JP6239230B2 - タービンロータの製造方法 - Google Patents
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Description
凹溝の横断面形状は、円弧状より矩形状のほうが凹溝の輪郭を、放射線照射によって得られる画像に明瞭に写すことができる。凹溝が矩形状のとき、例えば、開口の長さが0.3mm以上0.5mm以下であり、奥行き長さが0.2mm以上1.0mm以下にすれば、前記条件を満たすことができる。
本発明の第1実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。図1は蒸気タービンロータを構成する分割中空ディスク10及び20を溶接継手部Wで溶接した後の状態を示す。蒸気タービンロータは、分割中空ディスク10及び20を含む複数の分割中空ディスクが軸方向に溶接されて構成されている。溶接継手部Wの内側に内側空間Iが形成されている。図2及び図3は、溶接前の継手面Wcを示す。
図2及び図3において、継手面Wcは、外側空間Oの側に開先部12及び22が形成され、内側空間Iの側に突合せ面14及び24が形成されている。突合せ面14及び24は、互いに当接している。
次に、本発明の第2実施形態を図5に基づいて説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様に、開先部12及び22とは反対側の突合せ面14及び24の一端に、内側空間Iに開口した環状の凹溝44が、分割中空ディスク10及び20の周方向に形成されている。凹溝44は、分割中空ディスク20の突合せ面24のみに形成された四角形の切欠き46と分割中空ディスク10とを対抗配置させて形成されている。その他の構成は第1実施形態と同一である。本実施形態によれば、突合せ面24のみを加工することで、凹溝44を形成できるので、凹溝44の加工が容易である。
次に、本発明の第3実施形態を図6及び図7に基づいて説明する。図6(A)において、本実施形態では、第2実施形態と同様に、内側空間Iに開口した凹溝44が、分割中空ディスク20の突合せ面24のみに形成された四角形の切欠き46と分割中空ディスク10とを対抗配置させて形成されている。さらに、凹溝44に加えて、凹溝44に隣接して凹溝44の奥側(外側空間O側)に、分割中空ディスク20の突合せ面に凸部48が形成され、分割中空ディスク10の突合せ面に凸部50が形成されている。これら凸部48及び凸部50は、互いに相補的に嵌合した形状を有している。
3 支持軸
5、7,10,20 分割中空ディスク
12,22,102,202 開先部
14,24、104,204 突合せ面
16,26、46 切欠き
30,300 溶接トーチ
32、44 凹溝
34 X線発生装置
36 高温用フィルムカセット
38 テフロン(登録商標)プレート
40 断熱プレート
42 感光用フィルム
48,50 凸部
100,200 母材
106 検査孔
I 内側空間
M 溶込み部
O 外側空間
P1、P2、P3 肉盛り溶接
W 溶接継手部
Wc 継手面
Claims (8)
- タービンロータに適用される第1のディスク及び第2のディスクのうち少なくとも一方に凹溝を形成する溝形成ステップであって、前記第1のディスク及び前記第2のディスクの各々は、動翼を支持可能な本体及び前記本体から軸線方向に突出する環状部を有し、前記第1のディスク及び前記第2のディスクの環状部は前記軸線方向にて先端に継手面を有し、前記継手面は相互に当接可能な突合せ面及び前記突合せ面よりも径方向外側に外周溝を形成可能な開先部を有し、前記凹溝は、前記第1のディスク及び前記第2のディスクのうち一方又は両方の環状部の先端側且つ内周側に、前記環状部の周方向に沿って延びるよう形成される、溝形成ステップと、
前記外周溝を通じて前記突合せ面同士を初層溶接し、溶込み部を形成する初層溶接ステップと、
前記初層溶接ステップの後、前記環状部の径方向にて外側から前記溶込み部に対しX線を照射し、前記溶込み部を透過したX線によって感光用フィルムに像を形成させる撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた像に基づいて、前記溶込み部における溶け込み不足の有無を判定する判定ステップと、
前記判定ステップで溶け込み不足が無いと判定されたときに、前記溶込み部の周囲にて前記開先部同士を溶接する2次溶接ステップと、
前記判定ステップで溶け込み不足が有ると判定されたとき、前記溶込み部を修復する修復ステップと
を備え、
前記撮像ステップは、
前記環状部の径方向にて外側に、前記X線を照射するためのX線発生装置を配置するX線発生装置配置ステップと、
前記環状部の周方向にて前記X線発生装置とは180°反対側に位置する前記環状部の部分の外周面に前記感光用フィルムを配置する感光用フィルム配置ステップと、
前記X線発生装置から前記溶込み部に対し前記X線を照射し、前記環状部の周方向にて前記X線発生装置とは180°反対側に位置する前記溶込み部の部分の像のみを前記感光用フィルムに形成させる感光ステップと
を含み、
前記X線発生装置配置ステップ、前記感光用フィルム配置ステップ及び前記感光ステップを、前記溶込み部における溶け込み不足の有無を判定するため、前記溶込み部の全周の像を得るべく複数回実行する、
ことを特徴とするタービンロータの製造方法。 - 前記第1のディスクの環状部に、前記突合せ面に段差を形成するよう前記軸線方向に突出する第1の凸部を形成するとともに、前記第2のディスクの環状部に、前記突合せ面に段差を形成するよう前記軸線方向に突出し且つ前記第1の凸部よりも小径の第2の凸部を形成する凸部形成ステップと、
前記初層溶接ステップの前に、前記第1の凸部及び前記第2の凸部を同心上に相互に嵌合させる突合せステップと
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のタービンロータの製造方法。 - 前記凹溝は、前記第2のディスクの環状部にのみ形成され、前記第2の凸部の径方向内側に位置している
ことを特徴とする請求項2に記載のタービンロータの製造方法。 - 前記凹溝の断面積は、前記初層溶接ステップが失敗したとき、前記判定ステップで前記凹溝の存在を確認可能な大きさであって、且つ、前記初層溶接ステップが成功したときに、前記初層溶接により埋めることが可能な大きさに設定されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のタービンロータの製造方法。
- タービンロータに適用される第1のディスク及び第2のディスクを準備する工程であって、前記第1のディスク及び前記第2のディスクの各々は、動翼を支持可能な本体及び前記本体から軸線方向に突出する環状部を有し、前記第1のディスク及び前記第2のディスクの環状部は前記軸線方向にて先端に継手面を有し、前記継手面は相互に当接可能な突合せ面及び前記突合せ面よりも径方向外側に外周溝を形成可能な開先部を有し、前記第1のディスク及び前記第2のディスクのうち一方又は両方の環状部の先端側且つ内周側に、前記環状部の周方向に沿って延びる凹溝が形成されている、準備ステップと、
前記外周溝を通じて前記突合せ面同士を初層溶接し、溶込み部を形成する初層溶接ステップと、
前記初層溶接ステップの後、前記環状部の径方向にて外側から前記溶込み部に対しX線を照射し、前記溶込み部を透過したX線によって感光用フィルムに像を形成させる撮像ステップと、
前記撮像ステップで得られた像に基づいて、前記溶込み部における溶込み不足の有無を判定する判定ステップと、
前記判定ステップで溶け込み不足が無いと判定されたときに、前記溶込み部の周囲にて前記開先部同士を溶接する2次溶接ステップと、
前記判定ステップで溶け込み不足が有ると判定されたとき、前記溶込み部を修復する修復ステップと
を備え、
前記撮像ステップは、
前記環状部の径方向にて外側に、前記X線を照射するためのX線発生装置を配置するX線発生装置配置ステップと、
前記環状部の周方向にて前記X線発生装置とは180°反対側に位置する前記環状部の部分の外周面に前記感光用フィルムを配置する感光用フィルム配置ステップと、
前記X線発生装置から前記溶込み部に対し前記X線を照射し、前記環状部の周方向にて前記X線発生装置とは180°反対側に位置する前記溶込み部の部分の像のみを前記感光用フィルムに形成させる感光ステップと
を含み、
前記X線発生装置配置ステップ、前記感光用フィルム配置ステップ及び前記感光ステップを、前記溶込み部における溶け込み不足の有無を判定するため、前記溶込み部の全周の像を得るべく複数回実行する、
ことを特徴とするタービンロータの製造方法。 - 前記第1のディスクの環状部に、前記突合せ面に段差を形成するよう前記軸線方向に突出する第1の凸部を形成するとともに、前記第2のディスクの環状部に、前記突合せ面に段差を形成するよう前記軸線方向に突出し且つ前記第1の凸部よりも小径の第2の凸部を形成する凸部形成ステップと、
前記初層溶接ステップの前に、前記第1の凸部及び前記第2の凸部を同心上に相互に嵌合させる突合せステップと
を更に備えることを特徴とする請求項5に記載のタービンロータの製造方法 - 前記凹溝は、前記第2のディスクの環状部にのみ形成され、前記第2の凸部の径方向内側に位置している
ことを特徴とする請求項6に記載のタービンロータの製造方法。 - 前記凹溝の断面積は、前記初層溶接ステップが失敗したとき、前記判定ステップで前記凹溝の存在を確認可能な大きさであって、且つ、前記初層溶接ステップが成功したときに、前記初層溶接により埋めることが可能な大きさに設定されることを特徴とする請求項5乃至7の何れか一項に記載のタービンロータの製造方法。
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