Método de reparación de una pala de turbina
Descripción general
 No eliminar los álabes de turbina, se proporciona un método de reparación de un álabe de turbina que puede ser económicamente factible. ] Método de reparación de álabes de turbina, se extrae todo el material 22 de la región 30 causado daños los álabes de turbina 10 para ser reparado, que comprende una capa de material de primera metálico 31 blando, tal como Inconel por soldadura para reparar áreas 30 en es más duro que el primer material sobre la primera capa de material 31, por ejemplo, let comprende una capa de segundo material metálico 36, tal como Stellite, sometidos a estrés proceso de tratamiento térmico en relieve sobre la pala de turbina 10, y el deseado para obtener la forma de la hoja, que consta de mecanizado o rectificado como capa primero y / o segundo material requerido.
Campo técnico
La presente invención es principalmente de álabe guía para su uso en una turbina de vapor, o sobre cómo reparar un álabe de turbina, tales como las palas del rotor. Sin embargo, el método de reparación de la presente invención será también utiliza para reparar pala de turbina de gas.
En una turbina de vapor, en el uso de la turbina, el más damageable a ya sea por partículas sólidas de impacto o las gotitas de agua es el extremo exterior de la turbina. Impacto por gotas de agua o vapor de agua, la última parte de la turbina, es decir, se enfría el vapor, tiende a producirse más en este modo exterior del extremo de baja presión, conocido como agua línea de Wilson se condensa fácilmente.
La unión de la tensión en productos químicos del agua y las cuchillas están expuestos, si hay algunos defectos o cuchillas de defectos transitorios, en particular, conocido como 'corrosión presión de apertura', que puede resultar en efecto muy perjudicial sobre la cuchilla puede afectar.
Cuando la turbina está en un estado de alta presión, las partículas finas contenidas en el vapor de la caldera, puede conducir a la corrosión del extremo delantero de los álabes de turbina (punta).
El muy fácilmente dañado para la velocidad lineal rápido es generalmente en el extremo exterior de los álabes de la turbina, la velocidad debido al impacto de las partículas de vapor o finos considerablemente más grandes que aquellos en el extremo interior de la pala de turbina. Esto es porque hay una tendencia a que la cuchilla se vuelve longitud significativa se hace particularmente notable cuando se acerca el final de la turbina de baja presión.
Para eliminar los efectos de la corrosión, en el extremo delantero de los álabes de turbina, el montaje del material duro escudo tal como Stellite acaba ya conocido, también [inventor] es más difícil como material de Stellite soldadura de la hoja, o propone varios métodos de reparación que incluyen tratamiento térmico generalmente acero de alto carbono ordinario acero al cromo 12% para más duro que el álabe de turbina de metal es. Aunque también se ha propuesto para comprender un inserto hecho de un material de la lámina del mismo material, que sólo se procesa una porción al menos material rígido. Tales métodos, la Patente Británica No. 2198667 describe muy detalladamente en US No. 2.227.190 y No. 2.229.944.
 El método propuesto de se ha encontrado de la invención] a ser aquellos que pueden ser muy satisfecho. Sin embargo, después de la reparación ha tenido lugar, con el fin de eliminar las tensiones en la hoja sustancialmente este método de reparación debe realizarse bajo condiciones controladas de mucho cuidado, también amortiguar, alambre de carreras , el miembro de interconexión las cuchillas, tales como placas laterales (cubierta de plástico), la entrada de calor de se debe retirar antes dado, o bien, como ocurre durante la soldadura se realiza, la concentración de esfuerzos se produce, lo que ha demostrado ser ser procesados ​​por el proceso de tratamiento de calor convencional es casi imposible. [Inventor] se calienta con una combinación de enfriamiento y dando a la pre-distorsión en algunos casos, si no en buen estado de las cuchillas cuando se fabricó originalmente, el método de reparación de cuchilla capaz en buen estado se encontró que existe.
Para materiales tales como Stellite son caros, teniendo también en cuenta, incluida la eliminación ,, re perforación tales agujeros de carreras de alambre, ya que requiere atención y el tiempo, se hizo la reparación excelente, se necesita una cantidad significativa de costes, también, cuando se someten a una reparación de tales en un nivel alto, sería colocar la pala de turbina a la larga falta de disponibilidad de estado que el período de tiempo deseado.
Por lo tanto, mientras que un convencional más rápido, es relativamente económico, hay un caso en el que se desea un método de reparación de una cuchilla satisfactoria.
En consecuencia, es un objeto de la presente invención es proporcionar un nuevo método de reparación de una turbina de este tipo.
Antecedentes de la técnica
Medios para resolver el problema
Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un método de reparación de un álabe de turbina como se describe a continuación. Es decir, eliminar todo el material resultante de la zona de la pala de turbina a reparar el daño, en la zona de reparación, deja que comprende una primera capa de material metálico mediante soldadura, el primero en la primera capa de material permitido que comprende una segunda capa de material metálico rígido que el material, aquí, la segunda capa de material está equipado de manera que no se extiende más allá del área de la primera capa de material, sometido a un esfuerzo de tratamiento térmico relieve sobre los álabes de turbina , con el fin de obtener la cuchilla de la geometría, de mecanizado deseada o pulir si es necesario la primera y / o segunda capa de material.
Preferiblemente, la primera capa de material y la segunda capa de material están equipados de una manera tal como para suprimir en lo posible la entrada de calor aplicado a la hoja, y la temperatura de una parte de la hoja, un predeterminado el valor con el fin de asegurar que no suba por encima de la temperatura de la hoja siempre se monitoriza.
Preferiblemente, la primera capa de material está hecho de Inconel.
Preferiblemente, la segunda capa de material es más duro que el material de la lámina.
Preferiblemente, la segunda capa de material está hecha de estelita.
A fin de mantener lo más baja posible la temperatura de las piezas de reparación, es concebible para reparar una pluralidad de álabes de turbina de forma simultánea. Como un ejemplo, lleva a cabo una sola operación de soldadura que comprende una parte de dichas capas de material primero y segundo a una hoja, el siguiente, realiza un trabajo de soldadura otras cuchillas, para enfriar el primero entre los mismos cuchilla que es el camino.
Además, por ejemplo, agujeros en el alambre de carreras, amortiguador, y como en la espiga (Tenon) que comprende una parte fija de la placa lateral, ya que la porción vulnerable de la hoja, de modo que no suba por encima de una temperatura predeterminada, el miembro de enfriamiento medios de transferencia térmica, tal como se estaría equipado para reducir al mínimo la temperatura de la parte vulnerable anteriormente.
métodos de reparación de la presente invención, las placas laterales realizadas con eficacia sin la necesidad de quitar el alambre de enlace o similar, bajo ciertas condiciones, puede ser necesario para llenar el alambre de carreras de eliminación y el agujero. Además, lo que sería si también se requiere la separación de la eliminación de las placas laterales y el tampón.
Sustitución de la eliminación de la placa lateral a una nueva placa es una tarea compleja que requiere mucho tiempo, también, es probable que dañe los álabes de turbina en la porción de la placa lateral de la espiga está unida. Así, según otro aspecto de la presente invención, cuando la cuchilla está conectada por placas laterales, si se desea, para liberar la hoja para ser reparado mediante la reducción de la placa, después se realiza la etapa de reparación y el tratamiento térmico, haciendo por ello posible para fijar las placas laterales de nuevo mediante soldadura u otros medios adecuados. El corte y re-soldadura de la placa lateral es preferiblemente de distancia máxima desde la entrada de calor cuchilla durante la operación de soldadura son dos adyacentes, llevado a cabo en un punto intermedio entre las dos cuchillas, que rodea por lo tanto la espiga el calor aplicado a la parte de cuchilla puede ser minimizado.
Se sometió a un procedimiento de reparación de acuerdo con la invención, la capa de material soldado, después del enfriamiento cuchilla ha sido en cierta medida comprimido, Esto reduce la posibilidad de propagación de grietas, por lo tanto, la vida de la parte reparada efecto inesperado de la más larga ha sido descubierto.
El método de la presente invención, los gradientes de temperatura excesiva, con el fin de reducir al mínimo la propagación de temperatura en las partes de distorsión y vulnerables, también incluyen pasos experimentales sobre la pala de turbina para determinar el mejor patrón de soldadura también satisface método de soldadura que pueden, de acuerdo con el mejor patrón se determina para hojas individuales de una turbina para ser reparado.
cuchilla experimental es el mismo que el de la turbina para ser reparado es cuchillas preferiblemente no en realidad adjuntos. Sin embargo, las cuchillas experimentales, por ejemplo, placas laterales, de tal manera como para simular la unión a la otra cuchilla por las carreras de alambre o similar, de modo que pueda ser controlada con precisión, se podrían montar.
Preferiblemente, el método de la invención comprende el análisis y la inspección de la pieza de reparación, que es la reparación apropiada se lleva a cabo, de manera que la ausencia de tensión como sea posible cuchilla, incluyen de rayos X y el ensayo de dureza haría.
Blades, a veces para ser llevados de antemano intencionalmente distorsionada para corregir las distorsiones que se espera que ocurran durante el proceso de reparación, por lo que, después de la reparación de la cuchilla y cualquier etapa de tratamiento térmico, el estado no tensado por no coloca exactamente con respecto a la cuchilla de referencia, por lo tanto, todas las secuencias de álabes de la turbina, tendrán un extremo delantero y un extremo trasero y precisamente alineados.
Además, algunos medios fijos, a fin de mantener el extremo delantero o trasero de la cuchilla en su lugar, mientras que las reparaciones, también se pueden utilizar. Sin embargo, la placa lateral, en muchos casos, tales como los ya instalados en la hoja, puede no ser necesaria los medios descritos anteriormente.
Si particularmente hoja delgada, tal como es para toda la segunda capa de material formado sobre dicha primera capa de material que ya ha sido formado, de una pasada (pase) solamente se puede realizar. Para otros como él requiere de múltiples pases, caminos segundo y más, después de un período de enfriamiento predeterminado, a se llevará a cabo, esta vez, no necesariamente en la misma dirección que la primera pasada no necesariamente que ser llevado a cabo.
'Casting' de metal unido por soldadura se considera que no hay lo suficientemente resistente 'forjado' metal montada por soldadura de la hoja, tiempo y ahorros considerables requeridos para la reparación, la segunda capa de material más duro la combinación de una primera capa de material blando está cubierto es rápida, que conduce a realizar la reparación relativamente económico. Blades, a la forma correcta, serían mecanizados y / o pulido.
Un método preferido de la presente invención, sobre la capa de metal blando como se describe anteriormente Inconel, pero es formar una capa de metal muy duro tal como Stellite, el metal duro no es tan duro como Stellite pero, hay una alternativa a otro, por ejemplo, acero de alto carbono, puede ser sometida a tratamiento térmico para proporcionar la dureza deseada o un polvo de aleación dura, sino que también podría comprender un proceso de transferencia de plasma.
Para la deposición de plasma (Deposition), la capa de material es muy delgada superficie, pulido de la hoja para ser reparado se va a realizar antes de la deposición de plasma. Debido a que, cuando el pulido después de la deposición de plasma, porque aleación dura depositado se elimina.
La presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos, a modo de ejemplo solamente, se describirá en más detalle.
Haciendo referencia a la Fig. 1, tres palas de la turbina se muestran con números de referencia 10, 11 y 12, la cuchilla individuo tiene una porción de raíz unido al rotor 13.
El extremo exterior de cada hoja tiene una espiga 14, 15 y 16 se extiende a través de un agujero en cada fin de conectar la hoja 10, 11 y 12 unos de otros placas laterales (cubierta de plástico) 17. medios de conexión adicionales, se proporcionan por el alambre de carreras 18 pasa a través de los agujeros 19, 20 y 21, las placas laterales 17 y unos hilos de unión 18, en relación entre el movimiento pequeño en general y las cuchillas adyacentes de la cuchilla para evitar el desplazamiento.
Como se explicó anteriormente, el daño se produce principalmente en el extremo delantero exterior de la pala de turbina, la parte dañada se indica mediante el número de referencia 22, 23 y 24 en la Fig. 1. Lesiones, pequeñas grietas y aparecen como la corrosión, se convierte en las grandes grietas saliente tal requeriría la sustitución completa de la hoja final.
Haciendo referencia a la Fig. 2, y se muestra la forma exterior de la cuchilla 10, la parte dañada 22, como se muestra en la misma, se encuentra principalmente en la porción de extremo delantero. La parte restante de la hoja es generalmente uno que no relativamente desgaste.
Para quitar el material dañado, la hoja 10 se raspa, así como se ve en la figura 3, se retira la parte dañada. Puliendo la parte dañada, me encontré con muchas grietas se mantiene, sería una grieta de este tipo puede ser reparado adecuadamente.
En el diagrama que ilustra una porción dañada, la parte dañada se extiende a la placa lateral 17, por lo tanto, cuando se aplica calor a la porción de la espiga 14, que hay placas laterales 17 para limitar el movimiento causado por la alta se aplica calor durante la soldadura en consecuencia, existe la posibilidad de que la considerable tensión aplicada sobre la espiga 14.
Por lo tanto, las placas laterales, el extremo de la hoja 10 es tal moverse libremente, se desconecta en la posición 28 y 29, por lo tanto, reduce cualquier tensión aplicada a la espiga 14.
La primera capa de material hecho de un metal blando, a continuación, se fija a la base 30 de la cuchilla. Es decir, metal blando, tal como Inconel, a lo largo de la dirección longitudinal de la hoja, como se muestra en las cuatro partes de los códigos 31, 32, 33 y 34 están fijados a la hoja. Esto es, dependiendo de la cantidad de daño, a menudo incluso una obra única (pista), habrá también requiere mucho más de la cantidad de trabajo.
Dependiendo fija en los momentos de trabajar un metal blando a la cuchilla, para dejar una capa sustancialmente plana, a continuación, a también será necesaria para procesar el metal blando, o metales blandos intacta Si la persona que se deja en reposo es preferible en algunos casos.
6, y la cuchilla 10 se muestra, en el que la parte de metal blando (la carrera) 31, 32, 33 y 34, consta esencialmente de metal blando del mismo espesor, como se muestra por el número de referencia 35 se procesa como está listo para aceptar la segunda capa de material que consta de metal duro.
7 y 8, tres pasadas de soldadura se muestra (pass) 36, 37 y 38 de metal duro en forma que se adjunta a la parte superior del metal blando 35. de metal duro, tal como Stellite, como en el caso de metal blando, pero no pueden dar un tres partes simultáneamente, al acoplar las partes individuales, hay algo de retraso de tiempo, la temperatura de la cuchilla 10, por lo que no hay posibilidad de que un aumento excesivo. Como se ha descrito anteriormente, en la proximidad del orificio del alambre de carreras ejemplificado en el código 20, con el fin de limitar la temperatura de la hoja, que comprende a veces un disipador de calor o el elemento de enfriamiento.
Las partes duras de metal 36, 37 y 38 son entonces mecanizada, como resultado, la cuchilla reparado como se muestra en las Figs. 9 y 10 tiene una capa de metal blando 35 y la capa de metal duro 40 se convierte en una forma predeterminada deseada, lo que conduce extremo de la hoja tiene una vida de durabilidad es más largo que una porción tan curarse sin la hoja.
Después equipado con metal duro 36, 37 y 38, antes o después del mecanizado, la cuchilla realiza un tratamiento térmico alivio del estrés. Esto, por ejemplo, se eleva a una temperatura predeterminada dentro de un tiempo predeterminado con las cuchillas, manteniendo la hoja a esa temperatura y, a continuación, consiste en el enfriamiento de la hoja de una manera controlada. Si es necesario, también se puede realizar una pluralidad de veces de proceso de tratamiento térmico alivio del estrés. El tratamiento térmico, y después de la mecanización, la placa lateral que ha sido separado por el número de referencia 28 y 29, por ejemplo, es volver a conectar por soldadura. Sin embargo, si la reparación ambas cuchillas son vecinos, tal como se indica en 11 y 12, sólo después de reparaciones y el tratamiento térmico se lleva a cabo como se realizará necesario, vuelva a la conexión de la placa lateral.
Antes de que el proceso de reparación durante o proceso de reparación, si es posible saber qué tipo de distorsiones a la hoja durante el proceso de reparación es probable que ocurra, la hoja para proporcionar una cierta tensión para compensar por ello, o la diferencia de temperatura, por lo tanto, la reparación la hoja posterior, puede hacerse que sea lo más cercano posible a la posición correctamente alineada. Además, con el fin de subrayar que no aumenta incluso en cualquier proceso de soldadura, los medios de guía o medios de fijación, permitiendo al mismo tiempo cada movimiento del extremo delantero o el extremo trasero, colocar el extremo delantero o la porción de extremo trasero se utiliza para la hoja en reparación con el fin de sostener el.
En una realización, para evitar tensiones excesivas potencial aplicado a la espiga, pero desconectado como placas laterales ilustradas, puede no haber necesidad de desconectar las placas laterales, en tal caso, un disipador de calor a una porción de la espiga uso evita que se aplica la temperatura excesiva en esta porción, por lo tanto, es posible reducir el riesgo de tensiones en la espiga.
Además, un mínimo con los medios de calentamiento y medios de enfriamiento se aplica cuidadosamente a la cuchilla, mediante la realización de una cuidadosa fijación de metal, parte de la espiga, o propagación de calor en el agujero del alambre de carreras, el riesgo de daño causado estrés puede ser una cosa del. Sin embargo, tales elementos, la naturaleza de la cantidad del tamaño y las cuchillas de la soldadura a realizar, y serán determinados por el grado de proximidad de la parte soldada con respecto a los orificios de la espiga y / o alambre de carreras.
La segunda capa de material se ha descrito como una capa de estelita, por ejemplo, también se pueden utilizar otros materiales tales como acero de alto carbono, que posteriormente se cura térmicamente.
Además, la segunda capa de material puede ser un metal que es plasma curado. En este caso, antes de utilizar el curado plasma, es necesario mecanizar la hoja en una forma deseada. Debido a que, dependiendo del espesor de la capa, a partir de entonces, hay una posibilidad de que se hace imposible cualquier mecanizado.
Efecto de la invención
Breve descripción de los dibujos
Es una vista en perspectiva de tres palas de la turbina en la disposición de la figura 1 la hoja.
Es una vista en sección transversal de una de las láminas de la Figura 2 Figura 1.
La Figura 3 es una vista en sección transversal después de retirar el material de la lámina dañada de la figura.
La Figura 4 es una vista después equipado con capas del primer material, blando de la cuchilla de la figura 3.
La Figura 5 es una vista en perspectiva parcialmente cortada de la hoja de la figura.
Figura 6 una primera capa de material blando es una vista en sección transversal de la cuchilla después del mecanizado.
La figura 7 es una vista en planta de la hoja después comprende una segunda capa de material.
Es una vista en sección transversal de la cuchilla de la figura 8 Fig.
La Figura 9 es una vista en sección transversal de una cuchilla reparado.
La Figura 10 es una vista en planta de una cuchilla reparado.
9 ...... 10, 11, 12, pala de turbina
13 rotor
17 placa lateral
alambre 18 carreras
19, 20, 21 agujeros
22, 23 y 24 parte dañada
28, 29 la porción de corte
35 capa de metal blando
40 capa de metal duro
Reclamo
Reivindicación 1 elimina reparado todos los materiales de la zona de los álabes de turbina causaron daños a ser, en la zona de reparación, deja que comprende una primera capa de material metálico mediante soldadura, el primero en la primera capa de material let comprende una segunda capa de material metálico duro que el material, aquí, la segunda capa de material está equipado de manera que no se extienden más allá del área de la primera capa de material, sometido a un esfuerzo de tratamiento térmico relieve sobre los álabes de turbina , con el fin de obtener la geometría deseada cuchilla consta de mecanizado o rectificado si es necesario la primera y / o segunda capa de material, un método de reparación de un álabe de turbina.
La reivindicación 2 en el que el segundo material también es más duro que el material de la hoja, el método de la reivindicación 1.
La reivindicación 3 en el que el segundo material comprende Stellite, método de la reivindicación 2.
Después de la reivindicación 4 en el que el segundo material se proporciona en la parte superior de la capa del primer material, el material de la segunda se cura la reivindicación 1 método.
Una capa de la reivindicación 5 de metal duro están equipados por el método de deposición de plasma de la reivindicación 4.
Capa de la reivindicación 6 en el que el segundo material está hecho de alto contenido de carbono del acero se endurece mediante la aplicación de calor, un método de la reivindicación 4.
La reivindicación 7, en el que el álabe de turbina, mientras que la capa del segundo material está equipado, están expuestos a un calentamiento adicional se controló método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
La reivindicación 8, en el que dichos álabes de la turbina, mientras que la capa del primer material está equipado, están expuestos a un calentamiento adicional se controló método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
La reivindicación 9, en el que el primer material comprende Inconel, El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
Antes de la capa de la reivindicación 10 en el que el primer material está equipado, las cuchillas, la distorsión se controla de la cuchilla está expuesto a ocurrir tales fuerzas, el método de las reivindicaciones 1 a 9.
Dicho reivindicación distorsión controlada 11 se obtiene mediante la aplicación de calor a la hoja, el método de la reivindicación 10.
La reivindicación 12, en el que dicha distorsión controlada se obtiene mediante la aplicación de una fuerza mecánica a la hoja, el método de la reivindicación 10.
El método de cualquiera de la reivindicación 13 en el que la cuchilla una vez que parte de la primera o segunda de material se deja enfriar mientras se equipado uno tras otro, según la reivindicación 1 a 12.
El método de cualquiera de la reivindicación 14 en el que la refrigeración o de otros medios de transferencia térmica a se aplica áreas discretas de la hoja, reivindicaciones 1 a 13.
Comprende medios para la conexión de la cuchilla de la reivindicación 15 en el que los álabes de la turbina son adyacentes, y al menos algunos de dichos medios están separados por corte, u otros métodos para separar los medios de acoplamiento de la reivindicación 1 a 14 una de dos maneras.
La reivindicación 16, donde los medios de acoplamiento comprende una placa lateral, y dicha separación se lleva a cabo mediante la reducción de las placas en el medio de la hoja adyacente, y, una vez completada la reparación, la placa lateral está soldada de nuevo, en el que el método de la reivindicación 15.
se aplica 17. Temperatura dispositivo de detección a la hoja antes de cualquier soldadura, la temperatura de la hoja durante la reparación se controla, la hoja para que no se alcance la temperatura excesiva, o la hoja es una temperatura excesiva de manera que no está expuesto a la pendiente, el cambio de temperatura cuando dicho primer y / o segundo material está equipada están controlados, método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
Dibujo :
Application number :1994-010613
Inventors :タービン?ブレイディング?リミテッド
Original Assignee :マイケル?ジェイムズ?フレイザー