MXPA06014621A

MXPA06014621A - Tecnica de conformado por flujo de un alabe de compresor.

Info

Publication number: MXPA06014621A
Application number: MXPA06014621A
Authority: MX
Inventors: Monika D Kinstler; John F Mullooly; William M Rose; David R Malley
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-10-15
Also published as: KR20070064251A; EP1797989B1; JP2007162684A; IL179116A0; EP1797989A3; EP1797989A2; CN1981956A; US20090320287A1; US8127442B2

Abstract

La presente invención describe un método para reparar un componente de motor de turbina. El método comprende ampliamente las etapas de proporcionar un componente de motor de turbina que tiene una porción de superficie aerodinámica, aplicar un revestimiento a la porción de superficie aerodinámica y restaurar una porción de punta, una cuerda y superficies de la porción de superficie aerodinámica a sus dimensiones originales en una sola operación. También describe un sistema para reparar el componente de motor de turbina.

Description

TÉCNICA DE CONFORMADO POR FLUJO DE U N ALABE DE COM PRESOR ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN ( 1 ) Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un método y un sistema para restaurar los aspectos dimensionales de una superficie aerodinámica de corrida de un motor, tal como un álabe o paleta de un compresor. (2) Técnica Anterior Los métodos convencionales para restaurar los aspectos dimensionales de una superficie aerodinámica de corrida de un motor involucran el maquinado de las dimensiones usando diversos métodos aplicables tales como fresado y esmerilado. A pesar de la existencia de estos métodos convencionales, permanece la necesidad de un método que sea simple, repetible, y rápido de realizar.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad, se proporciona un método para reparar un componente de motor de turbina. El método comprende ampliamente las etapas de proporcionar un componente de motor de turbina que tiene una porción de superficie aerodinámica, aplicar un revestimiento a la porción de superficie aerodinámica y restaurar una porción de punta, una cuerda y superficies de la porción de superficie aerodinámica a sus dimensiones originales en una sola operación. Además de acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema para reparar un componente de motor de turbina. El sistema ampliamente comprende medios para aplicar un revestimiento a una porción de superficie aerodinámica de un componente de motor de turbina y medios para restaurar simultáneamente una porción de punta, una cuerda y superficies de la porción de superficie aerodinámica a sus dimensiones originales en una sola operación. Otros detalles de la técnica de conformado por flujo de un álabe de compresor para la reparación, así como también otros objetos y ventajas concurrentes a los mismos se exponen en la siguiente descripción detallada y los dibujos anexados, en donde números de referencia similares representan elementos si milares.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de flujo que muestra Is etapas del método de reparación de la presente invención; La Figura 2 es una ilustración de un componente de motor de turbina que ha pasado a través de una operación de revestimiento; La Figura 3 es una ilustración de una matriz para conformado por flujo; La Figura 4 es una ilustración de un componente de motor de turbina que ha pasado a través de la operación de la matriz de conformado por flujo; y La Figura 5 ilustra la hoja de metal siendo retirada de un componente de motor de turbina que ha sido restaurado a sus aspectos dimensionales.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA(S) MODALIDAD(ES) PREFERIDA(S) Como se anotó arriba, la presente invención se relaciona con la reparación de componentes de motor de turbina tales como álabes y paletas de compresor que han estado en servicio. La Figura 1 es una ilustración esquemática del método de reparación de la presente invención. Como se muestra en la misma, el componente 10 de motor de turbina se limpia primero en la etapa 12. El componente 10 de motor de turbina puede ser limpiado usando cualquier tratamiento de limpieza adecuado conocido en la técnica. Como parte del tratamiento de limpieza, cualquier revestimiento de la porción de superficie aerodinámica del componente 10 puede ser retirado usando cualquier técnica adecuada conocida en la técnica. En la etapa 14, un revestimiento 15 puede ser aplicado para restaurar la porción 16 de superficie aerodinámica del componente de motor de turbina. El revestimiento 15 puede comprender cualquier revestimiento adecuado conocido en la técnica y puede ser aplicado usando cualquier técnica adecuada conocida en la técnica. Por ejemplo, el revestimiento 15 podría ser un revestimiento con base de titanio. Como se muestra en la Figura 2, preferentemente ambas superficies 17 y 19 de la porción 16 de superficie aerodinámica son revestidas sobre una región desde la porción 18 de punta a aproximadamente un sitio 20 del centro del plano. En el sitio 20 del centro del plano, el revestimiento 15 puede ser combinado en la superficie de la porción 16 de superficie aerodinámica usando cualquier técnica adecuada conocida en la técnica. En la etapa 22, la porción 16 de superficie aerodinámica del componente 10 de motor de turbina se coloca en un juego 24 de matrices tal como el que se muestra en la Figura 3 y se sujeta a una operación de conformado por flujo. La operación de conformado por flujo puede ser realizada dentro de un intervalo de temperatura limitado en el extremo inferior por el comportamiento de termofluencia de la aleación específica de titanio y en el lado superior por la transición beta de la aleación. El límite superior de temperatura es conducido por la necesidad de evitar el crecimiento del grano. La lubricación, en forma de nitruro de boro u otros materiales puede ser usada para facilitar la separación del artículo de titanio de de las secciones de matriz. El juego 24 de matrices tiene una primera mitad 26 de matriz que tiene la forma de una superficie de la porción 16 de superficie aerodinámica y una segunda mitad 28 de matriz que tiene la forma de la otra superficie de la porción 16 de superficie aerodinámica. En el juego 24 de matrices, el material agregado a la superficie del componente 1 0 de motor de turbina como resultado de la operación de revestido se sujeta a calor y se forma por flujo a una forma deseada, tal como provocando que la porción 16 de superficie aerodinámica sea restaurada a su forma y dimensiones originales. La Figura 4 ilustra la porción 16 de superficie aerodinámica restaurada después de que el componente 10 de motor de turbina se retira del juego 24 de matrices. Como se puede ver en la misma, los tres modos de deformación de la restauración de la punta, la restauración de la cuerda y la restauración del espesor de la superficie han sido restaurados. Después de que la operación de conformado por flujo ha sido completada la porción 16 de superficie aerodinámica del componente 1 0 de motor de turbina se retira del juego 24 de matrices. En la etapa 30, y como se muestra en la Figura 5, la hoja 32 de metal alrededor de la porción 16 de superficie aerodinámica se retira. La hoja 32 de metal puede ser retirada usando cualquier técnica adecuada conocida en la técnica. Por ejemplo, la hoja 32 de metal puede ser retirada maquinando la hoja de metal usando cualquier técnica adecuada conocida en la técnica. En la etapa 34, el componente de motor de turbina se sujeta a una operación de acabado final. La operación de acabado final puede ser realizada usando cualquier técnica adecuada conocida en la técnica. Por ejemplo, el componente de motor de turbina puede ser sujetado a granallado con cuenta de vidrio para mejorar el ciclo elevado de longevidad a la fatiga. La técnica de conformado por flujo descrita en la presente forza material en una matriz que tiene el beneficio de restaurar las dimensiones a las originales en un método muy rápido y repetible. El conformado por flujo tiene el potencial de poseer propiedades de fatiga mejoradas sobre las superficies maquinadas convencionalmente. Las propiedades del material del componente de motor de turbina conformado por flujo son mejores que las reparaciones de restauración que utilizan material de soldeo. Cualesquiera imperfecciones generadas en el proceso de revestimiento serán corregidas subsecuentemente durante la operación de conformado por flujo. El conformado por flujo tiene el aspecto novedoso de restaurar los tres mochos de deformación normales en una sola operación. Estos modos de deformación incluyen la restauración de la punta, restauración de la cuerda y el espesor de la superficie. El método de reparación de la presente invención tiene numerosas ventajas. Es simple de realizar, repetible y rápido. El método de reparación también corrige imperfecciones del revestimiento y restaura todos los modos de deformación en una sola operación. Todavía adicionalmente, el método de reparación mejora las propiedades mecánicas y de fatiga del componente de / motor de turbina y produce reparaciones con propiedades del material de base. Mientras que el método de la presente invención ha sido descrito como usado en el contexto de reparar componentes de motor de turbina que han estado en servicio, también podría ser usado para reparar componentes manufacturados recientemente que tienen uno o más defectos.

Claims

REIVI N DICACION ES 1 . Método para reparar un componente de motor de turbina, que comprende las etapas de: proporcionar un componente de motor de turbina que tiene una porción de superficie aerodinám ica, aplicar un revestimiento a la porción de superficie aerodinámica; y restaurar una porción de punta, una cuerda y superficies de la porción de superficie aerodinámica a sus dimensiones originales en una sola operación.
2. Método según la reivindicación 1 , en donde la etapa de restaurar comprende colocar la porción de superficie aerodinám ica revestida del componente de motor de turbina en un juego de matrices y calentar la porción de superficie aerodinámica revestida en el juego de matrices para provocar que el material fluya dentro del juego de matrices y por medio de esto restaurar la porción de punta, la cuerda y las superficies.
3. Método según la reivindicación 1 , en donde la etapa de aplicar el revestimiento comprende aplicar un revestimiento de titanio a la porción de superficie aerodinámica.
4. Método según la reivindicación 1 , en donde la etapa de aplicar el revestimiento comprende aplicar un revestimiento a ambas superficies de la porción de superficie aerodinámica.
5. Método según la reivindicación 1 , en donde la etapa de aplicar el revestimiento comprende aplicar un revestimiento a ambas superficies de la porción de superficie aerodinámica desde una porción de punta a una porción del centro del plano de la porción de superficie aerodinámica.
6. Método según la reivindicación 5, en donde además comprende combinar el revestimiento en las superficies de la porción de superficie aerodinámica.
7. Método según la reivindicación 1 , en donde además comprende limpiar el componente de motor de turbina antes de aplicar el revestimiento.
8. Método según la reivindicación 1 , en donde además comprende retirar la hoja de metal de la porción de superficie aerodinámica después de la etapa de restauración.
9. Método según la reivindicación 8, en donde además comprende sujetar el componente de motor de turbina a una operación de acabado después de la etapa de retiro de la hoja de metal.
10. Método según la reivindicación 1 , en donde la etapa de proporcionar el componente de motor de turbina comprende proporcionar un álabe.
1 1 . Método según la reivindicación 1 , en donde la etapa de proporcionar el componente de motor de turbina comprende proporcionar una paleta.
12. Sistema para reparar un componente de motor de turbina que tiene una porción de superficie aerodinámica, el sistema comprende, medios para aplicar un revestimiento a una porción de superficie aerodinámica del componente de motor de turbina; y medios para restaurar simultáneamente una porción de punta, una cuerda y superficies de la porción de superficie aerodinámica a sus dimensiones originales en una sola operación.
1 3. Sistema según la reivindicación 12, en donde los medios de revestimiento comprenden medios para aplicar un revestimiento de titanio a las superficies de la porción de superficie aerodinámica.
14. Sistema según la reivindicación 12, en donde los medios de restauración comprenden un juego de matrices y medios para provocar que el material que forma el revestimiento fluya dentro del juego de matrices para restaurar las dimensiones originales a la porción de punta, la cuerda y las superficies.
15. Sistema según la reivindicación 14, en donde el juego de matrices comprende una primera matriz que tiene una forma de una primera de las superficies y una segunda matriz que tiene una forma de una segunda de las superficies.
16. Sistema según la reivindicación 12, en donde además comprende medios para limpiar el componente de motor de turbina antes de aplicar el revestimiento.
17. Sistema según la reivindicación 12, en donde además comprende medios para retirar la hoja de metal de la porción de superficie aerodinámica después de retirar la porción de superficie aerodinámica de los medios de restauración. 1 8. Sistema según la reivindicación 17, en donde además comprende medios para sujetar el componente de motor de turbina a una operación de acabado después del retiro de la hoja de metal.