JPH08284604A - ガスタービン翼の補修方法 - Google Patents

ガスタービン翼の補修方法

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JPH08284604A
JPH08284604A JP8987995A JP8987995A JPH08284604A JP H08284604 A JPH08284604 A JP H08284604A JP 8987995 A JP8987995 A JP 8987995A JP 8987995 A JP8987995 A JP 8987995A JP H08284604 A JPH08284604 A JP H08284604A
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JP
Japan
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gas turbine
turbine blade
repairing
repair
treatment
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JP8987995A
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English (en)
Inventor
Takeshi Sato
健 佐藤
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/007Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減圧状態でプラズマ処理する代わりに大気状
態で処理でき、もって作業性の向上が図れ、低コストで
ほぼ同レベルの補修が行えるガスタービン翼の補修方法
を提供する。 【構成】 難溶接性超合金からなるガスタービン翼の減
肉部分及びその周辺を、アルカリ系溶剤で母材表面を洗
浄した後、水洗・乾燥処理し、ブラスト処理後において
予熱処理し、次いで高速フレーム溶射にて金属粉末を肉
盛溶射し、拡散熱処理を施した後プロファイル仕上げを
加えて補修する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン翼の補修方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、難溶接性超合金からなるガスター
ビン動翼が、タービン運転後硫化腐食等にて前縁部を減
肉された場合には、通常廃却し、新翼と取り替えている
のが実情である。そして、ガスタービン動翼に用いられ
ている難溶接性の超合金は材料費が高いばかりでなく動
翼への加工費も高く、それらを補修することなくそのま
ま廃却することは、非常なコスト高を招く一要素となっ
ていた。
【0003】このため、コストを低く抑さえるべく、減
肉したガスタービン動翼を廃却処分にすることなく補修
して再利用する技術が、例えば、特開平3ー26470
5号公報あるいは特開平4ー32546号公報にそれぞ
れ提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のガスタービン翼の補修技術には、基本的に減圧
プラズマ溶射を利用するものであることから、チャンバ
ー等の密閉空間に封入され減圧された状態で処理される
ため、作業性が悪くしかも処理に時間がかかることから
所望するようなコスト低減は図れないという問題点があ
った。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、減圧状態でプラズマ処理
する代わりに大気状態で処理でき、もって作業性の向上
が図れ、低コストでほぼ同レベルの補修が行えるガスタ
ービン翼の補修方法を提供する点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項1記載の発明では、難溶接性超合金からなる
ガスタービン翼の減肉部分に高速フレーム溶射にて金属
粉末を肉盛溶射した後、拡散熱処理を施しプロファイル
仕上げを加えて補修することを特徴とする。
【0007】請求項2記載の発明では、前記高速フレー
ム溶射を行う前に、アルカリ系溶剤で母材表面を洗浄し
た後、水洗・乾燥処理を行うことを特徴とする。
【0008】請求項3記載の発明では、前記水洗・乾燥
処理を行った後、ブラスト処理することを特徴とする。
【0009】請求項4記載の発明では、前記ブラスト処
理を行った後、高速フレーム溶射を行う前に、ガスター
ビン翼を予熱処理することを特徴とする。
【0010】請求項5記載の発明では、前記予熱処理
は、補修対象となるガスタービン翼をターンテーブル上
にセットし、回転させながら高速フレームのみをガスタ
ービン翼に吹き付けて行うことを特徴とする。
【0011】請求項6記載の発明では、前記予熱処理に
よってガスタービン翼の表面温度を50〜200℃に至
らせることを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明によれば、高速フレーム溶射を利用する
ものであり、高速フレーム溶射は、補修対象物に高速の
炎を吹き付けながら、該炎中に金属粉末の溶射材を混入
させ、溶射材を半溶融状態のまま酸化する前に補修対象
物に吹き付けて溶着させるものであり、したがって、減
圧状態でなく大気圧で処理できるため、作業性の向上が
図れ、低コストで減圧プラズマ溶射とほぼ同レベルの補
修が行える。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明のガスタービ
ン翼の補修方法について説明する。
【0014】図1はガスタービン翼の補修方法の手順を
説明するフロー図、図2はガスタービン翼の補修箇所を
説明する斜視図である。本発明方法によってガスタービ
ン翼を補修するには、まずガスタービンの動翼1につい
て硫化腐食等にて腐食減肉された箇所2並びにその周辺
をアルカリ系の溶剤を使用して、母材表面の油分を除去
する。なお、前記ガスタービンの動翼1は難溶接性超合
金によって作られている。
【0015】次いで、ガスタービンの動翼1の腐食減肉
された箇所2並びにその周辺を、アルカリ系溶剤が残ら
ないように純水等のきれいな水で洗浄し、湯洗やエアー
ブローで乾燥する。
【0016】次いで、上記ガスタービンの動翼1の腐食
減肉された箇所2並びにその周辺をブラスト処理する。
処理条件は、例えば、圧力3〜8Kg/cm2、処理対
象物からの離間距離は10〜30cm、ブラストメッシ
ュサイズは#30〜#240等であってこのような条件
化で腐食減肉された箇所2等の表面を粗面化する。
【0017】次いで、ブラスト処理したガスタービンの
動翼1を高速フレーム溶射装置のターンテーブル上にセ
ットし、10〜200rpmで回転させながら、高速フ
レームのみを動翼1に吹き付けて、その表面温度を50
〜200℃程度にまで高める。高速フレーム用のガスと
しては、プロパン、ケロシン、酸素、プロピレン、水素
等の混合ガスが用いられる。
【0018】予熱後、高速フレーム中に溶射材3を投入
し、ガスタービンの動翼1のブラスト処理した箇所に高
速フレーム溶射にて吹き付ける。具体的には、高速フレ
ームを発するノズル中に溶射材からなる金属粉末(20
〜50μm)を供給し、この金属粉末を半溶融の状態で
酸化する前に約マッハ3〜5の速度で母材に溶着させ
る。このとき、溶射厚さは0.01〜0.05mm程度
とし、溶射材は母材に合わせて決める(例えば、母材が
Niベースの場合にはNiCrAeY等が用いられる。
一般的には、MCrAeYの溶射材が用いられる、ここ
で、MはNi、Cr、Feあるいはそれらの合金。)。
【0019】溶射材の吹き付けによるコーティング後、
真空中かつ1000〜1100℃の条件化で0.5〜6
時間程度保持する。溶射材の母材への拡散を図るためで
ある。また、その後、母材あるいは溶射材に合わせて時
効処理する。
【0020】その後、コーティング表面を研磨し、所望
の形状となるようにプロファイル仕上げを行う。
【0021】しかして、上記構成のガスタービン翼の補
修方法によれば、高速フレーム溶射を利用するものであ
り、高速フレーム溶射は、補修対象物に高速の炎を吹き
付けながら、炎中に金属粉末等の溶射材を混入させ、溶
射材を半溶融状態のまま酸化する前に補修対象物に吹き
付けて溶着させるものであり、したがって、減圧状態で
はなく大気圧で処理できるため、作業性の向上が図れ、
低コストでほぼ同レベルの補修が行える。
【0022】なお、本発明のガスタービン翼の補修方法
は、前記実施例に限られることなく、溶射前の処理であ
る母材洗浄やブラスト処理等の具体的構成は、実施にあ
たり適宜変更可能である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
によれば、高速フレーム溶射を利用するものであり、高
速フレーム溶射は、補修対象物に高速の炎を吹き付けな
がら、炎中に金属粉末等の溶射材を混入させ、溶射材を
半溶融状態のまま酸化する前に補修対象物に吹き付けて
溶着させるものであり、したがって、減圧状態ではなく
大気圧で処理できるため、作業性の向上が図れ、低コス
トで従来行われていた減圧プラズマ溶射とほぼ同レベル
の補修が行える。
【0024】請求項2記載の発明によれば、高速フレー
ム溶射を行う前に、アルカリ系溶剤で母材表面を洗浄し
た後、水洗・乾燥処理を行うから、ガスタービンの補修
箇所の油分を十分取り除くことができ、したがって、そ
の後の溶射材の母材への付着力を高めることができる。
【0025】請求項3記載の発明によれば、水洗・乾燥
処理を行った後、さらにブラスト処理するから、溶射材
の母材への付着力をより一層高めることができる。
【0026】請求項4記載の発明によれば、ブラスト処
理を行った後、高速フレーム溶射を行う前に、ガスター
ビン翼を予熱処理するから、溶射材を半溶融状態のまま
補修対象物に吹き付ける際に、溶射材の温度の変動が少
なくしかも溶射材の母材内への拡散が容易になり、溶射
材と母材との結合力を高めることができる。
【0027】請求項5記載の発明では、予熱処理を、補
修対象となるガスタービン翼をターンテーブル上にセッ
トし、回転させながら高速フレームのみをガスタービン
翼に吹き付けて行うから、その後の溶射材の吹き付けを
予熱処理の後に連続的に行うことができ、作業性を高め
ることができる。
【0028】請求項6記載の発明では、予熱処理によっ
てガスタービン翼の表面温度を50〜200℃に至らせ
るようにしており、経済的な面と溶射材の母材への付着
力を高める面の両面において好適である。ちなみに、表
面温度が50℃に満たないときには、溶射材と母材との
拡散が速やかに行われなくなり、また溶射材が母材に付
着したときに該母材によって急速に冷却されることとな
り、溶射材の特性が急変する。また、逆に表面温度が2
00℃を越えるときには、溶射材の母材への拡散が速や
かに行われるが、過剰予熱となり経済的に負担となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるガスタービン翼の補修方法を示
すフローチャートである。
【図2】同ガスタービン翼の補修箇所を示す斜視図であ
る。
【図3】同補修箇所の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ガスタービンの動翼 2 減肉された箇所 3 溶射材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 難溶接性超合金からなるガスタービン翼
    の減肉部分に高速フレーム溶射にて金属粉末を肉盛溶射
    した後、拡散熱処理を施しプロファイル仕上げを加えて
    補修することを特徴とするガスタービン翼の補修方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のガスタービン翼の補修方
    法において、 前記高速フレーム溶射を行う前に、アルカリ系溶剤で母
    材表面を洗浄した後、水洗・乾燥処理を行うことを特徴
    とするガスタービン翼の補修方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のガスタービン翼の補修方
    法において、 前記水洗・乾燥処理を行った後、ブラスト処理すること
    を特徴とするガスタービン翼の補修方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のガスタービン翼の補修方
    法において、 前記ブラスト処理を行った後、高速フレーム溶射を行う
    前に、ガスタービン翼を予熱処理することを特徴とする
    ガスタービン翼の補修方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のガスタービン翼の補修方
    法において、 前記予熱処理は、補修対象となるガスタービン翼をター
    ンテーブル上にセットし、回転させながら高速フレーム
    のみをガスタービン翼に吹き付けて行うことを特徴とす
    るガスタービン翼の補修方法。
  6. 【請求項6】 請求項4または5記載のガスタービン翼
    の補修方法において、 前記予熱処理によってガスタービン翼の表面温度を50
    〜200℃に至らせることを特徴とするガスタービン翼
    の補修方法。
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