WO2006021983A1

WO2006021983A1 - ロータの補修方法及びロータ補修装置

Info

Publication number: WO2006021983A1
Application number: PCT/JP2004/012061
Authority: WO
Inventors: Masahiro Saito; Yomei Yoshioka; Hideki Chiba; Shinji Takahashi; Kiyoshi Miyaike; Shozo Murata
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba; Murata Boring Giken Co.
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-03-02
Also published as: EP1798302A4; EP1798302A1

Abstract

　ロータ（１）に生じた補修すべき損傷部位を機械加工あるいはグラインダー加工にて除去、整形を行う（Ｓ１）。工程（Ｓ１）において補修すべき損傷部位の除去、整形した後表面をブラスト処理にて粗面化する（Ｓ２）。工程（Ｓ２）において粗面化した表面を、高速フレーム溶射装置にて皮膜形成を実施する（Ｓ３）。工程（Ｓ３）において形成した皮膜を機械加工あるいは研磨加工にて仕上げ処理を実施する（Ｓ４）。欠陥などの有無を検査する欠陥検査を行なう（Ｓ５）。工程（Ｓ５）において補修した部位の寸法、品質検査を行う（Ｓ６）。

Description

明細書

ロータの補修方法及びロータ補修装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えばタービン発電機に使用されるロータであって補修すべき損傷部に対して、溶射皮膜を形成して損傷部を補修するロータの補修方法及びロータ補修装置に関する。

背景技術

[0002] 図 7は、従来のタービン発電機の構造を示す概略構成図である。タービン発電機は

、大きく分けてステータ 2と、ロータ 1と、ロータ 1を回転自在に支承するジャーナル軸受 3とで構成されている。

[0003] ステータ 2は、ステータ鉄心 2aと、ステータ鉄心 2aに形成されているスロットの中に挿入されてレ、るステータコイル 2bを備えてレ、る。

[0004] ロータ 1は、ロータ本体に形成されているスロット（図示せず）に挿入されたロータコィノレ laと、ロータコイル laの固定のためのエンドリング lbと、ロータ 1及びステータ 2を冷却のためのファン lcと、ロータ 1の端部にはガスタービンや蒸気タービンと連結するためのロータカップリング Idと、ジャーナル軸受 3によって回転自在に支承されるジヤーナル部 leとを備えている。

[0005] これら、水車、ガスタービン、蒸気タービン等の大型のロータ 1や発電機等のロータ

1は、運搬輸送時の損傷、運転による損傷などが発生し、機械加工によるロータ 1の損傷部の削込みや、それに伴う周辺機器の改良など補修対策に苦慮している。

[0006] 例えば、図 8Aに示す様にジャーナル軸受 3(図示せず)により回転自在に支持される、ロータ 1のジャーナル部 leに、異物や運転中による異常および部品寿命によって損傷部 4が発生する場合がある。

[0007] この場合、ジャーナル部 leに発生した損傷部 4を除去するため、図 8Bに示す様に機械加工等によりロータ直径（ロータ径） Ifを、 lgに示す寸法に減寸させるようにしている。

[0008] この lgだけ減寸されたロータ径 Ifに合わせて再度ジャーナル軸受 3も製造し直す必要がある。このため、長時間の運転停止による稼働率低下と、製造コスト増大に繋がっていた。

[0009] また、図 9Aに示すように、ロータ 1では製造時の機械加工工程で誤力卩ェ部 5が生じたときは、その都度設計変更等を行い、さらに図 9Bに示すように、機械加工等により誤力卩ェ部 5の異常を除去していた。これに伴って、ロータを使用している機器の性能低下や信頼性を低下させるおそれがあった。

[0010] 損傷部 4や誤加工部 5の補修作業として、肉盛溶接などの高入熱プロセスにより補修することも考えられる力ロータ 1は高速で回転するため、ロータ基材にダメージを与える補修プロセスを用いることができない。また、高入熱により変形などが生じ、調質処理などの熱処理が必要となり、熱処理は補修時間の短縮および補修コストの低減の観点から大きな課題となってレ、る。

[0011] 一方従来、回転体の製造方法として、以下に述べる特許文献 1及び特許文献 2がある。特許文献 1の製造方法は、オイルポンプやその他の回転機械において、ケーシングと回転体との接触する摺動部に熱膨張差による間隙を生じさせたり、焼き付きを生じさせるといった不具合を生じさせずに、耐摩耗性を高めることを目的としたものである。特許文献 1は、その目的を達成するため、軽合金製のケーシング内に収容される軽合金製の回転体との接触部に、溶射装置を用いて耐摩耗性を有する金属材料、例えば鋼を溶射し、この後少なくとも回転体のエッジ部に加圧処理、例えばショットビーユングを施すようにしたものである。

[0012] 特許文献 2は、優れた機能性溶射皮膜を被覆し、剥離の恐れがなく製鉄プロセス口ールとして使用できる溶射ロールを提供することを目的したものである。その目的を達成するため、ロール基材表面に、タングステン炭化物 (WC)とコバルト（Co)力、らなる組成の溶射皮膜を 20 z m 200 x m形成し、その皮膜上に、さらに Mo、 Ni、 Cr、 Co、 Al、 Y、 Al O、 Cr C、 TiOいずれ力、 1種もしくは 2種以上を主成分とする金属

2 3 3 2 2

、金属化合物、セラミックスもしくはサーメットの機能性皮膜を被覆するものである。

[0013] し力、しながら、以上述べた特許文献 1、 2のようにロータを製造しても、いずれは溶射部も機能が低下したり、損傷する場合も発生するが、これらはいずれも製造時に溶射によって表面機能を持たせたもので、溶射による補修、再生を目的としたものではなぐ溶射施工部や他のロータ、ロールの回転体が損傷した場合の補修ができないとレ、う課題がある。

[0014] 特許文献 1は、特開平 4-232244号公報である。特許文献 2は特開平 9-20975 号公報である。

[0015] 本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ロータの損傷を、ロータ基材への熱的ダメージが少なぐ定期点検ェ期の短縮や補修コスト低減および機器の信頼性向上を図ることを目的としたロータの補修方法及びロータ補修装置を提供する。

発明の開示

[0016] 前記目的を達成するため、請求項 1に対応する発明は、軸受にて回転自在に支承されたロータの補修すべき損傷部に対して、フレーム速度が 600m/sec— 3000m /sec,粒子速度が 500m/sec— 2000m/secを有する高速フレーム溶射装置にて溶射皮膜を形成して前記損傷部を補修するロータの補修方法である。

[0017] 前記目的を達成するため、請求項 12に対応する発明は、補修対象であるロータを回転させながら、前記ロータの補修すべき部位に溶射皮膜を形成するための溶射ガンを備えた溶射装置と、前記溶射ガンを前記ロータの回転軸に対して水平方向、又は及び垂直方向に 0. ImmZsecピッチの移動速度にて移動させる移動装置とを具備したロータ補修装置である。

[0018] 本発明によれば、ロータの損傷を、ロータ基材への熱的ダメージが少なぐ定期点検ェ期の短縮や補修コスト低減および機器の信頼性向上を図ることができるロータの補修方法及びロータ補修装置を提供できる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の高速フレーム溶射によるロータの補修方法を説明するためのフローチヤート。

[図 2]図 1のロータの損傷部を高速フレーム溶射工程にて補修した状態を示す構成図。

[図 3A]図 1のロータの損傷部を高速フレーム溶射工程による皮膜形成時に発生する境界面の欠陥発生率を示す実験結果の図。 [図 3B]図 1のロータの損傷部の除去部と健全部の境界面におけるコーナ部の仕上げ角度を 45° を超えるようにした場合の境界面における断面図。

[図 3C]図 1のロータの損傷部位の除去部と健全部の境界面における両端溝形状の傾斜面の角度 (コーナ部の仕上げ角度）を 45° 以下 (0° を含まず）とした場合の境界面における断面図。

[図 4]本発明の皮膜に発生する X線残留応力測定結果を示す図。

[図 5A]本発明の高速フレーム溶射によるロータの補修を現地発電プラントにて補修することを示した正面図。

[図 5B]図 5Aの左側面図。

[図 5C]図 5Aの右側面図。

[図 6]本発明の他の実施の形態の現地発電プラント補修用に構成した溶射補修システムを移動可能な自動車に搭載したことを示す模式図。

[図 7]従来のタービン発電機の構造を示す模式図。

[図 8A]従来のジャーナル軸受により支持されるロータジャーナル部に発生する損傷を示した模式図。

[図 8B]従来のジャーナル軸受により支持されるロータジャーナル部に発生する損傷部を除去した状態を示した模式図。

[図 9A]従来のロータ製造時の機械加工工程で誤カ卩ェ部が生じた状態を示す模式図 [図 9B]従来のロータ製造時の機械加工工程で誤カ卩ェ部が生じた状態を示す模式図

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明の実施形態に図面を参照して説明する。図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るロータの補修方法 10を説明するためのフローチャートであり、以下これについて具体的に説明する。

[0021] 第 1の工程 S1で、例えば補修員が目視観察によって得た結果である、ロータ 1のジヤーナル部 leに生じた補修すべき損傷部位を、機械加工あるいはグラインダー加工にて、後述するように、損傷部位を完全に除去すると共に、整形を行う。 [0022] その後、第 2の工程 S2で、第 1の工程 S1において補修すべき損傷部位の除去、整形した表面を、後述するブラスト材料及び処理条件によりブラスト処理にて粗面化する。

[0023] 第 3の工程 S3では、第 2の工程 S2において粗面化した表面を、後述する高速フレ一ム溶射 (HP/HVOF:High Pressure I High Velocity Oxygen Fuel)装置にて皮膜形成を実施する。

[0024] 第 4の工程 S4で、第 3の工程 S3において形成した皮膜を機械加工あるいは研磨加工にて仕上げ処理を実施する。

[0025] 第 5の工程 S5で、欠陥などの有無を検查する欠陥検查を行なう。

[0026] 第 6の工程 S6で第 5の工程 S5において補修した部位の寸法、品質検查を行う。

[0027] ここで、前述の第 1の工程 S1において、ロータ 1の損傷部位を完全に除去した上で

、整形するのは、後に行なう補修工程での損傷による欠陥の進展や拡大を防止して機器の信頼性を向上させるためである。

[0028] 損傷部の除去量および除去範囲については、損傷部に発生した損傷深さ、損傷部の面積の程度によって判断する必要があるが、必要最小限の範囲とすることが、強度低下や信頼性低下を防ぐ観点から望ましレ、。

[0029] 第 1の工程 S1で、ジャーナル部 leの補修すべき損傷部位を除去、整形する場合、図 2の断面図に示すように、例えば等脚台形状に形成する。具体的には、軸方向の両端部、すなわち、損傷の除去部 4aと健全部 4bの境界面 4cは、底面部と傾斜面部を有する加工形状とする。底面部は、回転軸に対して平行に形成し、傾斜面部（勾配部） 4dは底面部の両端側に形成し、かつ底面部を含む延長線に対して 45° 以下（0

。を含まず）の角度で形成する。

[0030] 第 2の工程 S2でブラスト処理を行なうことにより、ロータ 1の基材表面を均一に粗面化することができると共に、第 3の工程 S3の高速フレーム溶射による皮膜形成時に発生する境界面 4cの欠陥を低減することができ、皮膜の密着性の向上、溶射補修の信頼性向上を図ることができる。

[0031] 損傷の除去部 4aと健全部 4bの境界面 4cの加工形状を、 30° や 15° の低角度で傾斜面 4dを形成することにより、さらに効果が大きい。 [0032] なお、傾斜面 4dの代りに、円弧面を形成するようにしてもよい。

[0033] 第 1の工程 S1で処理した損傷部位の除去、整形した表面を、第 2の工程 S2のブラスト処理にて粗面化するのは、第 3の工程 S3における高速フレーム溶射によって吹き付けられた溶射材料がロータ 1表面に強固に付着し、形成する皮膜の密着性を向上させるためである。

[0034] 前述した第 2の工程 S2におけるブラスト処理時のブラスト材料としては、アルミナやシリカ、ガラスビーズ、軽合金材料、コノレク、ゴム等の粒子を用いる。また、ブラスト処理時の圧力は 2kgん m²— 6kgん m² (0. 2-0. 6MPa)の空気あるいはガス圧力を用レ、ることにより、ロータ 1表面の変形を防止した粗面化ができる。この粗面化を行なうとき、ロータ 1基材表面に対し 45° 90° のブラスト角度にてブラストすることにより、ロータ 1基材表面が三次元的に粗面化することができ、皮膜の密着性向上が図れる

[0035] 第 3の工程 S3において、高速フレーム溶射装置を使用して皮膜形成を実施するのは、音速の 2— 3倍の速度で溶射材料を吹き付け、ロータ 1の基材表面に高速で衝突させて皮膜を形成するためである。このように高速フレーム溶射装置を使用することにより、形成される皮膜は気孔が少なぐ緻密で、密着力が高ぐ粒子間結合力に優れた皮膜を得ることができ、補修による機器の信頼性を向上させることができる。また、音速の 2— 3倍の速度で溶射材料を吹き付け、ロータ 1の基材表面に高速で衝突させて皮膜を形成すると、皮膜にはピーニング効果による圧縮残留応力が生じ、皮膜の割れ、剥離を低減させることができると共に、最大 8. Omm以上の厚膜を形成すること力 Sできる。

[0036] 第 3の工程 S3を実施するとき、ロータ 1の基材表面に対し溶射角度を 45° 90° にて高速フレーム溶射することにより、さらにロータ 1の基材への皮膜密着性が向上すると共に、皮膜中には気孔が少なぐより緻密で、粒子間結合力に優れた皮膜を得ること力 sできる。

[0037] 第 4の工程 S4で、第 3の工程 S3により形成した溶射皮膜を機械加工あるいは研磨加工にて仕上げ処理を実施するのは、第 3の工程 S3の高速フレーム溶射高速フレーム溶射にて元のロータ径例えば図 8、図 9の Ifよりも大きくなるように溶射皮膜を形成するため、溶射による補修部位の径を元のロータ径 Ifに戻すためであると共に、口ータ 1の設計値の表面粗さに戻すためである。この時、補修部位と元のロータ 1の基材表面との境界面に段差がつ力ないように仕上げすることで、信頼性を大きく向上させること力 sできる。

[0038] 第 5の工程 S5における欠陥などの有無を検查する欠陥検查および第 6の工程 S6 における補修部位の寸法、品質検査は、健全な製品を提供する上で必要な工程であり、欠陥は、皮膜の剥離や亀裂の伝播を助長するもので、補修部の性能を低下させる一因である。このような部位の欠陥を無くすことにより、補修した製品の信頼性向上が図られる。

[0039] 図 2は、図 1の第 3の工程 S3である、高速フレーム溶射施工工程にしたがって、図 7 に示すジャーナル軸受 3あるいは図示しないスラスト軸受により回転自在に支承されたロータ 1の損傷部 4を、次のような高速フレーム溶射装置 6を使用して補修した状態を示す図である。高速フレーム溶射装置 6は、フレーム 6aの速度を 600m/sec— 30 00m/sec、粒子速度を 500m/sec— 2000m/secに調整可肯な溶射ガン 6bを備えたものである。

[0040] 前述した第 3の工程 S3である、高速フレーム溶射施工工程の施工条件は、次の通りである。その一例として、商品名 JP5000TAFA社製の溶射装置 6を用い、ロータの基材が NiCrMoV鋼であって、皮膜すなわち溶射粉末が NiCrMoV鋼で、燃料にケ口シンと酸素、 4インチガンバレル、酸素流量 1850scfh (8701/min)、灯油燃料供給量 5· 7gph (221/hr)、燃焼圧力 97psi (0. 7MPa)、ガン移動速度 350mm/sec 、粉末供給量 40g/min、溶射距離 380mmの施工条件にて溶射した。

[0041] このような施工条件でロータの補修を行なう場合であって、第 1の工程である、機械加工あるいはグラインダー加工にて損傷部位を除去、整形する際、損傷の除去部 4a と健全部 4bの境界面 4cの加工形状を 45° 以下（0° を含まず）の角度で傾斜面 4d または円弧面を形成することで、図 3に示すように高速フレーム溶射による皮膜形成時に発生する境界面 4cの欠陥発生率を低減することができる。

[0042] 具体的には、図 3Aは、高速フレーム溶射装置 6による皮膜形成時に発生する境界面 4cの欠陥発生率 (補修部 9のコーナ部の測定個所 5箇所に対する欠陥発生率）を示している。これに対して、図 3Bは、損傷部 4の除去部 4aと健全部 4bの境界面 4cにおけるコーナ部の仕上げ角度を 45° を超えるようにした場合の境界面 4cにおける断面図であり、この場合にはコーナー部（矢印に示す部分）に欠陥が発生していた。図 3B

図 3Cは損傷部位の除去部 4aと健全部 4bの境界面 4cにおける両端溝形状の傾斜面 4dの角度（コーナ部の仕上げ角度）を 45° 以下（0° を含まず）とした場合の境界面 4cにおける断面図であり、この場合はコーナー部に欠陥が発生していなかった。図 3B、図 3Cにおいて、 7は除去部 4aに溶射した溶射材料であり、 8はその溶射皮膜を示し、 9は補修部を示している。

[0043] 図 3から明らかなように、補修部 9のコーナ部を、傾斜面の角度を 45° 以下（0° を含まず）又は円弧面とすることで、欠陥発生率が 10%以下でほとんど欠陥が発生しないことが分る。この結果、欠陥発生率を低減し、溶射皮膜の密着性の向上、溶射補修の信頼性向上を図ることができる。

[0044] 逆に、コーナ部の傾斜面の角度を 45° を超えるようにすると、欠陥発生率が 80% 以上となり、コーナ部にかなりの欠陥が発生することが分る。

[0045] また、用いる溶射材料 7としては、補修するロータ 1の化学組成と同等および材料特性を有する被覆材料であり、ロータ 1の補修 10に 0. 020mm力ら 8. 0mmの範囲で溶射皮膜 8を形成し、皮膜表面を機械加工あるいは研磨加工により 6. 5S以下（OS を含まず、 Sは仕上げ粗さを表している）の表面粗さで、所定の厚さに仕上げする。

[0046] 補修するロータ 1の化学組成と同等および材料特性を有する溶射材料 7を用いるのは、起動停止時や運転時、異常運転時において、ロータ 1の補修部 9に発生する応力や熱による変形を防止するためである。また、摺動特性についてもロータ 1の基材と同等の性能を得ることができる。すなわち、ロータ 1の基材と異なった材料を補修部 9に用いた場合には、熱膨張係数や熱伝導率の差による変形や熱応力が発生し、口ータ 1回転時の振動発生に繋がり、機器の信頼性が著しく低下すこととなる。高速フレーム溶射により厚膜形成ができれば、肉盛溶接と同等の整形機能を有し、ロータ 1 基材にダメージを与えなレ、で、簡単に損傷部 4や誤力卩ェ部 5の補修を行うことができる。 [0047] 前述の第 3の工程 S3で形成した溶射皮膜 8を、第 4の工程 S4で機械加工あるいは研磨加工にて仕上げ処理を実施するのは、機械仕上げを考慮し、高速フレーム溶射にて、図 7及び図 8に示すように、予め元のロータ径 Ifよりも大きくなるように溶射皮膜 8を形成するため、溶射による補修部位 9の径を元のロータ径 Ifに戻すためであると共に、ロータ 1の設計数値 6S以下の表面粗さに戻すためである。この時、補修部位 9 と元のロータ 1基材表面との境界面 4cに段差がつかないように仕上げる必要がある。

[0048] 補修時の皮膜厚さについては、図 4に示す皮膜に発生する X線残留応力測定結果のように、 8. Ommまでは皮膜が圧縮残留応力 l ibを呈する力 8. Omm以上では皮膜の残留応力 11が引張残留応力 11a側に移行する。このため、引張側では皮膜の剥離や割れが発生し厚膜形成ができないことが分る。現状、最大 8. Ommであり、本範囲内では厚膜ィ匕が可能である。

[0049] 図 5は、本発明の第 2の実施の形態を説明するための図である。前述した第 3のェ程 S3である、高速フレーム溶射装置 6によるロータ 1の補修方法 10を、現地 (補修対象であるロータが設置されているタービン発電機）の発電プラントあるいは補修工場のレ、ずれか 1か所、またはこれらの複合した場所にて補修する方法を説明するための図である。図 5Aはその正面図であり、図 5Bは図 5Aの左側面図であり、図 5Cは図 5Aの右側面図であり、現地補修対象であるロータ 1、ロータ回転装置 14、溶射皮膜 8形成のための溶射ガン 6bを備えた高速フレーム溶射装置 6、溶射ガン 6bをロータ 1 の回転軸に対して水平方向に移動させる水平方向溶射ガン移動装置 15、溶射ガン 6bをロータ 1の回転軸に対して垂直方向に移動させる垂直方向溶射ガン移動装置 1 6で構成したことを示したものである。なお、用途等によっては、水平方向溶射ガン移動装置 15、垂直方向溶射ガン移動装置 16のうち、垂直方向溶射ガン移動装置 16を備えてレ、ない高速フレーム溶射装置 6であってもよレ、。

[0050] ロータ 1の補修方法 10については、通常、組み立て工場にて施工するが、補修対象の機器が設置された現地発電プラントにて補修することで、補修のェ期短縮、補修コスト低減が可能である。

[0051] 通常、組み立て工場にて施工する場合には、発電プラントより補修する対象物を梱包し、輸送を行う。国内でも大きな問題となっているが、特に海外からの工場搬入においては、梱包、輸送、通関等により工場にて補修を開始するまで最大で例えば 2ケ月以上の日数を要し、プラント運転停止による稼働率低下が発生する。現地プラントにて可能な補修については、現地発電プラントにて補修するのが効果的であり、補修工場あるいは組み立て工場では、必要不可欠な補修事項のみ対応することで、現地補修では最大 2週間で補修が完了することができる。

[0052] また、ロータ 1の補修を組み立て工場にて施工した場合、工場設備として設置してある溶射設備を用いることができる。工場設置溶射設備とは、防音室、溶射ロボットおよび制御装置、集塵装置、冷却水チラ一、クレーン、ロータ回転装置等である。

[0053] ところ力現地発電プラントでは、補修のための溶射設備を設置してある発電プラントはほとんど無ぐこのため、現地発電プラントでのロータ 1補修においては、防音室、溶射ロボットおよび制御装置、集塵装置、冷却水チラ一、クレーン、ロータ回転装置等を現地発電プラントへ輸送し、現地組み立てを行う必要がある。

[0054] し力しながら、溶射のための防音室や溶射ロボット、制御装置、防塵装置、ロータ回転装置等は大型で、工場据付型のため、現地発電プラントへの搬入には限界があり、困難な場合が多いのが現状である。

[0055] このため、現地発電プラントにてロータ 1補修可能な溶射設備、特に溶射ロボットに替わる装置が必要である。

[0056] 図 5中には、溶射皮膜 8を形成して補修する場合、工場設置溶射ロボットに替わつて、ロータ 1の回転軸に対して溶射ガン 6bを水平方向 15aおよび垂直方向 16aに任意に移動可能な溶射ガン移動装置 15、 16に固定して補修することを示したものである。

[0057] 溶射ガンを水平方向 15aおよび垂直方向 16aに任意に移動可能な装置として、現地発電プラントへ搬入可能であればロボットを、不可能であればボールネジとステツビングモータを有する駆動機構を用いた溶射ガン移動装置 15、 16を用いる。

[0058] このとき、ロータ 1の回転軸に対して溶射ガン 6bを水平方向 15aおよび垂直方向 16 aに移動する溶射ガン移動テーブル 17を具備し、溶射ガン移動速度を 0. lmm/se cピッチで制御できる装置とする。さらに、溶射補修時、ロータ 1を図 5 (b)に示す矢印 14aの方向に回転させながら溶射ガン 6bを水平方向 15aに移動して溶射にて補修する。

[0059] 現地発電プラントにてロータ 1補修する場合、回転軸に対して溶射ガン 6bを水平方向 15aおよび垂直方向 16 aに任意に移動可能な溶射ガン移動装置 15、 16に固定して補修するのは、ロータ 1の補修部 9が限定されていない場合でも任意の位置に溶射ガン 6bを移動することができると共に、最適な補修範囲を任意に設定できることにある。特に、垂直方向 16aに移動する場合、ロータ径 Ifの中心に溶射ガン 6bを設定する必要があるため、 mm単位で調整が可能となり精度の高い溶射補修ができる優れた効果がある。

[0060] 溶射補修時、ロータ 1を回転 14aさせながら溶射ガン 6bを水平方向 15aに移動して溶射補修するのは、ロータ 1外周表面に均一に溶射皮膜 8を形成するためである。

[0061] 通常、平面状の溶射はロボットアームに溶射ガン 6bを固定し、ロボットのアームを移動させて溶射するのが一般的である。しかしながら、円筒状の表面に溶射する場合には、ロボットのアームを矢印 14aの方向に回転させて溶射することが困難なため、円筒状の溶射対象物自体を矢印 14aの方向に回転させて溶射させる必要がある。このため、現地発電プラントでの補修においては、ロータ 1を矢印 14aの方向に回転させることが可能な装置、例えば旋盤のような回転機構を有した回転装置にてロータ 1 を矢印 14aの方向に回転させ、ロータ 1補修部 9の表面を補修する。これにより、ロータ 1外周表面に目的とする溶射皮膜を均一に形成することができ、補修の信頼性を向上させることができる。

[0062] ボールネジとステッピングモータを有する駆動機構を用いた溶射ガン移動装置 15、 16を用いるのは、溶射ガン移動速度を 0. lmm/secピッチで制御できるためであり、溶射ガン 6b移動時のぶれ、振動を防止し、連続で安定した移動を溶射ガン 6bに与えることができる。

[0063] また、溶射ガン移動速度を通常使用される 250 400mm/sec.の範囲に設定するためには、補修対象とするロータ径 Ifの変化によってその都度、補修対象とする口ータ 1回転数、溶射ガン移動速度を変える必要がある。このとき、溶射ガン移動速度を lmm/secピッチで制御することで、ほとんどのロータ径 Ifに対応することが可能となる。 [0064] 図 6は、本発明の第 3の実施の形態の現地発電プラント補修用に、溶射ガン 6b、溶射ガン移動装置 15、 16、簡易防音室 19、冷却水チラ一 20、集塵装置 21、発電機 2 2、ブラスト装置 23にて構成した溶射補修システム 24を移動可能な自動車 25に搭載し、現地で簡便に補修 10することを示した図である。

[0065] これによつて、自動車 25に搭載した溶射補修システム 24を輸送するだけで、国内で輸送機関の不便な地域や、海外現地における交通手段や輸送手段の手配に労力を費やすことが不要で、短期間で現地発電プラントを対象とした補修工事が可能となる。

産業上の利用可能性

[0066] 本発明は、水車、ガスタービン、蒸気タービン等のロータや発電機等のロータを補修する際に利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 軸受にて回転自在に支承されたロータの補修すべき損傷部に対して、フレーム速度カ 600m/sec 3000m/sec、粒子速度力 S500m/sec— 2000m/secを有する高速フレーム溶射装置にて溶射皮膜を形成して前記損傷部を補修することを特徴とするロータの補修方法。

[2] 前記ロータの損傷部に対して、溶射皮膜を形成して補修する場合、前記ロータの損傷部の化学組成と同等および材料特性を有する溶射補修材料を用いることを特徴とする請求項 1記載のロータの補修方法。

[3] 前記ロータの損傷部に対して、溶射皮膜を形成して補修する場合、前記ロータの損傷部に 0. 05mmから 8. Ommの範囲で溶射皮膜を形成することを特徴とする請求項

1記載のロータの補修方法。

[4] 前記ロータの損傷部に対して、溶射皮膜を形成して補修する場合、予め前記補修すべき部位を機械加工あるいはグラインダー加工にて下地整形後、ブラスト処理にて粗面化することを特徴とする請求項 1記載のロータの補修方法。

[5] 前記機械加工あるいは前記グラインダー加工にて補修する部位を下地整形する場合、前記補修部の両端溝形状を 45° 以下（0° を含まず）の角度で勾配あるいは円弧を形成することを特徴とする請求項 4記載のロータの補修方法。

[6] 前記ロータの損傷部に対して、溶射皮膜を形成して補修する場合、予め前記皮膜形成後に皮膜表面を機械加工あるいは研磨加工により 6. 5S以下（OSを含まず）に仕上げすることを特徴とする請求項 1記載のロータの補修方法。

[7] 前記ロータの損傷部に対して、溶射皮膜を形成して補修する場合、前記ロータが設置されている発電プラントあるいは補修工場の少なくとも 1か所、またはこれらの複合した場所にて補修することを特徴とする請求項 1記載のロータの補修方法。

[8] 前記ロータの損傷部に対して、溶射皮膜を形成して補修する場合、前記ロータを回転させながら前記高速フレーム溶射装置に有する溶射ガンを水平方向に移動して溶射することを特徴とする請求項 1記載のロータの補修方法。

[9] 前記ロータの損傷部に対して、溶射皮膜を形成して補修する場合、前記ロータの回転軸に対して前記高速フレーム溶射装置に有する溶射ガンを水平方向および垂直方向に任意に移動可能な装置に固定して補修することを特徴とする請求項 1記載のロータの補修方法。

[10] 前記高速フレーム溶射装置に有する溶射ガンを水平方向および垂直方向に任意に移動可能な装置として、ロボットあるいはボールネジおよびステッピングモータを有する駆動機構を用いることを特徴とする請求項 9記載のロータの補修方法。

[11] 前記ロータの回転軸に対して溶射ガンを水平方向および垂直方向に移動する場合、 0. lmm/secピッチの移動速度にて制御することを特徴とする請求項 10記載の口ータの補修方法。

[12] 補修対象であるロータを回転させながら、前記ロータの補修すべき部位に溶射皮膜を形成するための溶射ガンを備えた溶射装置と、

前記溶射ガンを前記ロータの回転軸に対して水平方向、又は及び垂直方向に 0. 1 mmZsecピッチの移動速度にて移動させる移動装置と、

を具備したロータ補修装置。