CN108430691A - 修理好的涡轮机部件和对应修理方法 - Google Patents
修理好的涡轮机部件和对应修理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108430691A CN108430691A CN201680075400.6A CN201680075400A CN108430691A CN 108430691 A CN108430691 A CN 108430691A CN 201680075400 A CN201680075400 A CN 201680075400A CN 108430691 A CN108430691 A CN 108430691A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- component
- filler
- notch
- edge
- tensile stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 36
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 claims description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 2
- 238000009761 sinker EDM Methods 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 35
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 35
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 7
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
- B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
- B23P6/04—Repairing fractures or cracked metal parts or products, e.g. castings
- B23P6/045—Repairing fractures or cracked metal parts or products, e.g. castings of turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors, etc.
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/005—Repairing methods or devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/10—Manufacture by removing material
- F05D2230/13—Manufacture by removing material using lasers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
- F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
- F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
- F05D2230/237—Brazing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/121—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the leading edge of a stator vane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/128—Nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/20—Rotors
- F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05D2240/303—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the leading edge of a rotor blade
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
一种部件具有在第一方向上延伸的边缘。所述部件包括布置在所述部件中的填料。所述填料至少具有第一部分和第二部分。所述第一部分在第二方向上从所述边缘延伸到所述部件中。所述填料的所述第二部分在第三方向上从所述第一部分延伸。所述第二方向与所述第一方向基本上正交。
Description
背景技术
本文中公开的主题涉及部件，并且更具体地涉及修改后的部件以及用于修改部件(比如涡轮机中使用的部件)的方法。
至少一些已知的涡轮机(比如燃气涡轮机)包括可在运行过程暴露于机械应力的部件(比如但不限于涡轮机喷嘴、转子叶片翼面和/或护罩)。这种部件中的至少一些可能招致损坏(例如，当经受张力负载时，裂痕可能在基板内形成)，从而减少了部件的使用寿命。一些这种部件的修理需要经由机加工从基板移除受损区域。移除的区域被***件或试件替换，所述***件或试件被焊接到通过移除受损区域而产生的空腔中。在至少一些部件中，***件与基板之间的焊接可承载部件上的整个张力负载，同时旋转机器处于运转中，由此依赖于高品质的焊接以使***件起作用。然而，至少一些部件由基板材料(比例高伽马相超合金)形成，所述基板材料难以实现高品质焊接。另外地或替代性地，至少一些已知的修理方法需要将替代***件钎焊到部件基板上。然而，至少一些钎焊在张力负载下不能很好地进行。
相应地，替代性的修改后部件和用于修改部件的方法在本领域内将是受欢迎的。
发明内容
在一个实施例中，公开了一种部件。所述部件可包括在第一方向上延伸的边缘。所述部件还可包括布置在所述部件中的填料，所述填料至少包括第一部分和第二部分，其中所述填料的所述第一部分在第二方向上从所述边缘延伸到所述部件中，并且其中所述填料的所述第二部分在第三方向上从所述第一部分延伸。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第二方向与所述第一方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第三方向基本上平行于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力(tensile stress)方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向类似于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向基本上平行于所述第一方向。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述第二方向与所述拉伸应力方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括试件(coupon)。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述试件包括多个单独件(separate pieces)。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述多个单独件被钎焊(brazed)在一起以形成所述部件中的所述试件。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括钎焊。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括焊接(weld)。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料与所述部件形成密闭密封(hermeticseal)。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括GTD 262或GTD 263。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括镍基、钴基或铁基超合金。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括Rene 108。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括难焊合金(hard-to-weldalloy)。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括涡轮机部件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述涡轮机部件包括喷嘴。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述边缘包括所述喷嘴的前边缘。
在另一个实施例中，公开了一种用于修改部件的方法。所述方法可包括在所述部件中形成释放切口(relief cut)，所述释放切口包括第一区段和第二区段，其中所述释放切口的所述第一区段在第二方向上从所述边缘延伸到所述部件中，并且其中所述释放切口的所述第二区段在第三方向上从所述第一区段延伸。所述方法可进一步包括用填料填充所述释放切口。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由切入式(plunge)EDM而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由激光而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由水射流而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由切割而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第二方向与所述第一方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第三方向基本上平行于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向类似于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向基本上平行于所述第一方向。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述第二方向与所述拉伸应力方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括试件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述试件包括多个单独件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述多个单独件被钎焊在一起以形成所述部件中的所述试件。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括钎焊。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括焊接。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料与所述部件形成密闭密封。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括GTD 262或GTD 263。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括镍基、钴基或铁基超合金。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括Rene 108。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括难焊合金。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括涡轮机部件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述涡轮机部件包括喷嘴。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述边缘包括所述喷嘴的前边缘。
鉴于以下详细描述结合附图将更充分地理解由本文中所讨论的实施例提供的这些和附加特征。
附图说明
在附图中阐述的实施例本质上是说明性和示范性的，并且不旨在限制由权利要求限定的发明。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，在附图中，相同的参考标记指示相同的结构，并且在附图中：
图1是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的涡轮机；
图2是可与根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的涡轮机一起使用的涡轮机组件的一部分的侧视截面图；
图3是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的具有释放切口的部件；
图4是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料；
图5是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料的另一个视图；
图6是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料的另一个视图；
图7是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料的另一个视图；
图8是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的具有补充性填料的修改后部件；并且，
图9是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于修改部件的方法。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简要描述，可能无法在本说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计方案中)，必须作出大量实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标(诸如符合***相关的和商业相关的约束)，所述目标可能因实施方式而变化。此外，应当理解的是，这种开发工作可能复杂且耗时，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。
在介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在这些元件中的一个或多个。术语“包括(comprising、including)”和“具有(having)”旨在是包括性的并且意味着可能存在除了所列元件之外的额外元件。
本说明书中所公开的修改后部件总体上可包括用于将应力重新引导远离特定区域(例如，包括一个或多个裂痕的区域)的释放切口。所述释放切口然后可被至少填充以密闭地重新密封所述修改后部件以防止空气摄入(air ingestion)。通过将释放切口用在修改后部件中来重新引导应力，损坏或破裂的区域仍可留在部件中，同时仍确保修改后部件的整体性，并且同时还考虑了用于一些难焊合金的焊接约束。将具体参考涡轮机部件在本说明书中公开这些或其它实施例和特征，但是应理解的是，其它部件可类似地结合这些策略。
图1是涡轮机100(例如，涡轮机)的示意图。在示范性实施例中，涡轮机100是燃气涡轮发动机。涡轮机机器100包括压缩机组件102。燃烧室组件104被联接在压缩机组件102下游、并且与所述压缩机组件流动连通，并且涡轮机组件106被联接在燃烧室组件104下游、且与所述燃烧室组件流动连通。涡轮机组件106经由转子组件108而被联接至压缩机组件102。在操作中，压缩机组件102在朝着燃烧室组件104排放压缩空气之前将入口空气压缩到较高的压力和温度。压缩空气与燃料混合，并且在燃烧室组件104内燃烧以生成朝着涡轮机组件106下游引导的燃烧气体。当燃烧气体冲击涡轮机组件106时，热能被转化为用于驱动转子组件108的机械旋转能。转子组件108绕旋转机器轴线110旋转。
图2是涡轮机100的示范性涡轮机组件106的一部分的侧视截面图。在示范性实施例中，涡轮机组件106包括轴向间隔开的转子盘112和间隔件114，所述转子盘和所述间隔件例如通过多个周向间隔开的、轴向延伸的螺栓116彼此联接。虽然螺栓116被示出用于将盘112联接至间隔件114，但是可使用使旋转机器100能够如本说明书中所描述的进行运转的任何适合的联接结构。涡轮机100包括多个第一阶段喷嘴118和多个第二阶段喷嘴120。多个喷嘴118和120各自包括多个周向间隔开的定子叶轮(比如相应地第一阶段定子叶轮122和第二阶段定子叶轮124)。多个第一阶段转子叶片126经由盘112而被联接至转子组件108(图1中所示出的)，以在喷嘴118与喷嘴120之间进行旋转。类似地，多个第二阶段转子叶片128被联接至转子组件108以在第二阶段喷嘴120与第三阶段喷嘴(未示出)之间进行旋转。虽然展示了转子叶片的两个阶段和喷嘴的两个阶段，但是应理解的是，涡轮机组件106包括使涡轮机100能够如本说明书中所描述的进行运转的任何适合数量的阶段。
在示范性实施例中，每个转子叶片126包括翼面130。另外，每个转子叶片126包括联接至转子盘112的燕尾榫134。
燕尾榫134被轴向地***在转子盘112中限定的适合形状的槽缝136内。在操作过程中，热的燃烧气体的流动被引导穿过暴露翼面130的转子/定子空腔流动，从而引起盘112旋转并且使转子叶片126经受离心力。
现在另外地参照图3，修改后部件10可包括涡轮机100的任何部件或在可包括难焊合金的其它应用中利用的任何其它部件10。例如，修改后部件10可包括在各种各样的不同应用中使用的各种类型的部件(例如，如高温应用中利用的部件(例如，包括镍基、钴基或铁基超合金的部件))。在一些实施例中，修改后部件10可包括工业燃气涡轮机或蒸汽涡轮机部件，比如燃烧部件或热燃气路径部件。在一些实施例中，修改后部件10可包括涡轮机叶片、压缩机叶片、叶轮、喷嘴、护罩、转子、过渡件或壳体。在其它实施例中，修改后部件10可包括涡轮机的任何其它部件(比如用于燃气涡轮机、蒸汽涡轮机等等的任何其它部件)。在一些实施例中，修改后部件10可包括非涡轮机部件，包括但不限于汽车部件(例如，小汽车、卡车等)、航空航天部件(例如，飞机、直升机、航天飞机、铝制部分等)、机车或导轨部件(例如，火车、火车轨道等)、结构性、基础设施或土木工程部件(例如，桥梁、建筑、建筑设备等)和/或发电厂或化学处理部件(例如，高温应用中使用的管道)。
在一些具体实施例中，修改后部件10可包括例如镍基、钴基或镍-铁基超合金。这种合金可包括按重量计约50％或更多的镍、钴或镍-铁加上添加的用于改善这些合金的机械特性和物理特征的合金元件。这些材料可在需要在升高的温度下持续延长的时间段的良好强度、抗蠕变性(creep resistance)、抗氧化、断裂韧性(fracture toughness)和/或其它机械特性的各种领域中使用。
例如，在一些实施例中，修改后部件10可包括镍基超合金(比如René N4TM、RenéN5TM、René 108TM、 和IN-738)。René N4TM、RenéN5TM、René 108TM、 和包括伽马相强化镍基超合金(gamma prime-strengthened nickel-based superalloys)，在各种文献(包括美国专利号4810467、5154884、5399313、6074602、6416596、6428637等等)中报告了所述伽马相强化镍基超合金的成分。
IN-738的标称成分被报告为按重量计约16％铬、8.5％钴、1.75％钼、2.6％钨、1.75％钽、0.9％铌、3.4％铝、3.4％钛、0.10％锆、0.01％硼、0.17％碳、余量的镍(thebalance nickel)和杂质。在一些实施例中，超合金部件可包括钴基超合金(比如FSX-414)。FSX-414的标称成分按重量计为约29.5％铬、10.5％镍、7％钨、高达2％铁、0.25％碳和0.012％硼、余量的钴和附带杂质。虽然已经在本说明书中呈现了用于修改后部件10的某些合金和成分，但是应理解的是，这些仅是示范性的并且不旨在是限制性的。
修改后部件10可进一步包括如图3至图8中所展示的在第一方向D1上延伸的边缘11。边缘11可包括任何边缘(比如用于喷嘴或涡轮机叶片的前边缘)。修改后部件10可经受拉伸应力方向DTS上的拉伸应力。拉伸应力方向DTS可例如在类似于或甚至与边缘11的第一方向D1基本上平行的方向上延伸。由于在部件中强加的一个或多个环境因素或操作因素，因此它可能经历沿着延伸到部件中的边缘11的一个或多个裂痕15或磨损特征。如果拉伸应力没有被从区域释放(比如通过使用本说明书中所公开的释放切口20和补充性填料30)，则这些裂痕15可能潜在地持续增长。
例如，现在还参照图3，释放切口20可在修改后部件10中形成以释放应力(例如，拉伸应力)，并且重新引导所述应力远离修改后部件10的边缘11中的潜在裂痕15和/或重新引导所述潜在裂痕周围的所述应力。释放切口20可至少包括第一区段21和第二区段22。释放切口20的第一区段21可在第二方向D2上从(在第一方向D1延伸的)边缘11延伸到修改后部件10中。释放切口20的第二区段22可进一步在第三方向D3上从第一区段21延伸。
第二方向D2和第三方向D3可被形成使得接近潜在裂痕15的由修改后部件10经受的应力(例如，在平行于边缘11的第一方向D1的拉伸应力方向DTS上的拉伸应力)被重新引导至修改后部件10的另一部分。例如，释放切口20的第一区段21的第二方向D2可包括到修改后部件10中的任何方向，比如与第一方向D1基本上正交的一个方向。在一些实施例中，释放切口20的第二区段22的第三方向D3可基本上平行于第一方向D1，比如当拉伸应力方向DTS与第一方向D1相同或基本上类似时。
释放切口20可经由各种各样的方法而被形成。例如，在一些实施例中，释放切口20可经由切入式EDM(放电机加工)而被形成。在一些实施例中，释放切口20可经由激光而被形成。在一些实施例中，释放切口20可经由水射流而被形成。在一些实施例中，释放切口20可经由切割(例如，锯、刀片等等)而被形成。
现在另外地参照图4至图8，释放切口20可由补充性填料30填充。补充性填料30可包括任何材料(比如可粘合或结合至修改后部件10的原材料的材料)。
在一些实施例中，补充性填料30可与修改后部件10形成密闭密封。这种实施例可帮助防止或限制通过修改后部件10的空气摄入，比如当它包括涡轮机100中的喷嘴或叶片时。在一些实施例中，补充性填料30可包括钎焊或焊接。在一些实施例中，补充性填料30可包括较软材料或与修改后部件10的剩余部分的材料(例如，原始基材)相比具有较低熔化温度的材料。在一些实施例中，补充性填料30可包括GTD 262或GTD 263。虽然已经在本说明书中呈现了用于补充性填料30的某些材料，但是应理解的是，这些仅是示范性的并且不旨在是限制性的。
具体地参照图4至图7，在一些实施例中，补充性填料30可包括试件。试件可包括可滑入修改后部件10的释放切口20中的任何预制材料。试件可包括单个整体件，或者可包括多个件(例如，两个、三个或更多个)，所述多个件可组合以形成基本上填充释放切口20的形状。例如，试件可包括修改后部件10内的钎焊在一起的单独件。此外，在补充性填料30包括试件的实施例中，试件可经由任何适合的手段(比如但不限于钎焊、焊接、粘合剂、螺栓、螺钉等等)结合、连接或以其它方式紧固至修改后部件。
补充性填料30可包括基本上符合释放切口20的形状，从而使得它帮助填充开放的槽缝。例如，补充性填料30可至少包括第一部分31和第二部分32。补充性填料30的第一部分31可在第二方向D2上从(在第一方向D1延伸的)边缘11延伸到修改后部件10中。补充性填料30的第二部分32可进一步在第三方向D3上从第一部分31延伸。
第二方向D2和第三方向D3可被形成使得接近潜在裂痕15的由修改后部件10经受的应力(例如，在平行于边缘11的第一方向D1的拉伸应力方向DTS上的拉伸应力)被重新引导至修改后部件10的另一部分。例如，补充性填料30的第一部分31的第二方向D2可包括到修改后部件10中的任何方向，比如与第一方向D1基本上正交的一个方向。在一些实施例中，补充性填料30的第二部分32的第三方向D3可基本上平行于第一方向D1，比如当拉伸应力方向DTS与第一方向D1相同或基本上类似时。
现在另外地参照图9，展示了用于修改包括在第一方向D1上延伸的边缘11的部件10的方法200(从而使得可产生如可在本说明书中公开、描述或展示的修改后部件10)。方法200首先可包括在步骤210中在修改后部件10中形成释放切口20。如上文讨论的，释放切口20可包括第一区段21和第二区段22，其中释放切口20的第一区段21在第二方向D2上从边缘11延伸到修改后部件10中，并且其中释放切口20的第二区段22在第三方向D3上从第一区段21延伸。方法200可进一步包括在步骤220中用补充性填料30填充释放切口20。补充性填料30可包括如本说明书中所描述的任何(多种)材料和(多个)构型。
现在应当理解，修改后部件和用于修改部件的方法可利用本说明书中所描述的释放切口和补充性填料来帮助重新引导应力远离特定区域(例如，包括一个或多个裂痕的区域)。所述释放切口可被至少填充以密闭地重新密封所述修改后部件以防止空气摄入。通过将释放切口用在修改后部件中来重新引导应力，损坏或破裂的区域仍可留在部件中，同时仍确保修改后部件的整体性，并且同时考虑用于一些难焊合金的焊接约束。
虽然仅已结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但应容易理解，本发明不限于此类公开的实施例。而是，可修改本发明以合并此前未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、更改、替代或等效安排。另外，虽然已描述了本发明的各种实施例，但应理解，本发明的方面可包括所描述实施例中的仅一些。因此，本发明应被视为不受前文描述限制，而仅受所附权利要求书的范围限制。
Claims (20)
1.一种部件，所述部件具有在第一方向上延伸的边缘，所述部件包括：
布置在所述部件中的填料，所述填料至少包括第一部分和第二部分，所述第一部分在第二方向上从所述边缘延伸到所述部件中，所述填料的所述第二部分在第三方向上从所述第一部分延伸，所述第二方向与所述第一方向基本上正交。
2.根据权利要求1所述的部件，其中，所述第三方向基本上平行于所述第一方向。
3.根据权利要求1所述的部件，其中，所述部件在拉伸应力方向上经受且经历拉伸应力，所述拉伸应力方向与所述第一方向类似或基本上平行。
4.根据权利要求1所述的部件，其中，所述填料包括试件。
5.根据权利要求4所述的部件，其中，所述试件包括多个单独件，其中所述多个单独件被钎焊或焊接在一起以形成所述部件中的所述试件。
6.根据权利要求1所述的部件，其中，所述填料包括钎焊或焊接材料中的至少一种，或者所述补充性填料与所述部件形成密闭密封。
7.根据权利要求1所述的部件，其中，所述填料包括GTD 262或GTD 263中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的部件，其中，所述部件包括以下各项中的至少一项：
镍基超合金、钴基超合金、铁基超合金、Rene 108或难焊合金。
9.根据权利要求1所述的部件，其中，所述部件包括涡轮机部件，并且其中所述边缘包括涡轮机喷嘴的前边缘。
10.一种用于修改部件的方法，所述方法包括：
在所述部件中形成切口，所述切口包括第一区段和第二区段，所述第一区段从所述部件的边缘延伸到所述部件中，所述边缘沿着第一方向延伸，并且所述第一区段在第二方向上延伸，并且所述第二区段在第三方向上从所述第一区段延伸；以及
用填料填充所述切口。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述形成步骤进一步包括以下操作之一：
经由切入式EDM形成所述切口；
经由激光形成所述切口；
经由水射流形成所述切口；或
经由机加工形成所述切口。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二方向与所述第一方向基本上正交，并且所述第三方向基本上平行于所述第一方向。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述部件在拉伸应力方向上经历拉伸应力，所述拉伸应力方向与所述第一方向类似或基本上平行。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述填料包括试件。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述试件进一步包括多个单独件，并且所述方法包括将所述多个单独件焊接或钎焊在一起中的至少一者。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法进一步包括在所述填料与所述部件之间形成密闭密封。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述填料包括GTD 262或GTD 263中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述部件包括以下各项中的一项或多项：镍基超合金、钴基超合金、铁基超合金、Rene 108或难焊合金。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述部件包括涡轮机部件或喷嘴中的一个。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述部件是所述喷嘴，并且所述边缘包括所述喷嘴的前边缘。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562270195P | 2015-12-21 | 2015-12-21 | |
| US62/270195 | 2015-12-21 | ||
| PCT/US2016/067645 WO2017112610A1 (en) | 2015-12-21 | 2016-12-20 | A repaired turbomachine component and corresponding repair method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108430691A true CN108430691A (zh) | 2018-08-21 |
| CN108430691B CN108430691B (zh) | 2021-03-16 |
Family
ID=57882129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680075400.6A Active CN108430691B (zh) | 2015-12-21 | 2016-12-20 | 修理好的涡轮机部件和对应修理方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11077527B2 (zh) |
| EP (1) | EP3393707B1 (zh) |
| JP (1) | JP6949026B2 (zh) |
| CN (1) | CN108430691B (zh) |
| WO (1) | WO2017112610A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115338490A (zh) * | 2021-05-14 | 2022-11-15 | 日扬科技股份有限公司 | 可调整加工参数之放电加工装置及放电加工方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084196A (en) * | 1998-02-25 | 2000-07-04 | General Electric Company | Elevated-temperature, plasma-transferred arc welding of nickel-base superalloy articles |
| DE19963714A1 (de) * | 1999-12-29 | 2001-07-05 | Abb Alstom Power Ch Ag | Verfahren zum Reparieren oder Aufbauen von rotierenden Komponenten einer Strömungsmaschine |
| US20030082048A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-05-01 | Jackson Melvin Robert | Airfoils with improved strength and manufacture and repair thereof |
| EP1525942A1 (de) * | 2003-10-23 | 2005-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbine und Laufschaufel für eine Strömungsmaschine |
| US20050106028A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-05-19 | Fathi Ahmad | Blade of a turbine |
| CN1857847A (zh) * | 2005-05-06 | 2006-11-08 | 联合工艺公司 | 超合金修补方法和***件 |
| CN102031996A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-04-27 | 阿尔斯托姆科技有限公司 | 带有转子处的释放槽的蒸汽轮机 |
| CN102039494A (zh) * | 2009-10-15 | 2011-05-04 | 西门子公司 | 用于焊接由耐高温的超合金制成的工件的方法和装置 |
| CN103415365A (zh) * | 2011-03-07 | 2013-11-27 | 斯奈克玛 | 用于局部修复损坏的热机械部件的方法以及因此生产的部件尤其是涡轮机部件 |
| CN104923956A (zh) * | 2014-01-31 | 2015-09-23 | 通用电气公司 | 用于镍基超合金的焊接填料 |
| CN105149597A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-16 | 利宝地工程有限公司 | 金属或合金部件的修复或联结方法和经修复或联结的部件 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6416596B1 (en) | 1974-07-17 | 2002-07-09 | The General Electric Company | Cast nickel-base alloy |
| US5399313A (en) | 1981-10-02 | 1995-03-21 | General Electric Company | Nickel-based superalloys for producing single crystal articles having improved tolerance to low angle grain boundaries |
| US5154884A (en) | 1981-10-02 | 1992-10-13 | General Electric Company | Single crystal nickel-base superalloy article and method for making |
| JPS60259706A (ja) | 1984-06-04 | 1985-12-21 | Hitachi Ltd | タ−ビン翼の補修法 |
| US6074602A (en) | 1985-10-15 | 2000-06-13 | General Electric Company | Property-balanced nickel-base superalloys for producing single crystal articles |
| US4810467A (en) | 1987-08-06 | 1989-03-07 | General Electric Company | Nickel-base alloy |
| US6508000B2 (en) * | 2001-02-08 | 2003-01-21 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Transient liquid phase bonding repair for advanced turbine blades and vanes |
| JP3957214B2 (ja) | 2001-11-30 | 2007-08-15 | 株式会社日立製作所 | 発電用ガスタービンの動翼の補修方法及び補修後のタービン動翼 |
| JP2003342617A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐熱合金製補修高温部品、Ｎｉ基耐熱合金製補修ガスタービン翼、Ｎｉ基耐熱合金製ガスタービン翼の補修方法および耐熱合金製ガスタービン動翼の補修方法 |
| JP2009041449A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi Ltd | ガスタービン動翼の補修方法 |
| EP2361720B1 (de) | 2010-02-22 | 2012-12-12 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum Reparieren und/oder Überarbeiten eines Bauteils, insbesondere einer Gasturbine |
| CH705327A1 (de) * | 2011-07-19 | 2013-01-31 | Alstom Technology Ltd | Lot zum Hochtemperaturlöten und Verfahren zum Reparieren bzw. Herstellen von Bauteilen unter Verwendung dieses Lotes. |
| US9700941B2 (en) | 2012-10-03 | 2017-07-11 | Siemens Energy, Inc. | Method for repairing a component for use in a turbine engine |
| US9416667B2 (en) * | 2013-11-22 | 2016-08-16 | General Electric Company | Modified turbine components with internally cooled supplemental elements and methods for making the same |
-
2016
- 2016-12-20 EP EP16829457.7A patent/EP3393707B1/en active Active
- 2016-12-20 WO PCT/US2016/067645 patent/WO2017112610A1/en active Application Filing
- 2016-12-20 CN CN201680075400.6A patent/CN108430691B/zh active Active
- 2016-12-20 US US15/776,082 patent/US11077527B2/en active Active
- 2016-12-20 JP JP2018531568A patent/JP6949026B2/ja active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084196A (en) * | 1998-02-25 | 2000-07-04 | General Electric Company | Elevated-temperature, plasma-transferred arc welding of nickel-base superalloy articles |
| DE19963714A1 (de) * | 1999-12-29 | 2001-07-05 | Abb Alstom Power Ch Ag | Verfahren zum Reparieren oder Aufbauen von rotierenden Komponenten einer Strömungsmaschine |
| US20030082048A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-05-01 | Jackson Melvin Robert | Airfoils with improved strength and manufacture and repair thereof |
| US20050106028A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-05-19 | Fathi Ahmad | Blade of a turbine |
| EP1525942A1 (de) * | 2003-10-23 | 2005-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Gasturbine und Laufschaufel für eine Strömungsmaschine |
| CN1857847A (zh) * | 2005-05-06 | 2006-11-08 | 联合工艺公司 | 超合金修补方法和***件 |
| CN102031996A (zh) * | 2009-09-30 | 2011-04-27 | 阿尔斯托姆科技有限公司 | 带有转子处的释放槽的蒸汽轮机 |
| CN102039494A (zh) * | 2009-10-15 | 2011-05-04 | 西门子公司 | 用于焊接由耐高温的超合金制成的工件的方法和装置 |
| CN103415365A (zh) * | 2011-03-07 | 2013-11-27 | 斯奈克玛 | 用于局部修复损坏的热机械部件的方法以及因此生产的部件尤其是涡轮机部件 |
| CN104923956A (zh) * | 2014-01-31 | 2015-09-23 | 通用电气公司 | 用于镍基超合金的焊接填料 |
| CN105149597A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-16 | 利宝地工程有限公司 | 金属或合金部件的修复或联结方法和经修复或联结的部件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019505711A (ja) | 2019-02-28 |
| US20180326546A1 (en) | 2018-11-15 |
| JP6949026B2 (ja) | 2021-10-13 |
| US11077527B2 (en) | 2021-08-03 |
| EP3393707A1 (en) | 2018-10-31 |
| EP3393707B1 (en) | 2021-09-29 |
| WO2017112610A1 (en) | 2017-06-29 |
| CN108430691B (zh) | 2021-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8267663B2 (en) | Multi-cast turbine airfoils and method for making same | |
| EP3115147A1 (en) | Systems and methods for turbine blade repair | |
| CN103084780B (zh) | 用于维修涡轮叶片顶部的方法 | |
| Singh | Advanced materials for land based gas turbines | |
| JP2015061977A (ja) | 陥凹形修正材による冷却孔の修正方法及びこれを組み込んだ部品 | |
| CN106903478B (zh) | 用于深末梢裂纹修复的***和方法 | |
| US7748601B2 (en) | Brazed articles, braze assemblies and methods therefor utilizing gold/copper/nickel brazing alloys | |
| SG180088A1 (en) | Support collar geometry for linear friction welding | |
| US20230151736A1 (en) | Bonding method for repair of superalloy article | |
| EP3848142B1 (en) | Superalloy part and method of processing | |
| CA2746275C (en) | Turbine nozzle segment and method of repairing same | |
| CN106401656A (zh) | 用于涡轮机的近流动路径密封件 | |
| CN108430691A (zh) | 修理好的涡轮机部件和对应修理方法 | |
| US20110064584A1 (en) | Apparatus and method for a turbine bucket tip cap | |
| JP5439196B2 (ja) | ガスタービンの高温部品の損傷補修方法 | |
| US20040261265A1 (en) | Method for improving the wear resistance of a support region between a turbine outer case and a supported turbine vane | |
| US20220145765A1 (en) | Tip repair of a turbine component using a composite tip boron base pre-sintered preform | |
| US20190376396A1 (en) | Turbine blisk and process of making | |
| Miglietti et al. | Repair process technology development and experience of frame 7FA+ E, stage 1 turbine buckets | |
| WO2020154453A1 (en) | Weld-brazing techniques |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240102 Address after: Swiss Baden Patentee after: GENERAL ELECTRIC CO. LTD. Address before: New York State, USA Patentee before: General Electric Co. |