KR102084671B1 - Method of repair of gas turbine single crystal first stage blade - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method of repairing a single-crystal first-stage blade of a gas turbine. More specifically, the method of repairing a single-crystal first-stage blade of a gas turbine comprises: a first step of cutting a tip portion of the first-stage blade which is damaged when repairing the tip of the first-stage blade, and polishing the cut surface; a second step of, after cutting the tip portion, temporarily bonding a preliminary molded body, by welding, which is previously manufactured to be similar to the tip shape of the first-stage blade, on the polished cut surface of the first-stage blade; a third step of making dough of brazing powder, spreading the dough on the part, where the preliminary molded body and the first-stage blade are temporarily bonded, and filling a groove; a fourth step of putting the first-stage blade, on which the preliminary molded body is temporarily bonded, into a dryer, and drying the brazing power; a fifth step of brazing to bond the first-stage blade and the preliminary molded body by the brazing powder; a sixth step of performing a thermal shock test on the first-stage blade, on which the preliminary molded body is bonded by brazing, and cooling the first-stage blade; a seventh step of performing a primary non-destructive inspection of the first-stage blade; an eighth step of processing a hole on the portion of the preliminary molded body of the first-stage blade; and a ninth step of spraying and coating the first-stage blade with the processed hole. As mentioned above, the method of repairing a single-crystal first-stage blade of a gas turbine has the preliminary molded body corresponding to the tip portion of the blade, cuts the tip portion of the blade as much as the dimensions of the preliminary molded body when conducting the repair, and then processes and bonds the blade, thereby making the repair simple and allowing even those workers not skilled technicians to do the work. In addition, an excellent strength on the bonded portion is provided to allow the user to reuse the blade by regenerating and repairing the same without replacing the blade with a new one, thereby providing remarkable effects in an economic aspect as well.

Description

가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법{Method of repair of gas turbine single crystal first stage blade}Method of repair of gas turbine single crystal first stage blade

본 발명은 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단결정 1단 블레이드의 팁 부분의 형상에 대응하는 예비성형체를 미리 제작하여 보관하여 1단 블레이드의 수리시 1단 블레이드의 팁을 절삭하여 연마한 후, 기 제작된 예비성형체를 접합하는 것이 특징인 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for repairing a single crystal single-stage blade of a gas turbine, and more specifically, a preform corresponding to the shape of a tip portion of a single-crystal single-stage blade is pre-fabricated and stored to repair a single-stage blade. After cutting and grinding the tip, the present invention relates to a method for repairing a single crystal single-stage blade of a gas turbine characterized by joining a pre-form.

터빈은 물, 가스, 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 기계적인 동력에너지로 변환시키는 장치로서 블레이드가 주로 사용되고 있다.In the turbine, a blade is mainly used as a device for converting energy of a fluid such as water, gas, and steam into mechanical power energy.

특히, 가스터빈은 고온의 화염이 터빈의 입구로부터 전파될 때 복수의 베인과 블레이드를 통과하도록 구성되어 있는 것으로, 최초 가장 높은 열기의 유체가 접촉되는 블레이드를 1단 블레이드, 그리고 다음 차의 블레이드를 각각 2단 블레이드와 3단 블레이드라고 명하고 있다.In particular, the gas turbine is configured to pass through a plurality of vanes and blades when high-temperature flame propagates from the inlet of the turbine. It is designated as a 2nd blade and a 3rd blade, respectively.

각 단계별 블레이드의 특성으로서 1단 블레이드는 단결정으로 이루어져 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 가장 뜨거운 열기가 직접 접촉되는 부분에 위치하고 있기 때문에 단결정으로 이루어져 있어 가장 파손이 많이 되는 블레이드로서 일반적으로 3년 또는 1년 주기로 사용 후, 전량 폐기되고 신품으로 교체되어 사용되고 있다.As a characteristic of each stage blade, the single-stage blade is made of single crystal, and as described above, the hottest heat is located in the direct contact area. After use, all of them are discarded and replaced with new ones.

그리고 2단계 블레이드는 방향성 주조인 것이 특성이며, 3단계 후로는 등축정으로 이루어져 있다.And the second stage blade is a characteristic of directional casting, and the third stage consists of an equiaxed crystal.

본 발명은 1단계 블레이드를 수리하는 방법에 관한 것으로, 터빈의 블레이드 수리에 관한 종래기술로는 등록특허공보 제1685002호에 , 가열 시 요망되는 브레이징 공정을 수행하도록 구성된 브레이징 노(brazing furnace) 내에 브레이징할 Ni-기반초합금 부품, 및 브레이징 물질을 넣고; 분당 28℉의 속도로 1800℉±25℉까지 노 온도를 증가시키고; 노 내 압력을 0.005Torr 미만으로 감소시키고, 안정화를 위해 유지시키고; 조합된 브레이즈와 확산 사이클 시간을 위해 분당 10℉ 이하의 속도로 2270℉±12℉까지 노 온도를 증가시키고, 240분 내지 255분 동안 이 온도를 유지하면서 0.005Torr 이하의 압력을 유지하고; 1975℉±25℉까지 3분 이하의 시간 내에 노 온도를 진공 냉각시키고; 불활성 가스로 역 퍼징(back purging)시킴으로써 실온으로 급속 냉각시킴을 포함하는, Ni-기반 초합금 부품을 브레이징시키는 방법으로서, 상기 브레이징 물질은, MarM509A/B 혼합물의 70중량% 이상의 MarM509A 기본 합금(base alloy)과 나머지로 MarM509B 브레이즈 합금(braze alloy)으로 이루어진 MarM509A/B 혼합물을 포함하고, 페이스트(paste)를 형성하도록 MarM509A/B 혼합물의 10부피% 내지 15부피%의 액형 바인더(liquid binder)를 포함하고, MarM509A에 관한 중량 퍼센트 XZ는, C: XC = 0.6%; Cr: XCr = 24%; Ni: XNi = 10%; W: XW = 7%; Ta: XTa = 3.5%; Co: XCo = 나머지이고, MarM509B에 관한 중량 퍼센트 XZ는, C: XC = 0.6%; Cr: XCr = 23%; Ni: XNi = 10%; W: XW = 7%; Ta: XTa = 3.5%; B: XB = 2.5%; Co: XCo = 나머지인, Ni-기반 초합금 부품을 브레이징시키는 방법이 등록공개되어 있다.The present invention relates to a method for repairing a first-stage blade, and in the prior art for repairing a blade of a turbine, brazing in a brazing furnace configured to perform a desired brazing process upon heating in Patent Publication No. 16805002. A Ni-based superalloy component to be added, and a brazing material; Increasing the furnace temperature to 1800 ° F. ± 25 ° F. at a rate of 28 ° F. per minute; Reducing the pressure in the furnace to less than 0.005 Torr and maintaining for stabilization; Increase the furnace temperature to 2270 ° F. ± 12 ° F. at a rate of 10 ° F. or less per minute for a combined braze and diffusion cycle time, and maintain this temperature for 240 to 255 minutes while maintaining a pressure of 0.005 Torr or less; Vacuum cooling the furnace temperature within 3 minutes or less to 1975 ° F. ± 25 ° F .; A method of brazing a Ni-based superalloy component comprising rapid cooling to room temperature by back purging with an inert gas, wherein the brazing material comprises at least 70% by weight of the MarM509A base alloy of the MarM509A / B mixture. ) And MarM509A / B mixture consisting of MarM509B braze alloy, and 10 to 15% to 15% by volume of a liquid binder of the MarM509A / B mixture to form a paste. , Weight percent XZ relative to MarM509A is C: XC = 0.6%; Cr: XCr = 24%; Ni: XNi = 10%; W: XW = 7%; Ta: XTa = 3.5%; Co: XCo = remainder, weight percent XZ relative to MarM509B, C: XC = 0.6%; Cr: XCr = 23%; Ni: XNi = 10%; W: XW = 7%; Ta: XTa = 3.5%; B: XB = 2.5%; Co: XCo = The rest, a method of brazing Ni-based superalloy parts has been published.

또 다른 종래기술로는 공개특허공보 제2014-0144269호에 내부 공동 폭을 형성하는 반경방향 연장 외부벽과 블레이드 팁을 갖는 터빈 블레이드를 수리하는 방법이며, 수리 표면을 형성하도록 블레이드 팁의 적어도 일부를 제거하는 단계와, 상기 내부 공동 폭과 실질적으로 같거나 그보다 큰 내부 폭을 갖는 반경방향 내부 측부 및 상기 내부 공동 폭 미만인 외부 폭을 갖는 반경방향 외부 측부를 구비하는 팁 캡을 제공하는 단계와, 상기 반경방향 외부 측부가 상기 외부벽과 중첩하지 않도록 상기 수리 표면에 상기 팁 캡을 위치시키는 단계와, 상기 수리 표면에 상기 팁 캡을 용접하는 단계와, 용접에 의해 캡 주연 부분을 형성하는 단계를 포함하는, 터빈 블레이드를 수리하는 방법이 공개되어 있다.Another prior art is a method of repairing a turbine blade having a radially extending outer wall and a blade tip forming an inner cavity width in published patent application No. 2014-0144269, wherein at least a portion of the blade tip is formed to form a repair surface. Removing and providing a tip cap having a radially inner side having an inner width substantially equal to or greater than the inner cavity width and a radially outer side having an outer width less than the inner cavity width, and Positioning the tip cap on the repair surface so that a radially outer side does not overlap the outer wall, welding the tip cap on the repair surface, and forming a cap periphery by welding. A method of repairing a turbine blade has been disclosed.

그러나 종래의 수리방법은 TIG 용접 또는 Laser 용접으로 용접한 부분에 열 영향을 받게 되어 크랙이 발생할 뿐만 아니라 수리방법도 매우 복잡하며, 특히 수리가 되었다 할지라도 수리가 되지 않은 부분과 수리가 된 부분의 접합이 약하여 1주기 사용한 단결정 1단 블레이드는 전량 폐기되고 신품 블레이드로 교체하여야 하는 단점이 있었다.However, the conventional repair method is thermally affected by the welded part by TIG welding or laser welding, and not only cracks are generated, but also the repair method is very complicated. Especially, even if it is repaired, the unrepaired and repaired parts Due to the weak bonding, the single-crystal single-stage blade used for one cycle was discarded in total and had a disadvantage that it had to be replaced with a new blade.

본 발명은 기존에 단결정 1단 블레이드를 전량 폐기하는 것을 재생 수리하여 재사용하기 위해 안출된 것으로, 블레이드의 팁부분에 해당하는 예비성형체를 구비하여, 수리시 예비성형체에 해당하는 치수만큼 절삭한 후, 가공하여 접합함으로써 수리가 간단하고, 또한 블레이드를 신품으로 교체하지 않음으로써 경제적인 측면에서도 매우 효율적인 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been devised for re-use and re-use of disposing of the entire single crystal single-stage blade, and is provided with a preform corresponding to the tip portion of the blade, and then cut to the dimensions corresponding to the preform during repair, It is intended to provide a method for repairing a single crystal single-stage blade of a gas turbine that is very efficient in terms of economical efficiency by simply repairing the workpiece and joining the blade, and not replacing the blade with a new one.

본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법은 1단 블레이드의 팁 수리시 파손된 1단 블레이드의 팁 부분을 절삭한 후, 절삭면을 연마하는 1단계 공정; 절삭한 후, 연마된 상기 1단 블레이드의 절단면에 상기 1단 블레이드의 팁형상과 유사하게 기(旣) 제작된 예비성형체를 용접으로 가접하는 2단계; 브레이징 분말을 반죽하여 상기 예비성형체와 1단 블레이드의 가접된 부분을 따라 도포하여 홈을 메우는 3단계; 상기 예비성형체가 가접되어 있는 1단 블레이드를 건조기에 투입하여 브레이징 분말을 건조하는 4단계; 브레이징 분말에 의해 1단 블레이드와 예비성형체가 접합되도록 브레이징하는 5단계; 브레이징에 의해 예비성형체가 접합된 1단 블레이드를 열충격 시험을 한 후, 냉각하는 6단계; 상기 1단 블레이드를 1차 비파괴 검사하는 7단계; 상기 1단 블레이드의 예비성형체 부분에 홀을 가공하는 8단계; 홀이 가공된 상기 1단 블레이드를 용사코팅하는 9단계;공정을 포함하는 것이 특징이다.The method of repairing a single crystal single-stage blade of the gas turbine of the present invention includes a one-step process of cutting a tip portion of a broken single-stage blade when repairing the tip of the single-stage blade and then polishing the cutting surface; After cutting, the second step of welding the preform produced in a manner similar to the tip shape of the first stage blade to the cut surface of the polished first stage blade by welding; A third step of kneading the brazing powder to fill the grooves by applying the preforms along the tacked portion of the first-stage blade; A fourth step of drying the brazing powder by inserting a first stage blade to which the preform is grafted to a dryer; A fifth step of brazing such that the first stage blade and the preform are joined by the brazing powder; After the thermal shock test of the first-stage blade bonded to the preform by brazing, the sixth step of cooling; Step 7 of the first non-destructive inspection of the first blade; 8 steps of machining a hole in the preform part of the first stage blade; It characterized in that it comprises a step; nine steps of thermally coating the first-stage blade is processed.

상술한 바와 같이 본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드의 수리방법은 블레이드의 팁부분에 해당하는 예비성형체를 구비하여, 수리시 예비성형체에 해당하는 치수만큼 절삭한 후, 가공하여 접합함으로써 수리가 간단하여 숙련된 기술자가 아니라도 작업이 가능하고, 또한 접합부분에 대한 강도가 우수하여 블레이드를 신품으로 교체하지 않고 재생 수리하여 재사용함으로써 경제적인 측면에서도 현저한 효과가 있다.As described above, the method of repairing the single crystal single-stage blade of the gas turbine of the present invention is simple by repairing by cutting a size corresponding to the preform at the tip of the blade, cutting it, and processing it. Therefore, it is possible to work even without a skilled technician, and the strength of the joint is excellent, so it is not only replaced with a new blade, but also regenerated and reused.

도 1은 본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법 공정순차도.
도 2는 본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법 공정개요도.1 is a process flow chart of a single crystal single stage blade repair method of the gas turbine of the present invention.
Figure 2 is a process overview of the single crystal single-stage blade repair method of the present invention gas turbine.

본 발명 가스터빈의 1단 블레이드 수리방법은 1단 블레이드의 팁 수리시 파손된 1단 블레이드의 팁 부분을 절삭한 후, 절삭면을 연마하는 1단계 공정; 절삭한 후, 연마된 상기 1단 블레이드의 절단면에 상기 1단 블레이드의 팁형상과 유사하게 기(旣) 제작된 예비성형체를 용접으로 가접하는 2단계; 브레이징 분말을 반죽하여 상기 예비성형체와 1단 블레이드의 가접된 부분을 따라 도포하여 홈을 메우는 3단계; 상기 예비성형체가 가접되어 있는 1단 블레이드를 건조기에 투입하여 브레이징 분말을 건조하는 4단계; 브레이징 분말에 의해 1단 블레이드와 예비성형체가 접합되도록 브레이징하는 5단계; 브레이징에 의해 예비성형체가 접합된 1단 블레이드를 열충격 시험을 한 후, 냉각하는 6단계; 상기 1단 블레이드를 1차 비파괴 검사하는 7단계; 상기 1단 블레이드의 예비성형체 부분에 홀을 가공하는 8단계; 홀이 가공된 상기 1단 블레이드를 용사코팅하는 9단계;공정을 포함하는 것이 특징이다.The method of repairing a single-stage blade of the gas turbine of the present invention includes a first-step process of cutting a broken tip portion of the first-stage blade when repairing the tip of the first-stage blade and then grinding the cutting surface; After cutting, the second step of welding the preform produced in a manner similar to the tip shape of the first stage blade to the cut surface of the polished first stage blade by welding; A third step of kneading the brazing powder to fill the grooves by applying the preforms along the tacked portion of the first-stage blade; A fourth step of drying the brazing powder by inserting a first stage blade to which the preform is grafted to a dryer; A fifth step of brazing such that the first stage blade and the preform are joined by the brazing powder; After the thermal shock test of the first-stage blade bonded to the preform by brazing, the sixth step of cooling; Step 7 of the first non-destructive inspection of the first blade; 8 steps of machining a hole in the preform part of the first stage blade; It characterized in that it comprises a step; nine steps of thermally coating the first-stage blade is processed.

상기 제5단계와 6단계 사이에는 브레이징에 의해 접합된 부분의 오버플로우(overflow)를 블렌딩(blending)하는 5-1단계 공정이 추가될 수 있는 것이 특징이다.Between the fifth and sixth stages, a 5-1 stage process of blending an overflow of a portion joined by brazing may be added.

상기 8단계와 9단계 사이에는 2차 비파괴 검사하는 8-1단계와, 1단 블레이드에 형성된 홀의 치수를 측정하는 8-2단계 공정이 추가되는 것이 특징이다.Between steps 8 and 9, a second non-destructive inspection step 8-1 and a step 2-2 measuring the dimensions of the holes formed in the first stage blade are added.

상기 4단계는 120℃에서 50∼70분 사이에서 이루어지는 것이 특징이다.The step 4 is characterized in that it is made between 50 to 70 minutes at 120 ℃.

상기 5단계에서 브레이징은 온도 1242∼1262℃에서 30∼60분간 행한 후, 20분 동안 1023∼1240℃까지 온도를 내려서 235∼255분간 진공에서 확산 열처리하는 것이 특징이다.In the above step 5, brazing is performed at a temperature of 1242 to 1262 ° C for 30 to 60 minutes, followed by a temperature of 1023 to 1240 ° C for 20 minutes, followed by diffusion heat treatment in vacuum for 235 to 255 minutes.

상기 6단계의 열충격 시험은 1080℃에서 15분 정도 가열 후, 로내에서 아르곤 가스를 주입하여 70℃로 냉각하는 것이 특징이다.The thermal shock test in the sixth step is characterized in that after heating at 1080 ° C for 15 minutes, argon gas is injected into the furnace to cool to 70 ° C.

상기 열충격 시험에서 냉각속도는 분당 40℃ 이상으로 냉각되는 것이 특징이다.In the thermal shock test, the cooling rate is characterized by being cooled to 40 ° C or more per minute.

상기 예비성형체는 다양한 두께의 치수별로 복수 개가 제작되어 있으며, 상기 1단 블레이드의 팁 부분에는 예비성형체의 치수에 대응하도록 단부로부터 일정 간격으로 눈금이 표기되어 있어, 1단 블레이드의 팁을 절삭시 교체되어야할 지점의 눈금까지 절삭과 연마를 행하고, 복수 개의 예비성형체 중 1단 블레이드의 교체지점까지의 눈금에 해당하는 치수의 예비성형체를 택하는 것이 특징이다.A plurality of preforms are manufactured according to dimensions of various thicknesses, and the tip portion of the first stage blade is marked at regular intervals from the end to correspond to the dimensions of the preform, so that the tip of the first stage blade is replaced when cutting. It is characterized by cutting and polishing to the scale of the point to be, and selecting a preform having a dimension corresponding to the scale up to the replacement point of the first stage blade among a plurality of preforms.

이하, 본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for repairing a single crystal single-stage blade of the gas turbine of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법 공정순차도, 도 2는 본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법 공정개요도이다.1 is a process flow chart of a single crystal single-stage blade repair method of the gas turbine of the present invention, and FIG. 2 is a process outline of a single crystal single-stage blade repair method of the gas turbine of the present invention.

도 1, 2에 도시된 바와 같이 본 발명 가스터빈의 1단 블레이드 수리방법은 1단 블레이드의 팁 부분의 형상에 대응하는 예비성형체를 미리 제작하여 보관하고, 1단 블레이드의 수리시 1단 블레이드의 팁을 절삭하여 연마한 후, 기 제작된 예비성형체를 접합하는 것을 특징으로 하고 있다.As shown in Figures 1 and 2, the method for repairing the first stage blade of the gas turbine of the present invention is prepared by preliminarily manufacturing and storing a preform corresponding to the shape of the tip portion of the first stage blade. After cutting and polishing the tip, it is characterized in that the pre-formed preform is joined.

더욱 상세하게는 1단계 공정으로 1단 블레이드의 팁 수리시 파손된 1단 블레이드의 팁 부분을 절삭한 후, 절삭면을 연마하는 것이다.More specifically, the tip of the broken first-stage blade is cut when the tip of the first-stage blade is repaired in a one-step process, and then the cutting surface is polished.

참고로 팁은 물체의 끝부분을 가리키는 것으로, 원뿔의 꼭대기 등을 가리킬 때 사용되며, 본 발명에서는 블레이드의 끝 단부 측을 가리킨다.For reference, the tip refers to the end of the object, and is used to point to the top of the cone, etc., in the present invention, to the end end of the blade.

그리고 2단계 공정으로는 절삭한 후, 연마된 상기 1단 블레이드의 절단면에 상기 1단 블레이드의 팁형상과 유사하게 기(旣) 제작된 예비성형체를 용접으로 가접하도록 한다.In addition, after cutting in a two-step process, a preform produced in a similar manner to the tip shape of the first-stage blade is welded to the cut surface of the polished first-stage blade by welding.

용접은 spot 용접을 하도록 한다.Welding allows spot welding.

이때, 상기 예비성형체는 다양한 두께의 치수별로 복수 개가 제작되어 있다.At this time, a plurality of preforms are manufactured for each dimension of various thicknesses.

또한, 상기 1단 블레이드의 팁 부분에는 예비성형체의 치수에 대응하도록 단부로부터 일정 간격으로 눈금이 표기되어 있다.In addition, the tip portion of the first-stage blade is marked with a scale at regular intervals from the end to correspond to the dimensions of the preform.

따라서, 1단 블레이드의 팁을 절삭시 교체되어야할 지점의 눈금까지 절삭과 연마를 행하고, 복수 개의 예비성형체 중 1단 블레이드의 교체지점까지의 눈금에 해당하는 치수의 예비성형체를 택하여 사용하도록 한다.Therefore, the tip of the first-stage blade is cut and polished to the scale of the point to be replaced when cutting, and a preform having a dimension corresponding to the scale up to the replacement point of the first-stage blade is selected from a plurality of preforms to be used. .

3단계 공정으로는 브레이징 분말을 반죽하여 상기 예비성형체와 1단 블레이드의 가접된 부분을 따라 도포하여 홈을 메우는 것이다.In a three-step process, the brazing powder is kneaded to apply the preform to the groove along the grafted portion of the first-stage blade.

4단계 공정으로는 상기 예비성형체가 가접된 1단 블레이드를 건조기에 투입하여 브레이징 분말을 건조하는 것이다.In the four-step process, the brazing powder is dried by putting a single-stage blade in which the preform is tacked into a dryer.

즉, 브레이징 분말의 수분을 제거하여 이후, 브레이징의 효율을 높이기 위함이다.That is, to increase the efficiency of brazing after removing the moisture of the brazing powder.

이때, 건조기 내부의 온도는 120℃를 유지하며, 건조시간은 50∼70분 동안 건조하도록 한다.At this time, the temperature inside the dryer is maintained at 120 ° C, and the drying time is to be dried for 50 to 70 minutes.

또한, 5단계 공정에서 브레이징은 온도 1242∼1262℃에서 30∼60분간 행한 후, 20분 동안 1023∼1240℃까지 온도를 내려서 235∼255분간 진공에서 확산 열처리하는 것이다.In the step 5, brazing is performed at a temperature of 1242 to 1262 ° C for 30 to 60 minutes, followed by diffusion heat treatment in a vacuum for 235 to 255 minutes by lowering the temperature to 1023 to 1240 ° C for 20 minutes.

이는, 브레이징 분말 속에 있는 B 또는 Si을 기지금속으로 확산시키기 위함이다.This is to diffuse B or Si in the brazing powder into a base metal.

그리고 6단계 공정으로는 건조된 예비성형체가 접합된 상기 1단 블레이드를 열충격 시험을 한 후, 냉각하도록 한다.In the six-step process, the first stage blade to which the dried preform is bonded is subjected to a thermal shock test and then cooled.

열충격 시험 조건으로는 1단 블레이드의 표면의 온도와 내부의 중심부 온도가 같게 유지되도록 1080℃에서 15분 정도 가열 후, 로내에서 아르곤 가스를 주입하여 70℃로 냉각하도록 한다.As a condition of thermal shock test, after heating for 15 minutes at 1080 ° C so that the temperature of the surface of the first stage blade and the central temperature of the inside are kept the same, the argon gas is injected into the furnace to cool to 70 ° C.

70℃로 냉각하는 이유는 안전상 작업자가 화상을 입지 않으면서 블레이드를 옮길 수 있도록 하기 위함이다.The reason for cooling to 70 ° C is to allow the operator to move the blade without getting burned for safety.

냉각속도는 분당 40℃ 이상으로 냉각되는 것이 바람직하다.The cooling rate is preferably cooled to 40 ° C or more per minute.

분당 40℃ 이상으로 냉각되는 것은 브레이징 처리된 부분에 비파괴검사로 검출되지 않은 미세한 크랙을 급속 냉각에 의해 충격을 주어 강제로 크랙을 유발하는 것으로 40℃ 미만으로 냉각된다면 강제로 충격을 주는 효율이 떨어지기 때문이다.Cooling to 40 ℃ or more per minute causes a small crack that is not detected by non-destructive inspection to the brazed part by rapid cooling to induce cracking, and if cooled below 40 ℃, the efficiency of forcing impact is reduced. Because it loses.

7단계 공정으로는 예비성형체가 접합된 1단 블레이드를 1차 비파괴 검사하는 것이다.The seven-step process is the first non-destructive inspection of the first stage blades to which the preform is bonded.

그리고 8단계 공정으로는 상기 1단 블레이드의 예비성형체 부분에 홀을 가공하는 것이며, 9단계 공정은 홀이 가공된 상기 1단 블레이드를 용사코팅하는 것이다.And in the 8-step process, the hole is processed in the preform part of the 1-stage blade, and in the 9-step process, the 1-stage blade in which the hole is processed is thermally coated.

한편, 상기 8단계와 9단계 사이에는 2차 비파괴 검사하는 8-1단계와 1단 블레이드에 형성된 홀의 치수를 측정하는 8-2단계 공정이 추가되는 것이 특징이다.On the other hand, between steps 8 and 9, the second non-destructive inspection steps 8-1 and 8-2 steps of measuring the dimension of the hole formed in the first stage blade are characterized by being added.

또한, 블레이드의 플랫폼 부분에 크랙이 형성된 것을 수리하고자 할 시에는 얇은 판재형상의 예비성형체를 제작하여 크랙이 형성된 부분에 겉댄 후, 접합하도록 한다.In addition, when repairing a crack formed in the platform portion of the blade, a preform of a thin plate shape is manufactured to cover the cracked portion and then join.

접합방식은 spot 용접으로 접합하는 것이 바람직하다.It is desirable to join the welding method by spot welding.

상술한 바와 같이 본 발명 가스터빈의 단결정 1단 블레이드의 수리방법은 블레이드의 팁부분에 해당하는 예비성형체를 구비하여, 수리시 예비성형체에 해당하는 치수만큼 절삭한 후, 가공하여 접합함으로써 수리가 간단하여 숙련된 기술자가 아니라도 작업이 가능하고, 또한 접합부분에 대한 강도가 우수하여 블레이드를 신품으로 교체하지 않고 재생 수리하여 재사용함으로써 경제적인 측면에서도 현저한 효과가 있다.As described above, the method of repairing the single crystal single-stage blade of the gas turbine of the present invention is simple by repairing by cutting a size corresponding to the preform at the tip of the blade, cutting it, and processing it. Therefore, it is possible to work even without a skilled technician, and the strength of the joint is excellent, so it is not only replaced with a new blade, but also regenerated and reused.

Claims (8)

가스터빈의 1단 블레이드 수리방법에 있어서,
1단 블레이드의 팁 수리시 파손된 1단 블레이드의 팁 부분을 절삭한 후, 절삭면을 연마하는 1단계 공정; 절삭한 후, 연마된 상기 1단 블레이드의 절단면에 상기 1단 블레이드의 팁형상과 유사하게 기(旣) 제작된 예비성형체를 용접으로 가접하는 2단계; 브레이징 분말을 반죽하여 상기 예비성형체와 1단 블레이드의 가접된 부분을 따라 도포하여 홈을 메우는 3단계; 상기 예비성형체가 가접되어 있는 1단 블레이드를 건조기에 투입하여 120℃에서 50∼70분 사이에서 브레이징 분말을 건조하는 4단계; 브레이징 분말에 의해 1단 블레이드와 예비성형체가 접합되도록 온도 1242∼1262℃에서 30∼60분간 행한 후, 20분 동안 1023∼1240℃까지 온도를 내려서 235∼255분간 진공에서 확산 열처리과정의 브레이징하는 5단계; 상기 브레이징에 의해 예비성형체가 접합된 1단 블레이드를 1080℃에서 15분 정도 가열하는 열충격 시험을 한 후, 로내에서 아르곤 가스를 주입하여 70℃로 냉각하되, 냉각속도는 분당 40℃ 이상으로 냉각하는 6단계; 상기 1단 블레이드를 1차 비파괴 검사하는 7단계; 상기 1단 블레이드의 예비성형체 부분에 홀을 가공하는 8단계; 홀이 가공된 상기 1단 블레이드를 용사코팅하는 9단계; 공정을 포함하는 것으로,
상기 5단계와 6단계 사이에는 브레이징에 의해 접합된 부분의 오버플로우(overflow)를 블렌딩(blending)하는 5-1단계 공정이 추가되며, 상기 8단계와 9단계 사이에는 2차 비파괴 검사하는 8-1단계와, 1단 블레이드에 형성된 홀의 치수를 측정하는 8-2단계 공정이 추가되되,
상기 예비성형체는 다양한 두께의 치수별로 복수 개가 제작되어 있으며, 상기 1단 블레이드의 팁 부분에는 예비성형체의 치수에 대응하도록 단부로부터 일정 간격으로 눈금이 표기되어 있어 1단 블레이드의 팁을 절삭시 교체되어야할 지점의 눈금까지 절삭과 연마를 행하고, 복수 개의 예비성형체 중 1단 블레이드의 교체지점까지의 눈금에 해당하는 치수의 예비성형체를 택하며,
블레이드의 플랫폼 부분에 크랙이 형성된 것을 수리하고자 할 시에는 얇은 판재형상의 예비성형체를 제작하여 크랙이 형성된 부분에 겉댄 후, 접합하는 것이 특징인 가스터빈의 단결정 1단 블레이드 수리방법.In the gas turbine 1-stage blade repair method,
When the tip of the first-stage blade is repaired, the first step of cutting the damaged tip portion of the first-stage blade and then grinding the cutting surface; After cutting, the second step of welding the pre-formed preform similar to the tip shape of the first stage blade by welding to the cut surface of the polished first stage blade by welding; A third step of kneading the brazing powder to fill the grooves by applying along the welded portion of the preform and the first-stage blade; 4 steps of drying the brazing powder between 50 and 70 minutes at 120 ° C. by inserting a first-stage blade to which the preform is foldable, into a dryer; Brazing of the diffusion heat treatment process in vacuum for 235 to 255 minutes by lowering the temperature to 1023 to 1240 ° C for 20 minutes after performing it for 30 to 60 minutes at a temperature of 1242 to 1262 ° C so that the first stage blade and the preform are joined by brazing powder 5 step; After performing a thermal shock test of heating the first-stage blade to which the preform was joined by brazing at 1080 ° C for about 15 minutes, argon gas was injected into the furnace to cool to 70 ° C, but the cooling rate was cooled to 40 ° C or more per minute. Step 6; Step 7 of the first non-destructive inspection of the first blade; 8 steps of machining a hole in the preform part of the first stage blade; A step 9 of thermal spray coating the first stage blade with holes; Including a process,
Between steps 5 and 6, a 5-1 step process for blending an overflow of a joint joined by brazing is added, and a second non-destructive inspection between steps 8 and 9 is 8- Step 1 and step 8-2 of measuring the dimensions of the hole formed in the blade are added,
A plurality of preforms are manufactured according to dimensions of various thicknesses, and the tip portion of the first stage blade is marked at regular intervals from the end to correspond to the dimensions of the preform, so the tip of the first stage blade should be replaced when cutting. Cut and grind to the scale of the point to be cut, and select a preform having a dimension corresponding to the scale up to the replacement point of the first stage blade among a plurality of preforms,
A method for repairing a single crystal single-stage blade of a gas turbine characterized by manufacturing a thin plate-shaped preform to cover the cracked portion and then joining it when repairing the crack formed in the platform portion of the blade. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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