JP6100037B2 - 蒸気タービン翼製造方法 - Google Patents

蒸気タービン翼製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6100037B2
JP6100037B2 JP2013050087A JP2013050087A JP6100037B2 JP 6100037 B2 JP6100037 B2 JP 6100037B2 JP 2013050087 A JP2013050087 A JP 2013050087A JP 2013050087 A JP2013050087 A JP 2013050087A JP 6100037 B2 JP6100037 B2 JP 6100037B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam turbine
turbine blade
blade material
manufacturing
bead
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013050087A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014173582A (ja
Inventor
原口　英剛
英剛 原口
大山　宏治
宏治 大山
太田　高裕
高裕 太田
元成 町田
元成 町田
浩平 羽田野
浩平 羽田野
卓美 松村
卓美 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2013050087A priority Critical patent/JP6100037B2/ja
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to US14/762,341 priority patent/US10107113B2/en
Priority to KR1020177029829A priority patent/KR101905355B1/ko
Priority to PCT/JP2014/051519 priority patent/WO2014141755A1/ja
Priority to CN201480006374.2A priority patent/CN105008674B/zh
Priority to EP14764425.6A priority patent/EP2975225B1/en
Priority to KR1020157020193A priority patent/KR20150103113A/ko
Publication of JP2014173582A publication Critical patent/JP2014173582A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6100037B2 publication Critical patent/JP6100037B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • 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
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/04—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from several pieces
    • 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
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • 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
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/286—Particular treatment of blades, e.g. to increase durability or resistance against corrosion or erosion
    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • 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
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • 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
    • 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
    • F05D2230/25—Manufacture essentially without removing material by forging
    • 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
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • 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
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F05D2230/31—Layer deposition
    • 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
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • 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
    • 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
    • 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
    • F05D2240/307—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 tip of a rotor blade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

本発明は、蒸気タービン翼製造方法に関し、特に、蒸気タービンが備える蒸気タービン翼を生産するときに利用される蒸気タービン翼製造方法に関する。
高温高圧の蒸気を蒸気タービン翼で受けることにより動力を生成する蒸気タービンが知られている。その蒸気タービン翼は、その蒸気に含まれる水滴が当たることにより、エロージョンが生じることがある（特許文献１参照）。
特開２００８−１９００３９号公報
蒸気タービン翼の一部に保護部を形成することにより、蒸気タービン翼の本体部分のエロージョンを防止する耐エロージョン対策が知られている。このような耐エロージョン対策が施された蒸気タービン翼を適切に作製することが望まれている。
本発明の課題は、蒸気タービン翼を適切に作製する蒸気タービン翼製造方法を提供することにある。
本発明による蒸気タービン翼製造方法は、蒸気タービン翼素材に保護部接合面を形成する溝加工工程と、肉盛溶接により前記保護部接合面に保護部用肉盛ビードを形成する肉盛溶接工程と、前記蒸気タービン翼素材とともに前記保護部用肉盛ビードを切削することにより荒加工する荒加工後蒸気タービン翼素材を形成する荒加工工程と、前記荒加工後蒸気タービン翼素材を切削することにより、前記蒸気タービン翼素材とともに前記保護部用肉盛ビードを切削し、前記蒸気タービン翼素材を蒸気タービン翼に仕上げ加工する仕上げ加工工程とを備えている。
このとき、蒸気タービン翼素材は、蒸気タービン翼素材が仕上げ加工された仕上加工後蒸気タービン翼素材より大きく、仕上加工後蒸気タービン翼素材に比較して、肉盛溶接による入熱により変形しにくい。このため、このような蒸気タービン翼製造方法は、蒸気タービン翼素材が仕上げ加工された後に保護部用肉盛ビードを形成する他の蒸気タービン翼製造方法に比較して、肉盛溶接により蒸気タービン翼素材が変形する変形量を小さくすることができ、蒸気タービン翼を適切に作製することができる。
本発明による蒸気タービン翼製造方法は、前記仕上げ加工工程の後に、前記蒸気タービン翼を研磨する研磨工程をさらに備えている。
本発明による蒸気タービン翼製造方法は、鍛造によりその蒸気タービン翼素材を作製する鍛造工程をさらに備えている。
鍛造により作製された蒸気タービン翼素材は、鍛造品が切削加工されることにより形成された荒加工後蒸気タービン翼素材に比較して、より大きく、肉盛溶接による入熱により変形しにくい。このため、このような蒸気タービン翼製造方法は、その荒加工後蒸気タービン翼素材に形成される保護部接合面に保護部用肉盛ビードを形成する他の蒸気タービン翼製造方法に比較して、肉盛溶接により蒸気タービン翼素材が変形する変形量を小さくすることができ、蒸気タービン翼を適切に作製することができる。
本発明による蒸気タービン翼製造方法は、前記仕上げ加工工程が実行される前に、前記保護部用肉盛ビードとともに前記蒸気タービン翼素材を時効処理する時効処理工程をさらに備えている。
このような蒸気タービン翼製造方法によれば、蒸気タービン翼素材は、時効処理されることにより硬化し、切削される前にその蒸気タービン翼素材を容易に歪み取りすることができ、蒸気タービン翼を容易に作製することができる。
本発明による蒸気タービン翼は、本発明による蒸気タービン翼製造方法が実行されることにより作製される。このような蒸気タービン翼は、蒸気タービン翼素材が仕上げ加工された後に保護部用肉盛ビードが形成された他の蒸気タービン翼に比較して、肉盛溶接により蒸気タービン翼素材が変形する変形量を小さくすることができ、適切に作製されることができる。
本発明による蒸気タービン翼製造方法は、肉盛溶接された後に蒸気タービン翼素材を仕上げ加工することにより、肉盛溶接により蒸気タービン翼素材が変形する変形量を小さくすることができ、蒸気タービン翼を適切に作製することができる。
蒸気タービン翼を示す斜視図である。 蒸気タービン翼製造方法の実施の形態を示すフローチャートである。 蒸気タービン翼素材を示す断面図である。 蒸気タービン翼製造方法の実施の他の形態を示すフローチャートである。 他の蒸気タービン翼素材を示す断面図である。 蒸気タービン翼製造方法の実施のさらに他の形態を示すフローチャートである。
図面を参照して、蒸気タービン翼の実施の形態が以下に記載される。その蒸気タービン翼１は、蒸気タービンに利用され、図１に示されているように、根元部２と翼形部３とを備えている。根元部２は、蒸気タービンのロータに取り付けられる。翼形部３は、翼形に形成され、根元部２に固定されている。翼形部３は、根元部２が蒸気タービンのロータに取り付けられるときに、蒸気タービンを流れる蒸気に暴露される。
翼形部３は、本体部分５と保護部６とを備えている。本体部分５は、概ね翼形に形成され、根元部２に一体に形成されることにより根元部２に固定されている。保護部６は、ステライト（登録商標）から形成されている。保護部６は、翼形部３の翼端の前縁部分を形成するように、本体部分５に接合されている。
蒸気タービン翼製造方法の実施の形態は、蒸気タービン翼１を作製するときに利用される。その蒸気タービン翼製造方法では、まず、図２に示されるように、金属塊を鍛造することにより鍛造後蒸気タービン翼素材が作製される（ステップＳ１）。その鍛造後蒸気タービン翼素材は、さらに、コイニングされることにより所定の形状に高精度に形成される。その鍛造後蒸気タービン翼素材は、コイニングされた後に、熱間歪み取りされることにより所定の形状にさらに高精度に形成される（ステップＳ２）。
その鍛造後蒸気タービン翼素材は、熱間歪み取りされた後に、溶体化熱処理される。その鍛造後蒸気タービン翼素材は、溶体化熱処理された後に、安定化熱処理される（ステップＳ３）。その鍛造後蒸気タービン翼素材は、熱処理された後に、さらに、時効処理され、硬化する（ステップＳ４）。
その鍛造後蒸気タービン翼素材は、時効処理された後に、所定の形状に形成されるように歪み取りされる。その鍛造後蒸気タービン翼素材は、歪み取りされた後に、切削加工され、荒加工後蒸気タービン翼素材に形成される（ステップＳ５）。その荒加工後蒸気タービン翼素材１１は、図３に示されるように、鍛造後蒸気タービン翼素材１２に形成されていた表面のほとんどが切削加工により除去され、鍛造後蒸気タービン翼素材１２より小さい。
荒加工後蒸気タービン翼素材１１は、さらに、切削加工されることにより、保護部接合面１４が形成される（ステップＳ６）。保護部接合面１４は、荒加工後蒸気タービン翼素材１１のうちの蒸気タービン翼１の前縁部分に対応する領域に形成され、窪みに形成されている。
荒加工後蒸気タービン翼素材１１は、保護部接合面１４が形成された後に、ＣＯ２レーザから放射されるレーザビームを用いて、ステライト（登録商標）を含有する溶加材を保護部接合面１４に肉盛溶接する。荒加工後蒸気タービン翼素材１１は、その肉盛溶接により保護部用肉盛ビード１５が形成される（ステップＳ７）。このため、保護部用肉盛ビード１５は、ステライト（登録商標）から形成され、保護部接合面１４に強固に接合されている。保護部用肉盛ビード１５は、荒加工後蒸気タービン翼素材１１のうちの蒸気タービン翼１の前縁部分に対応する領域に形成され、突起に形成されている。
荒加工後蒸気タービン翼素材１１は、保護部用肉盛ビード１５が形成された後に、所定の形状に形成されるように歪み取りされる。荒加工後蒸気タービン翼素材１１は、歪み取りされた後に、切削加工され、仕上げ加工後蒸気タービン翼素材１６に形成される（ステップＳ８）。仕上げ加工後蒸気タービン翼素材１６は、荒加工後蒸気タービン翼素材１１の表面のほとんどが除去されるように、かつ、保護部用肉盛ビード１５の表面のほとんどが除去されるように、形成される。このため、仕上げ加工後蒸気タービン翼素材１６は、荒加工後蒸気タービン翼素材１１より小さい。仕上げ加工後蒸気タービン翼素材１６は、研磨されることにより、蒸気タービン翼１に形成される（ステップＳ９）。蒸気タービン翼１は、このように作製されることにより、保護部用肉盛ビード１５の一部が保護部６に形成される。
蒸気タービン翼製造方法の比較例は、ろう付けによりステライト板を仕上げ加工後蒸気タービン翼素材１６の保護部接合面１４に接合することにより蒸気タービン翼１を作製する。ろう付けによりステライト板を保護部接合面１４に接合する場合には、保護部接合面１４が十分に加熱される必要があり、母材のうちの保護部接合面１４の反対側の面を加熱する必要がある。このため、このようなろう付けにより母材に入熱される熱量は、比較的大きい。
このような蒸気タービン翼製造方法は、肉盛溶接により保護部用肉盛ビード１５を形成していることにより、荒加工後蒸気タービン翼素材１１のうちの保護部接合面１４の反対側の面を加熱する必要がない。このため、このような蒸気タービン翼製造方法は、ろう付けによりステライト板を保護部接合面１４に接合することにより蒸気タービン翼を作製する比較例の蒸気タービン翼製造方法に比較して、荒加工後蒸気タービン翼素材１１に入熱される熱量を低減することができる。その結果、このような蒸気タービン翼製造方法は、その比較例に比較して、荒加工後蒸気タービン翼素材１１が変形する変形量を低減することができ、蒸気タービン翼１をより適切に作製することができる。
肉盛溶接により比較的大きい母材が変形する変形量は、肉盛溶接により比較的小さい母材が変形する変形量より小さい。このため、このような蒸気タービン翼製造方法は、荒加工後蒸気タービン翼素材１１の保護部接合面１４に保護部用肉盛ビード１５を形成することにより、仕上げ加工後蒸気タービン翼素材１６の保護部接合面１４に保護部用肉盛ビード１５を形成することに比較して、母材が変形する変形量を低減することができる。その結果、このような蒸気タービン翼製造方法は、仕上げ加工後蒸気タービン翼素材１６に肉盛溶接する他の蒸気タービン翼製造方法に比較して、蒸気タービン翼１をより適切に作製することができる。
図４は、蒸気タービン翼製造方法の実施の他の形態を示している。その蒸気タービン翼製造方法では、まず、図２に示される蒸気タービン翼製造方法と同様にして、金属塊を鍛造することにより鍛造後蒸気タービン翼素材が作製され（ステップＳ１１）、コイニングされ、熱間歪み取りされる（ステップＳ１２）。
その鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、熱間歪み取りされた後に、図５に示されるように、切削加工されることにより、保護部接合面２２が形成される（ステップＳ１３）。鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、保護部接合面２２が形成された後に、保護部接合面２２が肉盛溶接されることにより保護部用肉盛ビード２３が形成される（ステップＳ１４）。
鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、保護部用肉盛ビード２３が形成された後に、溶体化熱処理され、安定化熱処理される（ステップＳ１５）。鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、熱処理された後に、所定の形状に形成されるように歪み取りされる。鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、歪み取りされた後に、切削加工され、荒加工後蒸気タービン翼素材２４に形成される（ステップＳ１６）。
荒加工後蒸気タービン翼素材２４は、時効処理される（ステップＳ１７）。荒加工後蒸気タービン翼素材２４は、時効処理された後に、所定の形状に形成されるように歪み取りされる。荒加工後蒸気タービン翼素材２４は、歪み取りされた後に、切削加工され、仕上げ加工後蒸気タービン翼素材２５に形成される（ステップＳ１８）。仕上げ加工後蒸気タービン翼素材２５は、研磨されることにより、蒸気タービン翼１に形成される（ステップＳ１９）。蒸気タービン翼１は、このように作製されることにより、保護部用肉盛ビード２３の一部が保護部６に形成される。
保護部接合面２２が形成された鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、鍛造により形成された表面の一部が残っており、既述の実施の形態における荒加工後蒸気タービン翼素材１１に比較して、大きい。このため、鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、肉盛溶接により変形する変形量が、肉盛溶接により荒加工後蒸気タービン翼素材１１が変形する変形量より小さい。このような蒸気タービン翼製造方法は、既述の実施の形態における蒸気タービン翼製造方法に比較して、蒸気タービン翼１をより適切に作製することができる。
図６は、蒸気タービン翼製造方法の実施のさらに他の形態を示している。その蒸気タービン翼製造方法では、まず、図４に示される蒸気タービン翼製造方法と同様にして、金属塊を鍛造することにより鍛造後蒸気タービン翼素材２１が作製され（ステップＳ２１）、コイニングされ、熱間歪み取りされ（ステップＳ２２）、保護部接合面２２が形成される（ステップＳ２３）。
鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、保護部接合面２２が形成された後に、溶体化熱処理され、安定化熱処理される（ステップＳ２４）。鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、熱処理された後に、保護部接合面２２が肉盛溶接されることにより保護部用肉盛ビード２３が形成される（ステップＳ２５）。
鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、保護部用肉盛ビード２３が形成された後に、時効処理される（ステップＳ２６）。鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、時効処理された後に、所定の形状に形成されるように歪み取りされる。鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、歪み取りされた後に、切削加工され、荒加工後蒸気タービン翼素材２４に形成される（ステップＳ２７）。
荒加工後蒸気タービン翼素材２４は、所定の形状に形成されるように歪み取りされる。荒加工後蒸気タービン翼素材２４は、歪み取りされた後に、切削加工され、仕上げ加工後蒸気タービン翼素材２５に形成される（ステップＳ２８）。仕上げ加工後蒸気タービン翼素材２５は、研磨されることにより、蒸気タービン翼１に形成される（ステップＳ２９）。蒸気タービン翼１は、このように作製されることにより、保護部用肉盛ビード２３の一部が保護部６に形成される。
このような蒸気タービン翼製造方法も、図４に示される既述の蒸気タービン翼製造方法と同様にして、蒸気タービン翼１を適切に作製することができる。鍛造後蒸気タービン翼素材２１を所定の形状に形成する歪み取りは、一般的に、鍛造後蒸気タービン翼素材２１の硬度が大きいほど、容易である。このような蒸気タービン翼製造方法によれば、鍛造後蒸気タービン翼素材２１は、時効処理された後に、所定の形状に形成されるように歪み取りされることにより、図４に示される既述の蒸気タービン翼製造方法に比較して、荒加工される直前の鍛造後蒸気タービン翼素材２１の硬度がより大きい。このため、このような蒸気タービン翼製造方法によれば、図４に示される既述の蒸気タービン翼製造方法に比較して、蒸気タービン翼１をより容易に作製することができる。
なお、保護部６は、ステライト（登録商標）と異なる他の材料から形成されることができる。その材料は、本体部分５に形成される材料より耐エロージョン性が優れた材料であり、たとえば、オーステナイト系ステンレス鋼が例示される。このような材料が利用された蒸気タービン翼製造方法も、既述の実施の形態における蒸気タービン翼製造方法と同様にして、蒸気タービン翼１をより容易に作製することができる。
なお、肉盛溶接に利用されるレーザビームは、ＣＯ２レーザと異なる他のレーザ発振機から放射される他のレーザビームに置換されることができる。そのレーザ発振機としては、ＹＡＧレーザ、ＬＤ（レーザダイオード）などが例示される。さらに、肉盛溶接は、レーザ溶接と異なる他の溶接により実行されることもできる。その溶接としては、ＴＩＧ溶接が例示される。このような溶接が適用された蒸気タービン翼製造方法も、既述の実施の形態における蒸気タービン翼製造方法と同様にして、蒸気タービン翼１を適切に作製することができる。
１ ：蒸気タービン翼
２ ：根元部
３ ：翼形部
５ ：本体部分
６ ：保護部
１１：荒加工後蒸気タービン翼素材
１２：鍛造後蒸気タービン翼素材
１４：保護部接合面
１５：保護部用肉盛ビード
１６：仕上げ加工後蒸気タービン翼素材
２１：鍛造後蒸気タービン翼素材
２２：保護部接合面
２３：保護部用肉盛ビード
２４：荒加工後蒸気タービン翼素材
２５：仕上げ加工後蒸気タービン翼素材

Claims (4)

  1. 蒸気タービン翼素材に保護部接合面を形成する溝加工工程と、
    肉盛溶接により前記保護部接合面に保護部用肉盛ビードを形成する肉盛溶接工程と、
    前記蒸気タービン翼素材とともに前記保護部用肉盛ビードを切削することにより荒加工する荒加工後蒸気タービン翼素材を形成する荒加工工程と、
    前記荒加工後蒸気タービン翼素材を切削することにより、前記蒸気タービン翼素材とともに前記保護部用肉盛ビードを切削し、前記蒸気タービン翼素材を蒸気タービン翼に仕上げ加工する仕上げ加工工程と
    を備える蒸気タービン翼製造方法。
  2. 前記仕上げ加工工程の後に、前記蒸気タービン翼を研磨する研磨工程をさらに備える請求項１に記載される蒸気タービン翼製造方法。
  3. 鍛造により前記蒸気タービン翼素材を作製する鍛造工程をさらに備える請求項１または請求項２に記載される蒸気タービン翼製造方法。
  4. 前記仕上げ加工工程が実行される前に、前記保護部用肉盛ビードとともに前記蒸気タービン翼素材を時効処理する時効処理工程をさらに備える請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載される蒸気タービン翼製造方法。
JP2013050087A 2013-03-13 2013-03-13 蒸気タービン翼製造方法 Expired - Fee Related JP6100037B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013050087A JP6100037B2 (ja) 2013-03-13 2013-03-13 蒸気タービン翼製造方法
KR1020177029829A KR101905355B1 (ko) 2013-03-13 2014-01-24 증기터빈날개 제조방법
PCT/JP2014/051519 WO2014141755A1 (ja) 2013-03-13 2014-01-24 蒸気タービン翼製造方法
CN201480006374.2A CN105008674B (zh) 2013-03-13 2014-01-24 蒸汽涡轮叶片制造方法
US14/762,341 US10107113B2 (en) 2013-03-13 2014-01-24 Steam turbine vane manufacturing method
EP14764425.6A EP2975225B1 (en) 2013-03-13 2014-01-24 Steam turbine vane manufacturing method
KR1020157020193A KR20150103113A (ko) 2013-03-13 2014-01-24 증기터빈날개 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013050087A JP6100037B2 (ja) 2013-03-13 2013-03-13 蒸気タービン翼製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014173582A JP2014173582A (ja) 2014-09-22
JP6100037B2 true JP6100037B2 (ja) 2017-03-22

Family

ID=51536431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013050087A Expired - Fee Related JP6100037B2 (ja) 2013-03-13 2013-03-13 蒸気タービン翼製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10107113B2 (ja)
EP (1) EP2975225B1 (ja)
JP (1) JP6100037B2 (ja)
KR (2) KR101905355B1 (ja)
CN (1) CN105008674B (ja)
WO (1) WO2014141755A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103203543B (zh) * 2013-02-04 2015-03-11 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种用于激光冲击强化叶片的水约束层的喷射方法和装置
JP6320134B2 (ja) 2014-04-07 2018-05-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 動翼、エロージョンシールドの形成方法及び動翼製造方法
DE102014220483A1 (de) 2014-10-09 2016-04-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Aufbaustrategie für einen Kronenboden einer Turbinenschaufel und Turbinenschaufel
CN104439617B (zh) * 2014-10-27 2016-07-27 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种涡轮叶片锯齿冠耐磨层制备方法
JP6746457B2 (ja) * 2016-10-07 2020-08-26 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン翼の製造方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6263101A (ja) * 1985-09-13 1987-03-19 Toshiba Corp タ−ビン羽根
JPH01202389A (ja) * 1988-02-05 1989-08-15 Hitachi Ltd 蒸気タービン長翼の製造方法
JPH0240003A (ja) * 1988-07-29 1990-02-08 Hitachi Ltd 蒸気タービン動翼
JPH0299283A (ja) * 1988-10-03 1990-04-11 Toshiba Corp タービン動翼の製造方法
JP3057606B2 (ja) * 1990-07-03 2000-07-04 株式会社東芝 チタン合金製タービン動翼の製造方法
DE69321298T2 (de) * 1992-06-05 1999-04-08 Gec Alsthom Electromecanique S.A., Paris Verfahren zur Herstellung eines Einsatzes auf einem zu beschichtenden Formkörper aus Stahl oder aus Titanlegierung
US5351395A (en) * 1992-12-30 1994-10-04 General Electric Company Process for producing turbine bucket with water droplet erosion protection
DE4310896C1 (de) * 1993-04-02 1994-03-24 Thyssen Industrie Verfahren zum Herstellen von verschleißfesten Kanten an Turbinenschaufeln
JPH07158402A (ja) * 1993-12-10 1995-06-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ターボ機械の動翼
JP3531677B2 (ja) * 1995-09-13 2004-05-31 株式会社東芝 チタン合金製タービンブレードの製造方法およびチタン合金製タービンブレード
JP2003226943A (ja) 2002-02-06 2003-08-15 Toshiba Corp 高強度・高耐食鋼、その製造方法及び地熱タービン翼
FR2866821B1 (fr) * 2004-02-27 2006-06-09 Snecma Moteurs Presse pour le maintien et le pressage d'une piece
JP2006016671A (ja) 2004-07-02 2006-01-19 Hitachi Ltd Ｎｉ基合金部材とその製造法及びタービンエンジン部品並びに溶接材料とその製造法
US20060067830A1 (en) * 2004-09-29 2006-03-30 Wen Guo Method to restore an airfoil leading edge
GB0504576D0 (en) * 2005-03-05 2005-04-13 Alstom Technology Ltd Turbine blades and methods for depositing an erosion resistant coating on the same
JP4546318B2 (ja) * 2005-04-15 2010-09-15 株式会社日立製作所 Ｎｉ基合金部材とその製造法及びタービンエンジン部品並びに溶接材料とその製造法
US7967924B2 (en) * 2005-05-17 2011-06-28 General Electric Company Method for making a compositionally graded gas turbine disk
JP4901413B2 (ja) 2006-10-13 2012-03-21 株式会社東芝 浸食防止方法と浸食防止部を備えた部材
US20080181808A1 (en) 2007-01-31 2008-07-31 Samuel Vinod Thamboo Methods and articles relating to high strength erosion resistant titanium alloy
EP2072176A1 (de) 2007-12-21 2009-06-24 Sulzer Markets and Technology AG Verfahren zur Herstellung einer Erosionsschutzschicht aus Stahl durch Laserauftragschweissen; Bauteil mit einer solchen Erosionsschutzschicht
JP4991669B2 (ja) 2008-09-30 2012-08-01 株式会社日立製作所 タービン翼、及び蒸気タービン
GB0906850D0 (en) * 2009-04-22 2009-06-03 Rolls Royce Plc Method of manufacturing an aerofoil
JP5854284B2 (ja) * 2010-09-27 2016-02-09 日立金属株式会社 ブレード素材の製造方法及びブレード素材の製造装置
JP5785376B2 (ja) 2010-10-19 2015-09-30 株式会社東芝 肉盛溶接方法
JP5409708B2 (ja) * 2011-06-16 2014-02-05 株式会社日立製作所 析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼と、それを用いた蒸気タービン長翼
US9291062B2 (en) * 2012-09-07 2016-03-22 General Electric Company Methods of forming blades and method for rendering a blade resistant to erosion
DE112013004639T5 (de) * 2012-09-21 2015-06-25 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Verfahren zum Verschweißen von erosionsbeständigem Metallmaterial und Turbinenschaufel
JP6178703B2 (ja) * 2013-11-13 2017-08-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 防食片を備えた蒸気タービン動翼の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170118978A (ko) 2017-10-25
KR20150103113A (ko) 2015-09-09
WO2014141755A1 (ja) 2014-09-18
KR101905355B1 (ko) 2018-10-05
EP2975225A1 (en) 2016-01-20
US20150377043A1 (en) 2015-12-31
EP2975225B1 (en) 2019-01-16
CN105008674B (zh) 2018-01-12
US10107113B2 (en) 2018-10-23
EP2975225A4 (en) 2016-10-26
JP2014173582A (ja) 2014-09-22
CN105008674A (zh) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6100037B2 (ja) 蒸気タービン翼製造方法
US7017465B2 (en) Cutting tool with grooved cutting edge
TWI429522B (zh) 複合式刀片
RU2649105C2 (ru) Способ сварки трением пера лопатки на роторном диске газотурбинного двигателя и соответствующий монолитный диск с лопатками
JP6170159B2 (ja) 中空チタンファンブレードのアルミニウムろう付け
US9120189B2 (en) Method of making a piece of metal reinforcement
KR102208490B1 (ko) 회전 기계의 회전부 제조 방법
CN103962643A (zh) 金属切断圆锯机的刀片结构及加工工艺
JP2007009914A (ja) レーザショック誘起翼形部捻りの打ち消し
US5795412A (en) Method of manufacturing and repairing a blade made of α-β titanium
JP2013107143A (ja) 工具および工具の製造方法
JP2011167807A (ja) 鋸刃及びその製造方法
CN105880733B (zh) 一种锯刀削切结构的激光蚀刻工艺
KR20150095880A (ko) 사전 재용융에 의한 적층 용접
JP6528941B2 (ja) 熱間鍛造用金型
JP2016196026A (ja) 熱間鍛造用金型及び熱間鍛造方法
JP6521369B2 (ja) 熱間鍛造用金型
JP6684548B2 (ja) チップ接合方法
JP5050127B1 (ja) 抜刃接合箇所の溶接方法
JP2008030173A (ja) 帯鋸刃
RU2401727C2 (ru) Способ изготовления облегченной лопатки для газотурбинных двигателей
RU2418666C2 (ru) Способ устранения дефектов заготовок рабочих колес компрессоров и турбин
Petukhov et al. Behavior of heat-resistant alloys and titanium alloys on cutting
TWI576184B (zh) 切削加工刀具及其製作方法
JP2015093318A (ja) 溶接継手及び溶接部の疲労強度向上方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151104

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6100037

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees