WO2016042233A1 - Procede de reparation d'une gorge circonferentielle d'un organe annulaire de verrouillage pour turbomachine - Google Patents

Procede de reparation d'une gorge circonferentielle d'un organe annulaire de verrouillage pour turbomachine Download PDF

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Thierry Michel Breugnot
Didier Noël DURAND
Benjamin François Valérie René MAUSSET
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    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods

Definitions

  • the invention relates to the general field of turbomachine bodies. It relates more particularly to a method of repairing a circumferential groove of an annular locking member for a turbomachine.
  • Aeronautical turbomachines conventionally comprise several modules such as a high pressure compressor, a combustion chamber, a high pressure turbine followed by a low pressure turbine, which drive the corresponding LP or HP compressor, and a gas ejection system.
  • Each of the turbines is formed of one or more stages, each stage successively comprising a blade of fixed blades or distributors and a wheel of moving blades.
  • the moving blades are borne at their lower part by the rotor of the turbomachine and fixed on a turbine disk.
  • the valve vanes are held at their upper part and fixed on a casing, called the turbine casing.
  • the terms "lower” and “higher” are to be considered relative to a distance to the axis of the turbomachine (with reference to the axis of rotation of the turbomachine): the lower part of a part, when said part is installed in the turbomachine, is closer to the axis of the turbomachine than the upper part of said part.
  • the casing generally comprises two coupled parts: a downstream casing and an upstream casing, the vanes vanes being fixed on the downstream casing.
  • upstream and downstream are to be considered with respect to a general flow direction of fluids through the turbomachine, from upstream to downstream.
  • the moving blades of the stages of the low-pressure turbine are free at their upper part and positioned in front of an abradable material carried by turbine rings.
  • the ring 10 of the first low-pressure turbine stage comprises at its upstream end an annular flange 11.
  • the annular flange 11 is held integral with an annular rail 12 of the downstream casing 13 by an annular member of Lock 14 having a circumferential groove 15.
  • the locking member 14 thus has a section so at least one area is C-shaped, the concavity of C representing the circumferential groove 15.
  • FIGS. 2a, 2b and 2c show sections of FIG.
  • the shape of the locking member depends essentially on the turbomachine configuration. It is noted that regardless of the geometry of the locking member, it comprises a zone 16a, 16b, 16c of C section delimiting a groove 15a, 15b, 15c. For this reason, the locking member is commonly called "C-clip".
  • the annular locking member 14 is engaged axially from upstream on the annular rail 12 of the downstream casing 13 and on the annular flange 11 of the ring 10, so that the circumferential groove 15 receives the annular rail 12 and the annular flange 11.
  • the upstream housing 17 presses the locking member 14 to prevent disengagement.
  • the invention aims to provide an effective and economical solution to the problem of wear of the walls of the groove of the locking member.
  • the invention therefore relates to a method of repairing a circumferential groove of an annular locking member, said groove being intended to receive an annular rail of a turbomachine casing and an annular rim of a ring enclosing a wheel of moving blades of a low-pressure turbine of the turbomachine, so as to maintain the casing and the ring integral.
  • the method comprises:
  • a machining step of the assembly comprising the locking member, the filler metal and the repair part, so as to recreate a groove of defined dimensions.
  • A is of complementary shape to B
  • A is of a shape adapted to fit at least partly in B (or A).
  • the notion of form is independent of the notion of dimensions. So, if two objects are of shapes complementary, they are not necessarily of the same dimensions.
  • the method according to the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination.
  • the solder assembly step comprises:
  • a step of cooling the filler metal to a temperature sufficiently low to cause solidification of the filler metal is
  • the first end is the one which is the highest
  • the cooling step begins when the filler metal leaves the space through the second end during the high temperature maintenance step.
  • the method comprises, before the soldering assembly step, a step of installing stop means on either side of the first end.
  • the abutment means comprise a first retention ring and a second retention ring, the step of installing the abutment means comprising an installation of the first retention ring and the second retention ring. both sides of the entrance end.
  • the method comprises a step of installing support means for holding the repair part immobile in the groove during the soldering assembly step.
  • the method comprises an initial step of machining the groove of the locking member, so as to smooth the walls of said groove.
  • the space forms, at the end of the introduction step, a channel adapted to the circulation of liquid materials, the assembly step being such that at the end of the soldering the channel is filled with filler metal.
  • the space comprises, at the end of the introduction step, at least one sheet of filler metal, the method comprising a step of placing said sheet in space.
  • the space comprises, at the end of the introduction step, at least one layer of binder, the method comprising a step of applying said layer on at least one wall of the groove.
  • the method comprises, before the step of introducing the repair part, a step of welding balls in at least one wall of the groove.
  • the invention relates to an annular locking member, a circumferential groove has been repaired via the repair method according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 5 a partial schematic representation of the locking member of FIG. 3 in which is introduced the locking member of FIG. 4, presented following a step of welding balls in said locking member according to a method implementation of the method;
  • FIG. 6 a partial schematic representation of the locking member of FIG. 3 and of the locking member of FIG. 4, presented following a step of placing sheets of filler metal on said member locking according to an embodiment of the method;
  • FIG. 3 is a diagrammatic representation of an annular locking member 30 for a turbomachine, seen in section and laid flat on a plate 31.
  • the locking member 30 being annular, the sectional view is partial: only one of the two sections cutting is shown.
  • the section is substantially U-shaped: thus, a left vertical wall 32, a right vertical wall 33, and a horizontal wall 34 define an annular groove 35 open upwardly in the direction of gravity. More specifically, the groove 35 is delimited by a side wall of the left vertical wall 32 which will be called the left side wall 36, a side wall of the right vertical wall 33 which will be called the right side wall 37, and a wall of the wall horizontal 34 which will be called lower wall 39.
  • the notions of vertical, horizontal, inferior, superior, left and right are relative to the position of the locking member 30 as represented in FIG. 3, that is to say when the groove 35 is open upwards in the direction of gravity. These terms in no way prejudge the orientation of the locking member 30 when installed in the turbomachine.
  • FIGS. 2a, 2b and 2b which show various shaped locking members, the left vertical wall 32 and the right vertical wall 33 are generally not of the same length.
  • the locking member 30 has a left vertical wall 32 longer than the right vertical wall 33.
  • an upper surface 62 of the left vertical wall 32 is located at a height greater than that of an upper surface 63 of the right vertical wall 33.
  • FIG. 4 shows the locking member 30 of FIG. 3, in which a repair piece 40 is installed. More specifically, the repair piece 40 is positioned in the groove 35 of the locking member 30.
  • the piece of repair 40 is annular shape complementary to the shape of the groove 35. This means that the repair part 40 fits partially in the groove 35 of the locking member 30.
  • the repair part 40 is of slightly smaller dimensions than the groove 35, so that there is a gap 46 between the repair part 40 and the left side walls 36 and right 37 when the piece The repair member 40 is spaced from both the left side wall 36, the right side wall 37 and the bottom wall 39. The gap 46 is therefore shaped.
  • the space 46 thus has a first circular end 47 and a second circular end 48.
  • the space 46 comprises: a first vertical section having the first end 47, extending between the left side wall 36 of the groove 35 and the left side face 42 of the repair part 40
  • the repair part 40 comprises a chamfer 45 extending between a lower portion 60 and an upper portion 61.
  • the lower portion 60 is located substantially at the height of the left side wall 32, that is to say substantially at the height of the first end 47
  • the chamfer 45 is thus oriented so that a fluid deposited on said chamfer 45 flows by gravity towards the first end 47.
  • the space 46 between the repair part 40 and the locking member 30 forms a channel 46 ', or duct, initially empty, adapted to the circulation of liquid materials.
  • the spacing is achieved by means of balls 41 welded on lateral left-hand faces 42, on the right-hand side 43, and a lower face 44 of the repair part 40, faces which are respectively opposite left-side walls 36, 37, and the lower wall 39.
  • the balls 41 may be present only on the lower face 44 of the repair part 40 facing the bottom wall 39, so as to maintain the repair part 40 spaced from the bottom wall 39 despite its weight.
  • the space 46 initially comprises: in the first vertical section, between the left side wall 36 of the groove 35 and the left side face 42 of the repair part 40, a first sheet 46 "1 of filler metal 64,
  • a third sheet 46 "3 of filler metal 64 and a layer of binder 46" 4 is affixed to the entire lower face 44 of the repair part 40, while the layer of binder is affixed to the entire lower wall 39 of the groove 35.
  • Figure 7 shows the assembly comprising the locking member 30 placed on the plate 31 and the repair part 40, on which are installed support means 50 and stop means 51. It is noted that in Figure 7 and on the following ones, the constitution of the space 46 is not represented, since this constitution differs according to the embodiments, as explained above with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the stop means 51 comprise a first retention ring 54 and a second retention ring 55.
  • the first retention ring 54 is installed on the repair part 40, close to the upper part 61 of the chamfer 45.
  • the first retention ring 54 is adapted to prevent a fluid or a viscous material which would be deposited on the chamfer 45 to go up beyond the upper part 61 of the chamfer 45.
  • the second retention ring 55 is installed on the upper part of the left side wall 3 2.
  • the second retention ring 55 is thus adapted to prevent a fluid or a viscous material which would be deposited on the upper surface 62 of the left vertical wall 32 to flow by gravity in a direction other than that of the first vertical section.
  • the support means 50 are used to maintain the repair part 40 immobile in the groove 35, imploding a pressing force F applied to the repair part 40 and directed downwards relative to the direction of gravity.
  • the support means 50 comprise a base 53 placed on the repair part 40 and a body 52 resting on the base 53.
  • Figure 8 shows the locking member 30 and the repair part 40, on which a quantity of filler metal 64 in solid form is deposited.
  • the filler metal 64 is deposited at the first end 47 of the space 46, on the upper surface 62 of the left vertical wall 32 and on the chamfer 45 of the repair part 40.
  • the filler metal 64 is thus positioned between the first retention ring 54 and the second retention ring 55.
  • Figure 9 shows the locking member 30 and the repair part 40, in which the space 46 is filled with filler metal 64.
  • Figure 10 shows a representative diagram of the steps of a method 70 according to the invention.
  • the method 70 comprises the following steps: an initial machining step 71 of the groove 35 of the locking member 30, so as to smooth the left lateral 36, lateral right and lower 37 of the groove 35 .
  • the locking member 30 is thus substantially positioned in the manner shown in Figure 3.
  • the plate 31 is preferably ceramic. Indeed, in a next step of the method 70, the locking member 30 is subjected to a high temperature. Use a plate 31 in ceramic prevents the locking member 30 does not stick to said plate 31 during this step.
  • the balls 41 are advantageously of the same material as the repair part 40, for example in nickel. It is noted that ideally, the repair part 40 is of the same material as the locking member 30, for example nickel.
  • repair part 40 A step of introduction 74 of the repair part 40 in the groove 35.
  • the repair part 40 is then maintained spaced from the left side 36, side of the right 37 and lower 39 of the groove 35 by the balls 41.
  • repair part 40 and the locking member 30 thus define a space 46 forming an annular channel 46 'with a U-section.
  • the locking member 30 and the repair part 40 are then substantially in the position shown in FIG. 5.
  • the welding step 73 of the balls 41 is replaced by:
  • the repair part 40 is then kept spaced from the left side 36, right side 37 and lower 39 of the groove 35 by the metal sheets 46 "1, 46" 2, 46 “3 of filler and the layer 46 "4 of binder.
  • the locking member 30 and the repair part 40 are then substantially in the position shown in Figure 6. It is noted that advantageously, several first balls 41 'are further welded at the first end 47, and several second balls 41 "are also welded at the second end 48, to improve the maintenance of the positioning of the repair part 40 in the groove 35.
  • An installation step 75 of the stop means 51 that is to say an installation of the first retention ring 54 and the second retaining ring 55 on either side of the inlet end 47 of the space 46, as previously explained.
  • the abutment means 51 are then in the position shown in FIG. 7.
  • the first ring 54 and the second ring 55 are in the form of a titanium oxide paste.
  • An installation step 76 of the support means 50 in the manner indicated above and shown in FIG. 7.
  • the support means 50 are then at the origin of a pressing force F applied to the workpiece. repair 40 and directed downwards relative to the direction of gravity.
  • the support means 50 make it possible to keep the repair part 40 stationary in the groove 35 during a subsequent soldering assembly step.
  • the base 53 of the support means 50 is preferably ceramic not to stick to the repair part 40 when it is subjected to a high temperature.
  • the soldering assembly step 77 comprises: a depositing step 78 of the metal in the solid form at the first end 47 of the space 46, that is to say on the upper surface 62 of the left vertical wall 32 and on the chamfer 45 of the repair part 40. Note that the deposit end chosen is the first end 47 and not the second end 48 because it is the highest end. Thus, by gravity, filler metal in liquid form penetrating into the space 46 through the first end 47 is capable of proceeding to the second end 48.
  • the filler metal 64 in its solid state is for example formed a paste or compacted powder.
  • locking 30 is for example placed in an oven.
  • the space 46 initially comprises sheets 46 "1, 46" 2, 46 "3 of filler metal 64
  • the filler metal 64 of said sheets also melt, and flows within the space 46, leaving the filler metal initially deposited at the first end 47 to flow into the space 46 via the first end 47.
  • the circulation of the filler metal 64 during this step is represented in FIG. figure 9.
  • the cooling step 81 begins when the filler metal 64 exits the space 46 through the second end 48 during the high temperature holding step 80. This makes it possible to ensure that the space 46 is filled with filler metal 64. Naturally, this is the case only if metal of contribution 46 is also present at the level of the inlet end 47.
  • the cooling is for example obtained by removing the locking member 30 of the furnace, or argon.
  • a machining step 82 of the assembly comprising the locking member 30, the filler metal 64 in the space 46, and the repair part 40, so as to recreate a groove of defined dimensions.
  • This method 70 makes it possible to repair the initial groove 35 without weakening the locking member 30. Indeed, a simple machining of the initial groove 35 would reduce the left vertical wall 32, the right vertical wall 33, and the horizontal wall 34 , which would weaken the locking member 30.

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Abstract

L'invention concerne un procédé (70) de réparation d'une gorge (35) circonférentielle d'un organe annulaire de verrouillage (30), ladite gorge (35) étant destinée à recevoir un rail annulaire de carter de turbomachine et un rebord annulaire d'un anneau enveloppant une roue d'aubes mobiles d'une turbine basse pression de la turbomachine, de sorte à maintenir le carter et l'anneau solidaires, le procédé (70) comportant : - Une étape de positionnement (72) de l'organe de verrouillage (30) de sorte que la gorge (35) soit ouverte vers le haut relativement au sens de gravité; - Une étape d'introduction (74), dans ladite gorge (35), d'une pièce de réparation (40) annulaire de forme complémentaire à la gorge (35), ladite pièce de réparation (40) et des parois (36, 37, 39) de la gorge étant, au terme de l'étape d'introduction (74), écartés d'un espace (46) annulaire à section en U; - Une étape d'assemblage (77) de la pièce de réparation (40) et de l'organe de verrouillage (30) par brasage, au moyen d'un métal d'apport (64); - Une étape d'usinage (82) de l'ensemble comprenant l'organe de verrouillage (30), le métal d'apport (64) et la pièce de réparation (40), de sorte à recréer une gorge de dimensions définies.

Description

PROCEDE DE REPARATION D'UNE GORGE CIRCONFERENTIELLE D'UN ORGANE ANNULAIRE DE VERROUILLAGE POUR TURBOMACHINE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention se rapporte au domaine général des organes des turbomachines. Elle concerne plus particulièrement un procédé de réparation d'une gorge circonférentielle d'un organe annulaire de verrouillage pour turbomachine. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Les turbomachines aéronautiques comprennent classiquement plusieurs modules tels qu'un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression suivie d'une turbine basse pression, qui entraînent le compresseur BP ou HP correspondant, et un système d'éjection des gaz. Chacune des turbines est formée d'un ou plusieurs étages, chaque étage comportant successivement une roue d'aubes fixes ou distributeurs et une roue d'aubes mobiles.
Les aubes mobiles sont portées à leur partie inférieure par le rotor de la turbomachine et fixées sur un disque de turbine. Les aubes de distributeur sont en revanche tenues par leur partie supérieure et fixées sur un carter, dénommé carter de turbine. Les termes « inférieur » et « supérieur » sont à considérer relativement à une distance à l'axe de la turbomachine (en référence à l'axe de rotation de la turbomachine) : la partie inférieure d'une pièce, lorsque ladite pièce est installée dans la turbomachine, est plus proche de l'axe de la turbomachine que la partie supérieure de ladite pièce. Le carter comporte généralement deux parties accouplés : un carter aval et un carter amont, les aubes de distributeur étant fixées sur le carter aval. Les termes « amont » et « aval » sont à considérer par rapport à une direction générale d'écoulement de fluides à travers la turbomachine, allant de l'amont vers l'aval. Les aubes mobiles des étages de la turbine basse pression sont libres à leur partie supérieure et positionnées en face d'un matériau abradable porté par des anneaux de turbine. En référence à la figure 1, l'anneau 10 du premier étage de turbine basse pression comporte à son extrémité amont un rebord annulaire 11. Le rebord annulaire 11 est maintenu solidaire d'un rail annulaire 12 du carter aval 13 par un organe annulaire de verrouillage 14 présentant une gorge circonférentielle 15. L'organe de verrouillage 14 comporte ainsi une section donc au moins une zone est en forme de C, la concavité du C représentant la gorge circonférentielle 15. Les figures 2a, 2b et 2c montrent des sections de différents organes de verrouillages 14a, 14b, 14c. La forme de l'organe de verrouillage dépend essentiellement de la configuration de turbomachine. On note que quelle que soit la géométrie de l'organe de verrouillage, il comporte une zone 16a, 16b, 16c de section en C délimitant une gorge 15a, 15b, 15c. Pour cette raison, l'organe de verrouillage est communément appelé « C-clip ».
Comme le montre la figure 1, l'organe annulaire de verrouillage 14 est engagé axialement depuis l'amont sur le rail annulaire 12 de carter aval 13 et sur le rebord annulaire 11 de l'anneau 10, de sorte que la gorge circonférentielle 15 reçoive le rail annulaire 12 et le rebord annulaire 11. Le carter amont 17 appuie sur l'organe de verrouillage 14 pour éviter son désengagement.
Or les déplacements axiaux du rebord et du rail dans l'organe de verrouillage causent des usures de contact au niveau des parois de la gorge de l'organe de verrouillage. Ces usures ne sont pas acceptables car elles impactent la position et la tenue de l'anneau dans l'organe de verrouillage. Lorsque cette usure dépasse une certaine valeur, le rebord de l'anneau peut se désengager de l'organe de verrouillage, ce qui entraîne un basculement de l'anneau vers l'axe de la turbomachine et un risque de contact entre l'anneau et la roue d'aubes mobiles, susceptible de provoquer une destruction de la roue et de l'anneau. Ainsi, lorsque l'organe de verrouillage est usé, il est généralement remplacé. On ne connaît pas de procédé de réparation pour des pièces d'aussi grand diamètre avec d'aussi faibles épaisseurs de parois. Or remplacer l'organe de verrouillage est coûteux. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION
L'invention a pour objet d'apporter une solution efficace et économique au problème d'usure des parois de la gorge de l'organe de verrouillage.
Selon un premier aspect, l'invention concerne donc un procédé de réparation d'une gorge circonférentielle d'un organe annulaire de verrouillage, ladite gorge étant destinée à recevoir un rail annulaire de carter de turbomachine et un rebord annulaire d'un anneau enveloppant une roue d'aubes mobiles d'une turbine basse pression de la turbomachine, de sorte à maintenir le carter et l'anneau solidaires. Le procédé comporte :
Une étape de positionnement de l'organe de verrouillage de sorte que la gorge soit ouverte vers le haut relativement au sens de gravité ;
Une étape d'introduction, dans ladite gorge, d'une pièce de réparation annulaire de forme com plémentaire à la gorge, ladite pièce de réparation et des parois de la gorge étant, au terme de l'étape d'introduction, écartés d'un espace annulaire à section en U ;
Une étape d'assemblage de la pièce de réparation et de l'organe de verrouillage par brasage, au moyen d'un métal d'apport ;
Une étape d'usinage de l'ensemble comprenant l'organe de verrouillage, le métal d'apport et la pièce de réparation, de sorte à recréer une gorge de dimensions définies.
On entend par « A est de forme complémentaire à B » que A (ou B) est de forme adaptée à s'emboîter au moins en partie dans B (ou A). On note que la notion de forme est indépendante de la notion de dimensions. Ainsi, si deux objets sont de formes complémentaires, ils ne sont pas nécessairement de mêmes dimensions.
On note que le fait que la pièce de réparation et les parois de la gorge sont, au terme de l'étape d'introduction, écartés d'un espace, ne préjuge pas de la présence ou non de matière dans cet espace.
Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l'étape d'assemblage par brasage comporte :
Une étape de dépôt de métal d'apport sous forme solide au niveau d'une première extrémité de l'espace annulaire à section en U, ledit espace comportant une première extrémité circulaire et une deuxième extrémité circulaire situées de part et d'autre de la pièce de réparation ;
Une étape d'échauffement du métal d'apport jusqu'à une température suffisamment élevée pour provoquer une fusion dudit métal d'apport ;
Une étape de maintien de la température élevée pendant laquelle du métal d'apport sous forme liquide s'écoule dans l'espace ;
Une étape de refroidissement du métal d'apport jusqu'à une température suffisamment faible pour provoquer une solidification du métal d'apport.
Dans un mode de réalisation non limitatif :
- si une des deux extrémités circulaires se trouve plus haut que l'autre dans la position donnée à l'organe de verrouillage lors de l'étape de positionnement, la première extrémité est celle qui se trouve le plus haut, et
l'étape de refroidissement débute lorsque le métal d'apport sort de l'espace par la deuxième extrémité lors de l'étape de maintien de la température élevée. Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé comporte, avant l'étape d'assemblage par brasage, une étape d'installation de moyens de butée de part et d'autre de la première extrémité. Dans un mode de réalisation non limitatif, les moyens de butée comportent un premier anneau de rétention et un deuxième anneau de rétention, l'étape d'installation des moyens de butée comportant une installation du premier anneau de rétention et du deuxième anneau de rétention de part et d'autre de l'extrémité d'entrée. Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé comporte une étape d'installation de moyens d'appui pour maintenir immobile la pièce de réparation dans la gorge lors de l'étape d'assemblage par brasage.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé comporte une étape initiale d'usinage de la gorge de l'organe de verrouillage, de sorte à lisser les parois de ladite gorge.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l'espace forme, au terme de l'étape d'introduction, un canal adapté à la circulation de matériaux liquides, l'étape d'assemblage étant telle qu'au terme du brasage le canal soit rempli de métal d'apport.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l'espace comporte, au terme de l'étape d'introduction, au moins une feuille de métal d'apport, le procédé comportant une étape de mise en place de ladite feuille dans l'espace.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l'espace comporte, au terme de l'étape d'introduction, au moins une couche de liant, le procédé comportant une étape d'application de ladite couche sur au moins une paroi de la gorge. Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé comporte, avant l'étape d'introduction de la pièce de réparation, une étape de soudage de billes dans au moins une paroi de la gorge. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un organe annulaire de verrouillage dont une gorge circonférentielle a été réparée via le procédé de réparation selon le premier aspect de l'invention.
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
- A la figure 1, déjà décrite, une représentation schématique partielle d'un organe annulaire de verrouillage en coupe longitudinale, maintenant solidaires un carter aval et un anneau de turbine ;
Aux figures 2a, 2b et 2c, déjà décrites, des représentations schématiques partielles de différents organes annulaires de verrouillage en vue en coupe ;
- A la figure 3, une représentation schématique partielle d'un organe annulaire de verrouillage lors d'une étape de positionnement selon un mode de réalisation du procédé de l'invention ;
A la figure 4, une représentation schématique partielle de l'organe de verrouillage de la figure 3, suite à une étape d'introduction d'une pièce de réparation selon un mode de réalisation du procédé ;
A la figure 5, une représentation schématique partielle de l'organe de verrouillage de la figure 3 dans lequel est introduit l'organe de verrouillage de la figure 4, présenté suite à une étape de soudage de billes dans ledit organe de verrouillage selon un mode de réalisation du procédé ; A la figure 6, une représentation schématique partielle de l'organe de verrouillage de la figure 3 et de l'organe de verrouillage de la figure 4, présenté suite à une étape de mise en place de feuilles de métal d'apport sur ledit organe de verrouillage selon un mode de réalisation du procédé ;
- A la figure 7, une représentation schématique partielle de l'organe de verrouillage de la figure 3 et de l'organe de verrouillage de la figure 4, suite à une étape d'installation de moyens de butée et de moyens d'appui selon un mode de réalisation du procédé ; A la figure 8, une représentation schématique partielle de l'organe de verrouillage de la figure 3 et de l'organe de verrouillage de la figure 4, suite à une étape de dépôt de métal d'apport selon un mode de réalisation du procédé ;
A la figure 9, une représentation schématique partielle de l'organe de verrouillage de la figure 3 et de l'organe de verrouillage de la figure 4, lors d'une étape d'assemblage selon un mode de réalisation du procédé ;
A la figure 10, une représentation schématique des étapes de deux modes de réalisation du procédé.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
A la figure 3 est schématiquement représenté un organe annulaire de verrouillage 30 pour turbomachine, en vue en coupe et posé à plat sur une plaque 31. L'organe de verrouillage 30 étant annulaire, la vue en coupe est partielle : seule une des deux sections de coupe est représentée. La section est sensiblement en forme de U : ainsi, un muret vertical de gauche 32, un muret vertical de droite 33, et un muret horizontal 34 délimitent une gorge annulaire 35 ouverte vers le haut selon le sens de gravité. Plus précisément, la gorge 35 est délimitée par une paroi latérale du muret vertical de gauche 32 qui sera appelée paroi latérale de gauche 36, une paroi latérale du muret vertical de droite 33 qui sera appelée paroi latérale de droite 37, et une paroi du muret horizontal 34 qui sera appelée paroi inférieure 39.
On note que les notions de vertical, horizontal, inférieur, supérieur, gauche et droite sont relatives à la position de l'organe de verrouillage 30 tel qu'il est représenté à la figure 3, c'est-à-dire lorsque la gorge 35 est ouverte vers le haut selon le sens de gravité. Ces termes ne préjugent en rien de l'orientation de l'organe de verrouillage 30 lorsqu'il est installé dans la turbomachine. Comme cela est visible aux figures 2a, 2b et 2b, qui montrent des organes de verrouillage de forme variées, le muret vertical de gauche 32 et le muret vertical de droite 33 ne sont généralement pas de même longueur. Dans le cas non restrictif présenté à la figure 3, l'organe de verrouillage 30 présente un muret vertical de gauche 32 plus long que le muret vertical de droite 33. En d'autre termes, une surface supérieure 62 du muret vertical de gauche 32 est située à une hauteur supérieure à celle d'une surface supérieure 63 du muret vertical de droite 33.
La figure 4 montre l'organe de verrouillage 30 de la figure 3, dans lequel est installée une pièce de réparation 40. Plus précisément, la pièce de réparation 40 est positionnée dans la gorge 35 de l'organe de verrouillage 30. La pièce de réparation 40 est de forme annulaire complémentaire à la forme de la gorge 35. On entend par là que la pièce de réparation 40 s'emboîte en partie dans la gorge 35 de l'organe de verrouillage 30. On note que la notion de forme est indépendante de la notion de dimensions. Ainsi, si deux objets sont de formes complémentaires, ils ne sont pas nécessairement de mêmes dimensions. Dans le cas présent, la pièce de réparation 40 est de dimensions légèrement plus réduites que la gorge 35, de sorte qu'il existe un espace 46 entre la pièce de réparation 40 et les parois latérales de gauche 36 et de droite 37 lorsque la pièce de réparation 40 est introduite dans la gorge 35. La pièce de réparation 40 est espacée à la fois de la paroi latérale de gauche 36, de la paroi latérale de droite 37 et de la paroi inférieure 39. L'espace 46 est donc de forme annulaire à section en U. L'espace 46 comporte ainsi une première extrémité circulaire 47 et une deuxième extrémité circulaire 48. L'espace 46 comporte : un premier tronçon vertical comportant la première extrémité 47, s' étendant entre la paroi latérale de gauche 36 de la gorge 35 et la face latérale de gauche 42 de la pièce de réparation 40
un tronçon horizontal s'étendant entre la paroi inférieure 39 de la gorge 35 et la face inférieure 44 de la pièce de réparation 40,
un deuxième tronçon vertical comportant la deuxième extrémité 48, s'étendant entre la paroi latérale de droite 37 de la gorge 35 et la face latérale de droite 43 de la pièce de réparation 40. Par ailleurs, on remarque que la pièce de réparation 40 comporte un chanfrein 45 s'étendant entre une partie basse 60 et une partie haute 61. La partie basse 60 est située sensiblement à la hauteur du muret latéral de gauche 32, c'est-à-dire sensiblement à la hauteur de la première extrémité 47. Le chanfrein 45 est ainsi orienté de sorte à ce qu'un fluide déposé sur ledit chanfrein 45 s'écoule par gravité en direction de la première extrémité 47.
En outre, il est à noter qu'à la figure 4, la constitution de l'espace 46 n'est pas représentée. Dans un premier mode de réalisation représenté à la figure 5, l'espace 46 entre la pièce de réparation 40 et de l'organe de verrouillage 30 forme un canal 46', ou conduit, initialement vide, adapté à la circulation de matériaux liquides. L'espacement est réalisé par l'intermédiaire de billes 41 soudées sur des faces latérales de gauche 42, de droite 43, et une face inférieure 44 de la pièce de réparation 40, faces qui sont en regard respectivement des parois latérales de gauche 36, de droite 37, et de la paroi inférieur 39. Alternativement, les billes 41 peuvent n'être présentes que sur la face inférieure 44 de la pièce de réparation 40 en regard de la paroi inférieure 39, de sorte à maintenir la pièce de réparation 40 espacée de la paroi inférieure 39 malgré son poids.
Alternativement, dans un deuxième mode de réalisation représenté à la figure 6, l'espace 46 comporte initialement : dans le premier tronçon vertical, entre la paroi latérale de gauche 36 de la gorge 35 et la face latérale de gauche 42 de la pièce de réparation 40, une première feuille 46"1 de métal d'apport 64,
dans le deuxième tronçon vertical, entre la paroi latérale de droite 37 de la gorge 35 et la face latérale de droite 43 de la pièce de réparation 40, une deuxième feuille 46"2 de métal d'apport 64,
dans le tronçon horizontal, entre la paroi inférieure 39 de la gorge 35 et la face inférieure 44 de la pièce de réparation 40, une troisième feuille 46"3 de métal d'apport 64 et une couche de liant 46"4. La troisième feuille 46"3 de métal d'apport 64 est apposée sur la totalité de la face inférieure 44 de la pièce de réparation 40, tandis que la couche de liant est apposée sur la totalité de la paroi inférieure 39 de la gorge 35.
La figure 7 montre l'ensemble comportant l'organe de verrouillage 30 posé sur la plaque 31 et la pièce de réparation 40, sur lequel sont installés des moyens d'appui 50 et des moyens de butée 51. On note que sur la figure 7 et sur les suivantes, la constitution de l'espace 46 n'est pas représentée, étant donné que cette constitution diffère en fonction des modes de réalisation, comme expliqué ci-dessus en référence aux figures 5 et 6. Les moyens de butée 51 comportent un premier anneau de rétention 54 et un deuxième anneau de rétention 55. Le premier anneau de rétention 54 est installé sur la pièce de réparation 40, à proximité de la partie haute 61 du chanfrein 45. Le premier anneau de rétention 54 est adapté pour empêcher un fluide ou une matière visqueuse qui serait déposé(e) sur le chanfrein 45 de remonter au-delà de la partie haute 61 du chanfrein 45. Le deuxième anneau de rétention 55 est installé sur la partie haute du muret latéral de gauche 32. Le deuxième anneau de rétention 55 est ainsi adapté pour empêcher un fluide ou une matière visqueuse qui serait déposé(e) sur la surface supérieure 62 du muret vertical de gauche 32 de couler par gravité dans une direction autre que celle du premier tronçon vertical. Les moyens d'appui 50 sont utilisés pour maintenir la pièce de réparation 40 immobile dans la gorge 35, en implosant une force de pression F s'appliquant sur la pièce de réparation 40 et dirigée vers le bas relativement au sens de gravité. Dans le mode de réalisation décrit, les moyens d'appui 50 comportent une base 53 posée sur la pièce de réparation 40 et un corps 52 en appui sur la base 53.
La figure 8 montre l'organe de verrouillage 30 et la pièce de réparation 40, sur lesquels une quantité de métal d'apport 64 sous forme solide est déposée. Le métal d'apport 64 est déposé au niveau de la première extrémité 47 de l'espace 46, sur la surface supérieure 62 du muret vertical de gauche 32 et sur le chanfrein 45 de la pièce de réparation 40. Le métal d'apport 64 est donc positionné entre le premier anneau de rétention 54 et le deuxième anneau de rétention 55.
La figure 9 montre l'organe de verrouillage 30 et la pièce de réparation 40, dans lesquels l'espace 46 est rempli de métal d'apport 64.
La figure 10 présente un diagramme représentatif des étapes d'un procédé 70 selon l'invention. Le procédé 70 comporte les étapes suivantes : - Une étape initiale d'usinage 71 de la gorge 35 de l'organe de verrouillage 30, de sorte à lisser les parois latérale de gauche 36, latérale de droite 37 et inférieure 39 de la gorge 35.
Une étape de positionnement 72 de l'organe de verrouillage 30 sur la plaque 31, de sorte que la gorge 35 soit ouverte vers le haut relativement au sens de gravité.
L'organe de verrouillage 30 est ainsi sensiblement positionné de la manière montrée à la figure 3. On note que la plaque 31 est avantageusement en céramique. En effet, dans une étape suivante du procédé 70, l'organe de verrouillage 30 est soumis à une forte température. Utiliser une plaque 31 en céramique permet d'éviter que l'organe de verrouillage 30 ne colle à ladite plaque 31 lors de cette étape.
Une étape de soudage 73 des billes 41 dans les faces latérales de gauche 42, de droite 43, et la face inférieure 44 de la pièce de réparation 40. Les billes 41 sont avantageusement de même matière que la pièce de réparation 40, par exemple en nickel. On note qu'idéalement, la pièce de réparation 40 est de même matière que l'organe de verrouillage 30, par exemple en nickel.
Une étape d'introduction 74 de la pièce de réparation 40 dans la gorge 35. La pièce de réparation 40 étant alors maintenue espacée des parois latérale de gauche 36, latérale de droite 37 et inférieure 39 de la gorge 35 par les billes 41. La pièce de réparation 40 et l'organe de verrouillage 30 délimitent ainsi un espace 46 formant un canal annulaire 46' à section en U. L'organe de verrouillage 30 et la pièce de réparation 40 se trouvent alors sensiblement dans la position montrée à la figure 5.
Dans un mode de réalisation alternatif du procédé 70, l'étape de soudage 73 des billes 41 est remplacée par :
o une étape de mise en place 91 de :
■ une première feuille 46"1 de métal d'apport 64 sur la face latérale de gauche 42 de la pièce de réparation 40
■ une deuxième feuille 46"2 de métal d'apport 64 sur la face latérale de droite 43 de la pièce de réparation 40
■ une troisième feuille 46"3 de métal d'apport 64
o une étape d'application 92 d'une couche 46"4 de liant sur la paroi inférieure 39 de la gorge 35.
Dans ce mode de réalisation alternatif, la pièce de réparation 40 est alors maintenue espacée des parois latérale de gauche 36, latérale de droite 37 et inférieure 39 de la gorge 35 par les feuilles 46"1, 46"2, 46"3 de métal d'apport et la couche 46"4 de liant. L'organe de verrouillage 30 et la pièce de réparation 40 se trouvent alors sensiblement dans la position montrée à la figure 6. On note qu'avantageusement, plusieurs premières billes 41' sont en outre soudées au niveau de la première extrémité 47, et plusieurs deuxièmes billes 41" sont également soudées au niveau de la deuxième extrémité 48, afin d'améliorer le maintien du positionnement de la pièce de réparation 40 dans la gorge 35.
Une étape d'installation 75 des moyens de butée 51, c'est-à-dire une installation du premier anneau de rétention 54 et du deuxième anneau de rétention 55 de part et d'autre de l'extrémité d'entrée 47 de l'espace 46, comme cela a été précédemment expliqué. Les moyens de butée 51 se trouvent alors dans la position montrée à la figure 7. Avantageusement, le premier anneau 54 et le deuxième anneau 55 sont sous forme d'une pate en oxyde de titane.
Une étape d'installation 76 des moyens d'appui 50 de la manière indiquée précédemment et montrée à la figure 7. Les moyens d'appui 50 sont alors à l'origine d'une force de pression F s'appliquant sur la pièce de réparation 40 et dirigée vers le bas relativement au sens de gravité. Les moyens d'appui 50 permettent de maintenir immobile la pièce de réparation 40 dans la gorge 35 lors d'une étape suivante d'assemblage par brasage. La base 53 des moyens d'appui 50 est avantageusement en céramique pour ne pas coller à la pièce de réparation 40 lorsque celle-ci est soumise à une forte température.
Une étape d'assemblage 77 de la pièce de réparation 40 et l'organe de verrouillage 30 par brasage, au moyen du métal d'apport 64. L'étape d'assemblage par brasage 77 comporte : o Une étape de dépôt 78 du métal d'apport 64 sous forme solide au niveau de la première extrémité 47 de l'espace 46, c'est-à-dire sur la surface supérieure 62 du muret vertical de gauche 32 et sur le chanfrein 45 de la pièce de réparation 40. On note que l'extrémité de dépôt choisie est la première extrémité 47 et non la deuxième extrémité 48 car il s'agit de l'extrémité la plus haute. Ainsi, par gravité, du métal d'apport sous forme liquide pénétrant dans l'espace 46 par la première extrémité 47 est susceptible de cheminer jusqu'à la deuxième extrémité 48. Le métal d'apport 64 dans son état solide est par exemple forme d'une pate ou d'une poudre compactée.
Une étape d'échauffement 79 du métal d'apport 64 jusqu'à une température suffisamment élevée pour provoquer une fusion dudit métal d'apport 64, lui permettant ainsi de pénétrer dans l'espace 46 via la première extrémité 47. L'organe de verrouillage 30 est par exemple placé dans un four. Dans le mode de réalisation dans lequel l'espace 46 comporte initialement des feuilles 46"1, 46"2, 46"3 de métal d'apport 64, le métal d'apport 64 desdites feuilles entre également en fusion, et s'écoule au sein de l'espace 46, laissant le métal d'apport initialement déposé au niveau de la première extrémité 47 s'écouler dans l'espace 46 via la première extrémité 47.
Une étape de maintien 80 de la température élevée pendant laquelle le métal d'apport 64 sous forme liquide circule dans l'espace 46 en direction de la deuxième extrémité 48. La circulation du métal d'apport 64 lors de cette étape est représentée à la figure 9.
Une étape de refroidissement 81 du métal d'apport 64 jusqu'à une température suffisamment faible pour provoquer une solidification du métal d'apport 64. L'étape de refroidissement 81 débute lorsque le métal d'apport 64 sort de l'espace 46 par la deuxième extrémité 48 lors de l'étape de maintien de la température élevée 80. Cela permet de s'assurer que l'espace 46 est rempli de métal d'apport 64. Naturellement, cela n'est le cas que si du métal d'apport 46 est également présent au niveau de l'extrémité d'entrée 47. Le refroidissement est par exemple obtenu en sortant l'organe de verrouillage 30 du four, ou à l'argon.
Une étape d'usinage 82 de l'ensemble comprenant l'organe de verrouillage 30, le métal d'apport 64 dans l'espace 46, et la pièce de réparation 40, de sorte à recréer une gorge de dimensions définies.
Ce procédé 70 permet de réparer la gorge initiale 35 sans fragiliser l'organe de verrouillage 30. En effet, un simple usinage de la gorge initiale 35 réduirait le muret vertical de gauche 32, le muret vertical de droite 33, et le muret horizontal 34, ce qui fragiliserait l'organe de verrouillage 30.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé (70) de réparation d'une gorge (35) circonférentielle d'un organe annulaire de verrouillage (30), comportant :
- Une étape de positionnement (72) de l'organe de verrouillage (30) de sorte que la gorge (35) soit ouverte vers le haut relativement au sens de gravité ;
Une étape d'introduction (74), dans ladite gorge (35), d'une pièce de réparation (40) annulaire de forme complémentaire à la gorge (35), ladite pièce de réparation (40) et des parois (36, 37, 39) de la gorge étant, au terme de l'étape d'introduction (74), écartés d'un espace (46) annulaire à section en U ;
Une étape d'assemblage (77) de la pièce de réparation (40) et de l'organe de verrouillage (30) par brasage, au moyen d'un métal d'apport (64) ;
Une étape d'usinage (82) de l'ensemble comprenant l'organe de verrouillage (30), le métal d'apport (64) et la pièce de réparation (40), de sorte à recréer une gorge de dimensions définies.
2. Procédé (70) selon la revendication précédente, dans lequel l'étape d'assemblage (77) par brasage comporte :
Une étape de dépôt (78) de métal d'apport (64) sous forme solide au niveau d'une première extrémité (47) de l'espace (46) annulaire à section en U, ledit espace
(46) comportant une première extrémité (47) circulaire et une deuxième extrémité (48) circulaire situées de part et d'autre de la pièce de réparation (40) ; Une étape d'échauffement (79) du métal d'apport (64) jusqu'à une température suffisamment élevée pour provoquer une fusion dudit métal d'apport (64) ;
- Une étape de maintien (80) de la température élevée pendant laquelle du métal d'apport (64) sous forme liquide s'écoule dans l'espace (46) ;
Une étape de refroidissement (81) du métal d'apport (64) jusqu'à une température suffisamment faible pour provoquer une solidification du métal d'apport (64).
3. Procédé (70) selon la revendication précédente, dans lequel :
si une des deux extrémités circulaires (47, 48) se trouve plus haut que l'autre dans la position donnée à l'organe de verrouillage (30) lors de l'étape de positionnement (72), la première extrémité (47) est celle qui se trouve le plus haut, et
l'étape de refroidissement (81) débute lorsque le métal d'apport (64) sort de l'espace (46) par la deuxième extrémité (48) lors de l'étape de maintien (80) de la température élevée.
Procédé (70) selon l'une des revendications 2 à 3, comportant, avant l'étape d'assemblage (77) par brasage, une étape d'installation (75) de moyens de butée (51) de part et d'autre de la première extrémité (47).
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de butée (51) comportent un premier anneau (54) de rétention et un deuxième anneau (55) de rétention, l'étape d'installation (75) des moyens de butée (51) comportant une installation du premier anneau (54) de rétention et du deuxième anneau (55) de rétention de part et d'autre de l'extrémité d'entrée (47).
Procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant une étape d'installation (76) de moyens d'appui (50) pour maintenir immobile la pièce de réparation (40) dans la gorge (35) lors de l'étape d'assemblage (77) par brasage.
Procédé (70) selon l'une des revendications précédentes, comportant une étape initiale d'usinage (71) de la gorge (35) de l'organe de verrouillage (30), de sorte à lisser les parois (36, 37, 39) de ladite gorge (35).
Procédé (70) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'espace (46) forme, au terme de l'étape d'introduction (74), un canal (46') adapté à la circulation de matériaux liquides, l'étape d'assemblage (77) étant telle qu'au terme du brasage le canal (46') soit rempli de métal d'apport (64).
9. Procédé (70) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'espace (46) comporte, au terme de l'étape d'introduction (74), au moins une feuille (46"1, 46"2, 46"3) de métal d'apport (64), le procédé (70) comportant une étape de mise en place (91) de ladite feuille (46" 1, 46"2, 46"3) dans l'espace (46).
10. Procédé (70) selon la revendication précédente, dans lequel l'espace (46) comporte, au terme de l'étape d'introduction (74), au moins une couche (46"4) de liant, le procédé (70) comportant une étape d'application (92) de ladite couche (46"4) sur au moins une paroi (36, 37, 39) de la gorge.
11. Procédé (70) selon l'une des revendications précédentes, comportant, avant l'étape d'introduction (74) de la pièce de réparation (40), une étape de soudage (73) de billes (41') dans au moins une paroi (36, 37) de la gorge.
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