JP5389044B2 - ロータを製作するための方法 - Google Patents
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Description
加工された個別の複数のディスクを互いに溶接結合して1つのユニットを形成することによって、蒸気タービン又はガスタービンの大型のターボ機械のロータを製作することは公知である。従来技術により公知の、ロータ製作の手順は、例えばスイス国特許第595011号明細書に開示されている。この公知の手順によれば、ロータは、個別のディスクを段階的に互いに接合することによって組み立てられる。この場合、結合しようとする2つのディスクが、まず互いに押し付けられ、加熱され、次いで溶接によって互いに結合される。次いで、完全なロータが完成されるまで、3つの前記段階を繰り返すことによって、その他のディスクが順次組み付けられる。すべての段階は、1つの共通の加熱装置内で行われる。ヨーロッパ特許公開第0604754号明細書には、仕上げ製作段階を最小限に押さえるために、互いに並行に製作された、複数の規格化されたロータ部分よりタービンロータを製作するための方法が開示されている。
本発明の課題は、従来技術による欠点を克服する、ロータのための製作プロセスを開発することである。
1b 第2のロータ半部
2 ロータ
3 緊締装置
4 旋盤機械
5 ルート溶接のための第1の溶接機、ティグ溶接機
6 フィラー溶接のための第2の溶接機、サブマージド溶接機
7 応力除去焼きなましのための焼きなまし炉
8 局所的な応力除去焼きなまし装置
9 固定リップの接触側
10 誘導及び/又は抵抗エレメント
11 第1のロータ半部1a/第2のロータ半部1bのベース部
12 第1のロータ半部1a/第2のロータ半部1bの本体
A 第1のロータ半部1a及び第2のロータ半部1bの長手方向軸線
L 第1のロータ半部1a又は第2のロータ半部1bの長さ
L′ ロータ2の長さ
Claims (20)
- 円板形及び/又はドラム形の複数のディスクを溶接結合して1つのロータ(2)を製作するための方法であって、1つの装置によって前記複数のディスクをこれらのディスクの長手方向軸線(A)に沿って軸方向で互いにつなぎ合わせ、2段階の溶接法で溶接する方法において、
前記複数のディスクを垂直方向で軸方向に互いに上下に積み重ね、積み重ねたこれらのディスクを垂直に保持した状態で第1の溶接法を実施し、積み重ねたこれらのディスクを水平に保持した状態で第2の溶接法を実施し、該第2の溶接法に続いて、溶接されたディスクを再び垂直位置にもたらし、該溶接されたディスクを、その長手方向軸線(A)を垂直位置に整列させた状態で応力除去焼きなましの形で熱処理することを特徴とする、ロータを製作するための方法。 - 第1の溶接法として、ルート溶接を用い、第2の溶接法として、フィラー溶接を用いる、請求項1記載の方法。
- ルート溶接時には、2つの隣り合ったディスクの間の溝を深いところでのみ、すなわち、ディスクの中央孔の近傍でのみシールし、これによって、積み重ねディスクが傾倒可能であり、前溶接後には、溝の大部分を充填せずに残し、溝をフィラー溶接時に充填し、このことを、一般的に少なくとも1つの溶接ワイヤの形の補助材を用いて行う、請求項2記載の方法。
- 前記ロータを、前記第2の溶接法を実施した後で焼きなまし処理し、旋削加工及び品質検査を実施する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 複数のディスクを水平位置で前旋削し、次いで所定の長さLが得られるまで複数のディスクを垂直方向で互いに積み重ね、つなぎ合わされた複数のディスクの長手方向軸線(A)がまだ垂直に保持された状態にある間に、第1の溶接法だけを実施し、次いで、第1の溶接法によって前溶接され、かつ積み重ねられたディスクを再び水平位置に傾けて倒し、次いで、ディスクの長手方向軸線(A)が水平に位置する状態で、積み重ねられた複数のディスクに第2の溶接法を実施する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 応力除去焼きなまし法を焼きなまし炉(7)内で行うか又は局所的に行う、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 熱処理後に、互いに溶接された複数のディスクを再び水平位置に傾けて倒し、複数のディスクの長手方向軸線(A)を水平位置に整列させた状態で、これらの複数のディスクを旋削加工し、かつ超音波によって品質検査する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 第2の溶接法として、ダブルワイヤ−タンデム微小ギャップ法を用いる、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 積み重ねた複数のディスクを溶接結合してロータ(2)を形成した後で、該ロータ(2)を局所的な応力除去焼きなまし法で焼きなまし処理し、この際に、2段階の溶接法を実施する間に発生した溶接シームだけを焼きなまし処理し、この際に、誘導エレメント及び/又は抵抗エレメント(10)を使用する、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
- 最後の製作段階で、超音波によってロータ(2)の溶接シームだけの品質検査を実施する、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
- 第1の溶接法及び/又は第2の溶接法において、ロータ(2)のベース材料から引き抜き成形した少なくとも1つの補助ワイヤを使用し、ベース材料として、「耐熱性低合金のスーパークリーン−NiCrMo−Typ」又は、高合金の10〜13%のCr−Typ、耐熱性低合金のCrMo−Typ又は耐熱性低合金のCrMoV−Typのものを使用する、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- ロータ(2)の全長(L’)を受容するために適した、ほぼ垂直に整列された製作装置(5)とほぼ水平に整列された製作装置(6)とを使用する、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
- 少なくとも2つのディスクをつなぎ合わせて1つのロータ半部(1a,1b)を形成する、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。
- 垂直に整列された状態で複数のディスクを、ロータ半部(1a,1b)の所定の長さ(L)が得られるまで互いに積み重ねる、請求項13記載の方法。
- 複数のロータ半部(1a,1b)を請求項1から8までのいずれか1項記載の方法に従って製作する、請求項13又は14記載の方法。
- 複数のディスクから前もって製造された2つのロータ半部(1a,1b)を互いに溶接結合することによって、前記ロータ(2)を形成し、この際に、各ロータ半部(1a,1b)がベース部(11)と本体(12)とを有しており、第1のロータ半部(1a)のベース部(11)を、第2のロータ半部(1b)のベース部(11)に溶接する、請求項13から15までのいずれか1項記載の方法。
- 前記ロータ(12)を、2段階の溶接法で、前もって製造された2つのロータ半部(1a,1b)を溶接結合することによって形成し、この際に、第1の溶接法を、ロータ半部(1a,1b)の長手方向軸線(A)を垂直方向に整列させた状態で実施し、第2の溶接法を、ロータ半部(1a,1b)の長手方向軸線(A)を水平方向に整列させた状態で実施する、請求項13から16までのいずれか1項記載の方法。
- 2つのロータ半部(1a,1b)の結合のために、まずルート溶接を実施し、次いでフィラー溶接を実施する、請求項13から17までのいずれか1項記載の方法。
- 垂直に整列させた状態でロータ(2)を第1の溶接法で前溶接し、前溶接されたロータ(2)を水平位置に傾倒させ、水平に整列させた状態で第2の溶接法で後加工し、この際に、ロータ(2)を水平に整列させた状態で旋削加工し、次いでロータ(2)を再び垂直位置に戻し、この際に、ロータ(2)を垂直に整列させた状態で、溶接された箇所だけを応力除去焼きなまし法で焼きなまし処理する、請求項13から18までのいずれか1項記載の方法。
- ロータ(2)が、同じ長さ(L)の2つのロータ半部(1a,1b)から成っている、請求項1から19までのいずれか1項記載の方法。
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