Company Impingement cooling apparatus for turbomachine
US11614233B2 (en) 2020-08-31 2023-03-28 General Electric Company Impingement panel support structure and method of manufacture
US11994293B2 (en) 2020-08-31 2024-05-28 General Electric Company Impingement cooling apparatus support structure and method of manufacture
US11460191B2 (en) 2020-08-31 2022-10-04 General Electric Company Cooling insert for a turbomachine
US11371702B2 (en) 2020-08-31 2022-06-28 General Electric Company Impingement panel for a turbomachine
US11255545B1 (en) 2020-10-26 2022-02-22 General Electric Company Integrated combustion nozzle having a unified head end
US11767766B1 (en) 2022-07-29 2023-09-26 General Electric Company Turbomachine airfoil having impingement cooling passages

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6415274A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Sonoike Mfg Automatic strain removing device
US5036913A (en) * 1990-11-05 1991-08-06 Valeo Engine Cooling, Incorporated Vehicle radiator with tube to header joint formed of a composite weld and solder bond
JP2852311B2 (ja) * 1991-09-30 1999-02-03 ナカジマ鋼管株式会社 大径角形鋼管の成形工法および装置
JP2001304551A (ja) * 2000-04-26 2001-10-31 Toshiba Corp ガスタービン用燃焼器ライナの作製方法
JP2001326114A (ja) * 2000-05-15 2001-11-22 Hitachi Metals Ltd 半硬質磁性材料の製造方法
JP3702171B2 (ja) 2000-11-27 2005-10-05 三菱重工業株式会社 積層耐熱合金板の製作方法
FR2818676B1 (fr) * 2000-12-27 2003-03-07 Freyssinet Int Stup Procede de demontage d'un cable de precontrainte et dispositif pour la mise en oeuvre
EP1258545B1 (en) * 2001-05-14 2004-12-01 ALSTOM Technology Ltd Method for isothermal brazing of single crystal components
JP3831638B2 (ja) 2001-08-09 2006-10-11 三菱重工業株式会社 板状体接合方法、接合体、ガスタービン燃焼器用の尾筒、及び、ガスタービン燃焼器
US7158922B2 (en) * 2003-02-25 2007-01-02 Ispat Inland, Inc. System and method for prediction of panel performance under localized loading conditions
EP1750869B1 (en) * 2004-03-24 2011-10-12 Newfrey LLC Riveting system for forming a riveted joint
JP4795700B2 (ja) * 2005-02-22 2011-10-19 三菱重工業株式会社 曲げ加工方法、金属板、加熱位置決定プログラム、及び加熱位置決定装置
US7156282B1 (en) * 2005-10-11 2007-01-02 Honeywell International, Inc. Titanium-aluminide turbine wheel and shaft assembly, and method for making same
JP5173211B2 (ja) * 2007-02-22 2013-04-03 三菱重工業株式会社 中空孔を有する金属部材及びその加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010281225A (ja) 2010-12-16
KR101295440B1 (ko) 2013-08-09
US9370846B2 (en) 2016-06-21
US20100300115A1 (en) 2010-12-02
WO2010140479A1 (ja) 2010-12-09
CN102301107B (zh) 2014-05-07
JP5439041B2 (ja) 2014-03-12
EP2439389A4 (en) 2014-03-12
EP2439389B1 (en) 2015-11-04
CN102301107A (zh) 2011-12-28
EP2439389A1 (en) 2012-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101295440B1 (ko) 연소기 구성 부재의 제조 방법, 그리고, 연소기 구성 부재, 가스 터빈용 연소기 및 가스 터빈
US9610630B2 (en) Closed-die forging method and method of manufacturing forged article
CN110303154B (zh) 基于激光熔融沉积增材制造技术的梯度钎料层制备和一体化钎焊工艺
JP6003108B2 (ja) 接合方法及び接合部品の製造方法
JP2009056512A (ja) 異種金属の接合方法並びに関連装置
JP4350753B2 (ja) ヒートシンク部材およびその製造方法
CN108950543B (zh) 一种导热耐磨耐疲劳模具及其制造工艺
CN1846915A (zh) 双金属手用锯条及其生产方法
US8225481B2 (en) Diffusion bonded composite material and method therefor
Paul et al. Residual stress modeling of powder injection laser surface cladding for die repair applications
Do et al. Simultaneous joining and forming of dissimilar steels by electrically assisted pressure joining
CN114833410B (zh) 一种降低异质钎焊接头残余应力的方法
JP7242112B2 (ja) 固相点接合方法及び固相点接合装置
JPS63281767A (ja) 積層耐熱合金板の製作方法
Mezher et al. Modelling and experimental study of dissimilar arc stud welding of AISI 304L to AISI 316L stainless steel
JP3798219B2 (ja) 鉄基合金部材同士の接合体及び接合方法
JP2002035884A (ja) 温熱間鍛造用ギヤ金型およびその製造方法
JP2002248597A (ja) 高熱伝導性複合材料および金型
JPH11151581A (ja) 鉄鋼材料の接合方法及び金型の製造方法
CA2850698A1 (en) Welding material for welding of superalloys
JP6471444B2 (ja) 熱間鍛造用金型の製造方法
WO2023080139A1 (ja) 接合体及びその製造方法
JPS6037280A (ja) 超硬合金と鋼の接合部材の製造方法
Koopmann et al. Investigation of strategies to prevent crack formation in the hybrid-additive manufacturing process of tool components using directed energy deposition
JPWO2021106999A1 (ja) ニッケル基合金製品またはチタン基合金製品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160630

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170720

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180717

Year of fee payment: 6