JPS641641B2 - - Google Patents

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JPS641641B2
JPS641641B2 JP56038026A JP3802681A JPS641641B2 JP S641641 B2 JPS641641 B2 JP S641641B2 JP 56038026 A JP56038026 A JP 56038026A JP 3802681 A JP3802681 A JP 3802681A JP S641641 B2 JPS641641 B2 JP S641641B2
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JP
Japan
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edge
airfoil
chamber wall
locating
platform
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JP56038026A
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JPS56154104A (en
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Uiriamu Jirafui Jon
Raabaan Junia Arekisandaa
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Publication of JPS641641B2 publication Critical patent/JPS641641B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • B23P6/005—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only replacement pieces of a particular form
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49718—Repairing
    • Y10T29/49732—Repairing by attaching repair preform, e.g., remaking, restoring, or patching
    • Y10T29/49734—Repairing by attaching repair preform, e.g., remaking, restoring, or patching and removing damaged material
    • Y10T29/49737—Metallurgically attaching preform

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンエンジンの空冷羽根部
材に関し、特にかゝる羽根部材をその前後縁部分
の区域で修理する方法およびそのための交換部品
に関する。
ガスタービンエンジンの運転中に羽根部材が摩
耗したり損傷したりした場合、羽根部材を取替え
るより修理する方が望ましい。例えば、このよう
な摩耗や損傷の大部分が衝突および熱的亀裂の併
発により前縁壁に生じ、また熱的亀裂の結果とし
て後縁部分にも生じることが確かめられている。
このような羽根部材を融接によつて修理すること
が行われているが、このような修理法は溶接に基
因する歪みが生じるので限界がある。その上修理
した溶接部の再亀裂が散見される。
広義には、本発明の方法は、基部、エアーホイ
ルおよびこれらの間に位置し通常エアーホイルよ
り幅広のプラツトホームを含むガスタービンエン
ジン空冷羽根部材を修理する方法である。エアー
ホイルはプラツトホームから長さ方向に突出し、
凸状および凹状側壁で相互連結された弦方向離間
前縁および後縁部分を有する。前後縁部分の少く
とも一方が、エアーホイルの長さ方向に延在する
とともに、エアーホイル内部に弦方向に他方の縁
部分に向つて延在する。この弦方向延在部は長さ
方向延在室壁に達する。本発明の方法によれば、
羽根部材から、縁部分、室壁の縁部分に面しかつ
つながつた好ましくは平坦な部分、およびプラツ
トホームの縁部分とつながりかつ縁部分から延在
しかつ室壁とつながつた好ましくは平坦な部分よ
りなる羽根セグメントを切除する。かくして、羽
根部材に、羽根セグメントを切除した表面位置で
第１位置決め結合表面を画成する。このような表
面は好ましくは互に交差する平坦表面を含み、次
にこれら表面を清浄化して表面酸化物および他の
汚染物を除去する。この修理方法に用いるため
に、切除した羽根セグメントの代りとして、切除
した羽根セグメントとほゞ同じ種類の材料よりな
り、これに合致する寸法と形状を有する交換部品
を形成する。交換部品は、羽根部材に残された第
１位置決め結合表面と合致する第２位置決め結合
表面を含む。第１および第２位置決め結合表面を
互に整合関係で配置し、交換部品を羽根部材と位
置決め結合表面にて非溶融法によつて冶金学的に
結合する。従つて、交換部品は、縁部分および室
壁の一部よりなる縦長部分とプラツトホームの部
分よりなる脚部分とを具える。
次に本発明を図面につき説明する。図面中の同
一符号は同一部分を示す。
第１図にガスタービンエンジン空冷羽根部材お
よび交換部品を分解状態で示し、第２図に第１図
の羽根部材の断面図を示す。この羽根部材は基部
またはベース１０、エアーホイル１２およびこれ
らの間に位置し通常エアーホイルより幅広の（即
ちエアーホイルを越えて延びる）プラツトホーム
１４を含む。プラツトホーム１４から突出するエ
アーホイル１２の弦方向に離間した前縁部分１６
と後縁部分１８は、第１図に示すように凹状側壁
２０と凸状側壁２２により相互連結されている。
エアーホイル１２内には縁部室、例えば前縁室２
４および後縁室２６が画成されている。第２図か
ら明らかなように、前縁室２４は前縁室壁２８に
よりエアーホイル内部の残りの部分から分離され
ている。同様に、後縁室２６は後縁室壁３０によ
りエアーホイル内部の残りの部分から分離されて
いる。
かゝる空冷羽根部材のガスタービンエンジンで
の作動中に、エアーホイルの前縁および後縁部分
に摩耗、損傷、熱的亀裂などが生じる恐れがあ
る。このような損傷を修理する本発明をエアーホ
イルの前縁部分の交換に関して説明するが、後縁
部分の修理も同様に行うことができ、前後縁部分
の片方を修理しても、両方を修理してもよい。
羽根部材の縁部分、例えば前縁部分の交換はこ
れまで試みられているが、交換部品の正しい位置
決めと配向に関する問題があつて、かゝる方法を
実際に用いることができなかつた。しかし、本発
明によれば、羽根部材の非損傷部分、即ち縁室壁
の一部、具体的には前縁室壁２８または後縁室壁
３０の一部およびプラツトホーム１４の修理すべ
き前後縁に隣接する部分を交換部品用の支持脚部
として用いることにより、交換部品の正しい位置
決めと配向を行う。
本発明の方法によれば、例えば図示例では前縁
部分に関して、羽根部材から羽根セグメントを切
除する。このセグメントは縁部分、室壁の同縁部
分に面する部分、例えば前縁の場合前縁室壁の前
方部分２８ｂ、およびプラツトホームの対応する
縁部分および室壁とつながつた部分、例えば部分
１４ｂよりなる。第２図において、破線３２は、
本発明に従つて前縁部分から切除すべき羽根セグ
メントのほゞ平坦な表面を規定し、破線３４は、
本発明に従つて後縁部分から切除すべき羽根セグ
メントのほゞ平坦な表面を規定している。かゝる
羽根セグメントは、材料除去技術、例えば研削、
機械加工、放電加工などによつて切除することが
できる。羽根セグメントの切除後に残るのは、第
１図に示すように、室壁の内側部分、例えば前縁
室壁の後方平坦部分２８ａおよびプラツトホーム
の室壁部分とつながつた下方表面、例えばプラツ
トホームの室壁部分２８ａとつながつたほゞ平坦
な表面１４ａである。これらの残された室壁表面
とプラツトホーム表面は一緒に、羽根セグメント
の切除後に残存する羽根部材に第１位置決め結合
表面を画する。切除後、位置決め結合表面を清浄
化して、羽根セグメントの切除後に残つている可
能性のある表面酸化物や他の汚染物ご除去し、か
くして冶金学的結合、例えば拡散結合を実現でき
るようにする。
このように切除した羽根セグメントに代わる交
換部品は第１図に３６で示す通りで、精密鋳造に
より、例えばロストワツクス法を用いるか、他の
羽根から切出すなどによつて得られ、これを適当
に清浄化して冶金学的結合が可能な状態に調整す
る。このような交換部品は、第１図に示す通り、
切除した羽根セグメントとほゞ同じ種類の材料よ
りなり同セグメントと合致する寸法と形状を有す
る。前縁交換部品３６は、交換用前縁部分１６お
よび交換用室壁前方部分２８ｂよりなる縦長部分
と、交換用プラツトホーム上方部分１４ｂよりな
る脚部分とを含む。前縁部分１６の内部表面は壁
２８の表面２９とつながつており、一緒に前縁室
２４の壁をなす。部分１４ｂおよび２８ｂのほぼ
平坦な表面は、第２位置決め結合表面を画成し、
これはほゞ平坦な表面１４ａおよび２８ａにより
画成された第１位置決め結合表面と合致する。
本発明の方法によれば、交換部品３６を羽根部
材の残りの部分と、表面１４ａと１４ｂまた表面
２８ａと２８ｂとが整合するように組合せ、かく
して交換部品を羽根部材の残りの部分に対して正
しく位置決めおよび配向する。しかる後、第１お
よび第２位置決め結合表面１４ａ−１４ｂ，２８
ａ−２８ｂを相互に冶金学的に結合して修理済み
羽根部材を得る。かゝる冶金学的結合は、位置決
め結合表面間の狭い継目または隙間について、
種々の方法で、例えばケラー（Keller）らの米国
特許第4098450号に従つて、真空ろう付け、高温
等圧プレス、拡散結合などによつて得ることがで
きる。前述したように、溶融型接合、例えば融接
は交換部品と修理すべき羽根部材の残りの部分と
の間の継目の近傍に応力を生じたり残したりする
恐れがあり、かゝる応力は最終的に亀裂や歪みを
生じることを確かめた。従つて、本明細書で使用
する用語「冶金学的結合」は、その意味から溶融
型接合法を排除している。
本発明を評価する試験で、商業用ガスタービン
エンジンに現在用いられている羽根部材を使用し
た。まず最初、第２図に示す直線３２で規定され
た平面に沿つて研削することによつて、羽根部材
から前縁羽根セグメントを切除し、ほゞ平坦な室
壁表面２８ａおよびプラツトホーム壁表面１４ａ
を羽根部材に第１位置決め結合表面として残し
た。次に切除された羽根セグメントに合致する寸
法と形状の前縁交換部品をRene′80合金からつく
つた。このような交換部品は、ロストワツクス法
を用いて精密鋳造によつて製造するのが好ましい
が、廃品羽根のような他の羽根から機械切削によ
り切出すこともできる。第１図に示すタイプの交
換部品３６は、表面２８ａおよび１４ａとそれぞ
れ合致する室壁表面２８ｂおよびプラツトホーム
壁表面１４ｂを含み、これら表面は交換部品に第
２位置決め結合表面を規定する。第１および第２
位置決め結合表面を清浄にした後、前縁交換部品
３６を羽根部材の残りと組合せて第１および第２
位置決め結合表面を互に整合させた。しかる後、
ホツピン（Hoppin）らの米国特許第3632319号
（1972年１月４日公告）に記載されているような、
「活性化拡散結合」と称されることもある方法に
より位置決め結合表面同士を冶金学的に結合し
た。
本発明に従つて修理する大抵の羽根部材はガス
タービンエンジンで使用されていたものであるの
で、通常清浄化処理を追加して、表面汚染物およ
び耐酸化性や耐硫化性を与える目的で被着された
コーテイングを除去する。
【図面の簡単な説明】
第１図はガスタービンエンジン空冷羽根部材お
よび交換部品を分解状態で示す斜視図、および第
２図は第１図の羽根部材の断面図である。 １０……基部、１２……エアーホイル、１４…
…プラツトホーム、１６……前縁部分、１８……
後縁部分、２０，２２……側壁、２４……前縁
室、２６……後縁室、２８……前縁室壁、３０…
…後縁室壁、３２，３４……切断線、３６……交
換部品、１４ａ，２８ａ……第１位置決め結合表
面、１４ｂ，２８ｂ……第２位置決め結合表面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 基部、エアーホイルおよびこれらの間に位置
    し通常エアーホイルより幅広のプラツトホームを
    含み、前記エアーホイルがプラツトホームから長
    さ方向に突出し、凸状および凹状側壁で相互連結
    された弦方向離間前縁および後縁部分を有し、前
    後縁部分の少くとも一方が縁室を有し、該縁室が
    エアーホイルの長さ方向に延びるとともにエアー
    ホイル内部に弦方向に他方の縁部分に向つて長さ
    方向延在室壁まで延びる構造のガスタービンエン
    ジン空冷羽根部材を修理するにあたり、 (A) 前記羽根部材から、縁部分、室壁の前記縁部
    分に面しかつつながつた部分、およびプラツト
    ホームの前記縁部分とつながりかつ縁部分から
    延在しかつ室壁とつながつた部分よりなる羽根
    セグメントを切除して羽根部材の残りの部分に
    第１位置決め結合表面を画成し、 (B) 前記第１位置決め結合表面を清浄化して表面
    酸化物を除去し、 (C) 切除した羽根セグメントとほゞ同じ種類の材
    料よりなり、これに合致する寸法と形状を有
    し、前記第１位置決め結合表面と合致する第２
    位置決め結合表面を一緒に画成する室壁および
    プラツトホーム壁を含む交換部品を形成し、 (D) 前記第１および第２位置決め結合表面をそれ
    ぞれの壁表面およびプラツトホーム表面にて互
    に整合関係で配置し、次いで (E) 前記交換部品を羽根部材と前記位置決め結合
    表面にて冶金学的に結合する、 以上の各工程を有するガスタービンエンジンの羽
    根部材の修理方法。 ２ 羽根セグメントを切除して残りの羽根部材の
    室壁およびプラツトホームにほゞ平坦な表面を残
    して、互に交差する平坦表面を含む第１位置決め
    結合表面を画成し、そして交換部材の第２位置決
    め結合表面に、前記第１位置決め結合表面と合致
    する互に交差する平坦表面を与える特許請求の範
    囲第１項記載の方法。 ３ 基部、エアーホイルおよびこれらの間に位置
    し通常エアーホイルより幅広のプラツトホームを
    含み、前記エアーホイルがプラツトホームから長
    さ方向に突出し、凸状および凹状側壁で相互連結
    された弦方向離間前縁および後縁部分を有し、前
    後縁部分の少くとも一方が縁室を有し、該縁室が
    エアーホイルの長さ方向に延びるとともにエアー
    ホイル内部に弦方向に他方の縁部に向つて長さ方
    向延在室壁まで延びる構造のガスタービンエンジ
    ン空冷羽根のセグメントと交換する交換部品にお
    いて、 (A) (a)縁部分および(b)室壁の前記縁部分に面しか
    つつながつた部分を含み、前記縁部分および前
    記室壁部分の縁部分に対向する内部表面が縁室
    の壁をなす構造の縦長部分、および (B) 前記縦長部分と連結され、前記プラツトホー
    ムの、縁部分とつながりかつ縁部分から延在し
    かつ縁室壁とつながつた部分よりなる脚部分、 よりなる交換部品。 ４ 前記室壁の縁部分に面しかつつながつた部分
    がほゞ平坦な外表面を含み、そして前記脚部分の
    プラツトホーム部分が前記縦長部分とは反対側に
    ほゞ平坦な表面を含み、該表面が前記室壁部分の
    ほゞ平坦な外表面と交差する特許請求の範囲第３
    項記載の交換部品。
JP3802681A 1980-03-19 1981-03-18 Method of and change part for repairing blade member of gas turbine engine Granted JPS56154104A (en)

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Publication Number Publication Date
JPS56154104A JPS56154104A (en) 1981-11-28
JPS641641B2 true JPS641641B2 (ja) 1989-01-12

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JP (1) JPS56154104A (ja)
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FR (1) FR2478733A1 (ja)
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