NO20162002A1

NO20162002A1 - Method of repairing crack damage in steel structures

Info

Publication number: NO20162002A1
Application number: NO20162002A
Authority: NO
Inventors: Knuth Jahr
Original assignee: Turbine Power Sl
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-18
Also published as: NO344485B1

Abstract

Doblingsplaten (3) festes til sprekkskadet område (2) med selvopprettende strekk-bolter (4), med en forlengelseshylse (6) som hindrer at bolten (4) strekkes i flyt ved start av turbinen, og hvor forlengerhylsen (6) har konveks sfærisk anleggsflate (8) som ligger an mot mutter (5) konkav sfærisk flate (7), slik at flatene stiller seg inn og tar opp skjevheter og hindrer bøying av bolten (4), og hvor enden av hylsen (6) som ligger an mot utvendig forsterkningsplate (11) er utført med en krave med en tetningskant (10) som hindrer eksoslekkasje gjennom boltehull. I metoden for utbedring av et sprekkskadet hjørne i en gassturbin eksoskanal inngår en utvendig forsterkningsplate (11) utført med et hjørne med hul-kil (12) som omslutter eksoskanalens utvendige hjørne, og hvor strekkboltens hylsekrage (10) ligger an mot forsterkningsplaten (11) slik at sprekkskadet vegg i eksoskanalen (11) klemmes sammen mellom doblingsplaten (3) og forsterkningsplaten (11).The double plate (3) is fastened to cracked area (2) with self-erecting tension bolts (4), with an extension sleeve (6) which prevents the bolt (4) from being stretched in flow at the start of the turbine and where the extension sleeve (6) has a convex spherical abutment surface (8) abutting nut (5) concave spherical surface (7), so that the surfaces align and absorb bias and prevent bending of the bolt (4), and where the end of the sleeve (6) abuts outer reinforcement plate (11) is provided with a collar with a sealing edge (10) which prevents exhaust leakage through bolt holes. In the method of repairing a cracked corner in a gas turbine exhaust duct, an external reinforcing plate (11) is provided with a corner wedge (12) enclosing the outer corner of the exhaust duct and the collar plate (11) of the tension bolt (11) abuts the reinforcing plate (11). so that cracked wall in the exhaust duct (11) is squeezed between the doubling plate (3) and the reinforcing plate (11).

Description

Oppfinnelsens benevnelse. The invention's designation.

Reparasjonsmetode for utbedring av sprekkskader i stålkonstruksjoner. Repair method for the repair of cracks in steel structures.

Oppfinnelsens anvendelsesområde. Scope of the Invention.

Metoden anvendes til å utbedre sprekkdannelser i stålkonstruksjoner, slik som for eksempel sprekkskader i et hjørne i en gassturbin eksoskanal stålstruktur, hvor sprekkskader har oppstått som følge av en eller flere av følgende typiske årsaker, eller som kombinasjoner av årsakene. The method is used to repair cracks in steel structures, such as for example cracks in a corner of a gas turbine exhaust duct steel structure, where cracks have occurred as a result of one or more of the following typical causes, or as a combination of the causes.

Typiske årsaker til sprekkskader er: Typical causes of crack damage are:

‐ Spenningskonsentrasjoner grunnet mekaniske belastninger i konstruksjonen. ‐ Stress concentrations due to mechanical loads in the structure.

‐ Spenningskonsentrasjoner som følge av uheldig geometrisk utførelse av konstruksjonen. ‐ Spenningskonsentrasjoner som følge av temperaturgradienter i konstruksjoner utsatt for termiske sykler. ‐ Stress concentrations as a result of unfortunate geometric design of the structure. ‐ Stress concentrations resulting from temperature gradients in structures exposed to thermal cycling.

‐ Utmatting av konstruksjonens materiale som følge av høyfrekvente og eller lavfrekvente pulserende belastninger. - Fatigue of the construction's material as a result of high-frequency and or low-frequency pulsating loads.

Et eksempel på en slik konstruksjon er en eksoskanal for en offshore installert gassturbin, hvor eksoskanalen typisk utføres i et Austenittisk rustfritt materiale. An example of such a construction is an exhaust duct for an offshore installed gas turbine, where the exhaust duct is typically made of an austenitic stainless material.

En eksoskanal for en gassturbin er utsatt for belastninger slik som: An exhaust duct for a gas turbine is subjected to loads such as:

‐ Eksostemperatur i området 500°C og høyere. ‐ Exhaust temperature in the range of 500°C and higher.

‐ Høyfrekvente og lavfrekvente strukturelle vibrasjoner som følge av pulsasjoner i eksosstrømmen. ‐ High‐frequency and low‐frequency structural vibrations as a result of pulsations in the exhaust flow.

‐ Temperaturgradienter i konstruksjonen, som følge av hurtig oppvarming og hurtig nedkjøling av konstruksjonen, slik som ved start og stopp av gassturbinen. - Temperature gradients in the structure, as a result of rapid heating and rapid cooling of the structure, such as when starting and stopping the gas turbine.

‐ Belastninger fra omgivelser, slik som vindlaster og globalbevegelser. ‐ Environmental loads, such as wind loads and global movements.

‐ Sprekkskade som følge av spenningskorrosjon. - Cracking damage as a result of stress corrosion cracking.

Teknikkens stand. State of the art.

Kjente metoder for å utbedre oppståtte sprekkskader i eksoskanaler er: Known methods for repairing cracked damage in exhaust ducts are:

‐ Reparasjon ved sveising av sprekkskade. - Repair by welding of crack damage.

‐ Reparasjon av sprekkskade ved inn‐sveising av en forsterkningsplate over sprekkskaden. ‐ Reparasjon av sprekkskade ved innfesting av en forsterkningsplate over sprekkskade med bolter. - Repair of crack damage by welding in a reinforcement plate over the crack damage. - Repair of crack damage by attaching a reinforcement plate over crack damage with bolts.

Erfaringer viser at typiske metoder for utbedring av sprekker har en kort levetid, og egner seg ikke for å oppnå en permanent utbedring. Experience shows that typical crack repair methods have a short lifespan and are not suitable for achieving a permanent repair.

Årsaker til kort levetid for typiske reparasjoner er: Reasons for the short life of typical repairs are:

● Reparasjon ved sveising av sprekk. ● Repair by welding of crack.

o Sveising tilfører lokalt ytterligere spenninger i sveisesonen, som bidrar til utvidede sprekkdannelser. o Welding locally introduces additional stresses in the weld zone, which contributes to extended cracks.

o Opptredende belastinger forårsaker at sprekk reparert ved sveising sprekker opp igjen etter kort tid. o Occurring loads cause cracks repaired by welding to crack again after a short time.

o Sprekkdannelser i en gassturbin eksoskanal svekker konstruksjonens mekaniske styrke, og kan resultere i farlige situasjoner med eksoskanal sammenbrudd og uønsket stans av gassturbinen. o Cracks in a gas turbine exhaust duct weaken the mechanical strength of the structure, and can result in dangerous situations with exhaust duct collapse and unwanted shutdown of the gas turbine.

o Sprekker i en gassturbin eksoskanal fører til at varm eksos strømmer ut gjennom sprekker og ut til omgivelser, og kan føre til farlige situasjoner slik som brann, eksplosjon, og personskade. o Cracks in a gas turbine exhaust duct cause hot exhaust to flow out through cracks and into the environment, and can lead to dangerous situations such as fire, explosion, and personal injury.

o Reparasjon ved sveising er tidkrevende og medfører lang stansperiode for turbinen, og for en offshore installert gassturbin vil varmt arbeid kreve omfattende forberedelser for en sikker gjennomføring av arbeidet. o Repair by welding is time-consuming and entails a long period of downtime for the turbine, and for an offshore installed gas turbine, hot work will require extensive preparation for the safe execution of the work.

● Reparasjon av sprekkskade ved sveising av en forsterkningsplate til sprekkskadet område. ● Repair of crack damage by welding a reinforcement plate to crack damaged area.

o Sveising tilfører lokalt ytterligere spenninger i sveisesonen. o Welding locally adds additional stresses in the weld zone.

o Opptredende belastinger og spenninger tilført ved sveising forårsaker at sprekk reparert ved sveising sprekker opp igjen etter kort tid. o Occurring loads and stresses introduced by welding cause cracks repaired by welding to re-crack after a short time.

o Erfaringen viser at også den inn‐sveisede doblingsplaten sprekker etter kun få start / stopp‐sykler for turbinen. o Experience shows that even the welded-in doubling plate cracks after only a few start/stop cycles for the turbine.

o Ved å feste en doblingsplate til den skadede overflaten, vil doblingsplaten skjerme det skadede området for varme fra eksosen under oppstart av gassturbinen, og skjerme den skadede overflaten mot kald luft under stans av turbinen, slik at det oppstår uønskede temperatur‐gradienter i materialet i den skadede overflaten. Temperaturgradienter medfører lokale termiske spenninger, som fører til nye sprekkdannelser. o By attaching a doubler plate to the damaged surface, the doubler plate will shield the damaged area from heat from the exhaust during start-up of the gas turbine, and shield the damaged surface from cold air during turbine shutdown, thus creating unwanted temperature gradients in the material the damaged surface. Temperature gradients introduce local thermal stresses, which lead to new crack formations.

Reparasjon av sprekkskade ved fastbolting av en forsterkningsplate til sprekkskadet område. Repair of crack damage by bolting a reinforcement plate to the crack damaged area.

o Sprekkskader og deformasjoner fra opptredende belastninger medfører at overflaten i det skadede området endrer geometri, ved at det oppstår bulker, vridninger og forhøyninger i overflaten. o Crack damage and deformations from applied loads cause the surface in the damaged area to change geometry, with dents, twists and elevations in the surface.

o Ved å legge en doblingsplate inn mot en slik overflate, vil doblingsplate ligge an mot forhøyninger og deformasjoner i overflaten i den skadede overflaten. o Ved innfesting av en doblingsplate med bolter, viser erfaringer at boltene etter kort tid mister sin forspenning. Dette skyldes at det oppstår material‐flyt i forhøyninger og deformasjoner i den skadede overflaten, og material‐flyt i doblingsplaten hvor denne ligger an mot forhøyninger og deformasjoner i skadet overflate. Når material‐flyt som beskrevet oppstår i overflatene reduseres boltenes forspenning, og boltene løsner når utsatt for belastninger som beskrevet. o Sprekkdannelser i en gassturbin eksoskanal svekker konstruksjonens mekaniske styrke, og kan resultere i farlige situasjoner ved sammenbrudd i eksoskanal stålstruktur, samt uønsket stans av gassturbinen. o By placing a doubler board into such a surface, the doubler board will but against elevations and deformations in the surface in the damaged surface. o When attaching a doubling plate with bolts, experience shows that the bolts lose their preload after a short time. This is due to material flow occurring in elevations and deformations in the damaged surface, and material flow in the doubling plate where it abuts elevations and deformations in the damaged surface. When material flow as described occurs in the surfaces, the bolts' preload is reduced, and the bolts loosen when subjected to loads as described. o Crack formations in a gas turbine exhaust duct weaken the mechanical strength of the structure, and can result in dangerous situations in the event of a breakdown in the exhaust duct steel structure, as well as an unwanted shutdown of the gas turbine.

o Ved å feste en doblingsplate til det skadede området, vil doblingsplaten skjerme det skadede området mot varme fra eksosen under oppstart av gassturbinen, og skjerme det skadede området mot kald luft under stans av turbinen, slik at det oppstår uønskede temperatur‐gradienter i materialet som er dekket av doblingsplaten. Temperaturgradienter medfører lokale termiske spenninger, som fører til sprekkdannelser. o By attaching a doubler plate to the damaged area, the doubler plate will shield the damaged area from heat from the exhaust during start-up of the gas turbine, and shield the damaged area from cold air during shutdown of the turbine, so that unwanted temperature gradients occur in the material that is covered by the doubling plate. Temperature gradients introduce local thermal stresses, leading to cracking.

Det som oppnås med oppfinnelsen. That which is achieved by the invention.

Ved å benytte metoden for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur oppnås det en permanent reparasjon av sprekkskader i konstruksjonen, som for eksempel for en gassturbin eksoskanal som beskrevet som et eksempel i det følgende. By using the method of repairing cracks in a steel structure, a permanent repair of cracks in the structure is achieved, as for example for a gas turbine exhaust duct as described as an example in the following.

Dette begrunnes med: This is justified by:

● Reparasjonsmetoden tilfører ikke nye spenninger i skadet område, slik som ved utbedring med sveising, hvor tilførte spenninger fra sveisevarme bidrar til nye sprekkdannelser. ● The repair method does not add new stresses to the damaged area, as is the case with welding, where added stresses from welding heat contribute to new crack formations.

● Reparasjonsmetoden reduserer temperaturgradienter med resulterende lokale spenningskonsentrasjoner og sprekkdannelser. Dette oppnås ved at varm eksos under start av turbinen strømmer gjennom spor i doblingsplatens anleggsflate mot området som repareres, og likedan ved at kald luft strømmer gjennom de samme sporene ved stans av turbinen. ● The repair method reduces temperature gradients with resulting local stress concentrations and cracking. This is achieved by warm exhaust during start-up of the turbine flowing through slots in the doubler plate's installation surface towards the area being repaired, and likewise by cold air flowing through the same slots when the turbine is stopped.

● Reparasjon ved innfesting av en doblingsplate til skadet område forsterker eksoskanalens strukturelle mekaniske styrke. ● Repair by attaching a doubler plate to the damaged area reinforces the exhaust duct's structural mechanical strength.

● Doblingsplatens overflate, som ligger an mot området som repareres, utføres med identisk invers geometri av overflaten som skal repareres. Dette oppnås ved å 3D‐skanne overflaten som skal repareres, og utføre invers prosessering av skannedata for skadet området, slik at data fra invers prosessering benyttes i maskineringsprogram for maskinering av doblingsplatens overflate som skal ligge an mot skadet område. Dette gjør at doblingsplaten har full mekanisk kontakt mot overflaten i området som skal repareres, og hindrer at doblingsplaten er i mekanisk kontakt kun i høye punkter mellom overflatene. Ved full mekanisk kontakt mellom flatene, og ikke kun lokal kontakt mellom høye punkter i overflatene, unngås material‐flyt i områder med punkt‐kontakt, og relatert relaksasjon av boltenes forspenning unngås. ● The surface of the doubling plate, which abuts the area to be repaired, is made with the identical inverse geometry of the surface to be repaired. This is achieved by 3D scanning the surface to be repaired, and performing inverse processing of the scan data for the damaged area, so that data from the inverse processing is used in the machining program for machining the surface of the doubling plate that is to abut against the damaged area. This allows the doubler plate to have full mechanical contact with the surface in the area to be repaired, and prevents the doubler plate from being in mechanical contact only at high points between the surfaces. With full mechanical contact between the surfaces, and not just local contact between high points in the surfaces, material flow in areas of point contact is avoided, and related relaxation of the bolts' preload is avoided.

● Ved at doblingsplaten ligger tett an mot sprekkskadet område og tetter sprekker, hindres eksoslekkasje gjennom sprekker og ut til omgivelser. ● By the fact that the doubling plate is in close contact with the crack-damaged area and seals cracks, exhaust leakage through cracks and out into the surroundings is prevented.

● Området som skal repareres er typisk deformert. Ved å bolte sammen deformerte og ikke‐ parallelle flater med standard bolter, vil boltene utsettes for bøyning og er eksponert for å løsne. Doblingsplaten festes til området som skal repareres med selv‐opprettende bolter, som hindrer bøyning av boltene. ● The area to be repaired is typically deformed. By bolting together deformed and non‐ parallel faces with standard bolts, the bolts will be subjected to bending and are exposed to loosening. The doubling plate is attached to the area to be repaired with self-righting bolts, which prevent bending of the bolts.

● Under start og stans av gassturbinen vil termisk ekspansjon i sammen‐boltede materialer opptre som transvers lav‐frekvent vibrasjon, ved at det oppstår en glidning mellom sammen‐boltede materialer. Lav‐frekvent transvers vibrasjon fører typisk til at standard bolter løsner. Selvopprettende bolter som inngår i løsningen er utført med en forlengerhylse med konveks sfærisk flate mot boltens mutter, og mutter er utført med en konkav sfærisk flate mot hylsen. Ved at boltene er selvopprettende, og under start og stans av gassturbinen tar opp relative bevegelser mellom doblingsplaten og området som doblingsplaten boltes til, reduseres faren for at boltene løsner som følge av bøyning, og faren for at boltene løsner som følge av transvers lavfrekvent transvers vibrasjon. ● During start-up and stop-down of the gas turbine, thermal expansion in bolted-together materials will act as transverse low-frequency vibration, as a result of slippage between bolted-together materials. Low‐frequency transverse vibration typically causes standard bolts to loosen. Self-righting bolts included in the solution are made with an extension sleeve with a convex spherical surface towards the nut of the bolt, and the nut is made with a concave spherical surface towards the sleeve. By the fact that the bolts are self-righting, and during the start and stop of the gas turbine take up relative movements between the doubler plate and the area to which the doubler plate is bolted, the risk of the bolts loosening due to bending and the risk of the bolts loosening due to transverse low frequency transverse vibration is reduced. .

● Ved at boltene er utført med en forlenger‐hylse reduseres den relative forlengelsen av bolten under termisk vekst av de sammen‐boltede materialene, som hindre at bolter under start av gassturbinen strekkes i flyt som følge av termisk vekst av de sammenboltede materialene. ● By the fact that the bolts are made with an extension sleeve, the relative elongation of the bolt during thermal growth of the bolted together materials is reduced, which prevents bolts from being stretched in flow during the start of the gas turbine as a result of thermal growth of the bolted together materials.

Beskrivelse av løsningen. Description of the solution.

Oppfinnelsen gjelder en metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel en gassturbin eksoskanal, som typisk skades av termiske sykler med resulterende temperaturgradienter og relaterte spenningskonsentrasjoner. The invention relates to a method for repairing crack damage in a steel structure, for example a gas turbine exhaust duct, which is typically damaged by thermal cycling with resulting temperature gradients and related stress concentrations.

Fremgangsmåten for utbedringen av sprekkskader i en eksoskanal baseres på å forsterke stålstrukturens sprekkskadede område med en doblingsplate. The procedure for the repair of crack damage in an exhaust duct is based on reinforcing the cracked area of the steel structure with a doubling plate.

Doblingsplatens overflate som skal ligge an mot skadet område utføres med et antall maskinerte spor, slik at varm eksos under start av turbinen strømmer gjennom sporene og varmer opp overflaten som er dekket av doblingsplaten, og slik at kald luft under stans av turbinen strømmer gjennom sporene og kjøler ned overflaten som er dekket av doblingsplaten. Dette vil bidra til å redusere lokale temperaturgradienter og relaterte spenninger slik at faren for nye sprekkdannelser i flaten som dekkes av doblingsplaten reduseres. The surface of the doubler plate that will be in contact with the damaged area is made with a number of machined grooves, so that hot exhaust during start-up of the turbine flows through the grooves and heats the surface covered by the doubler plate, and so that cold air during shutdown of the turbine flows through the grooves and cooling the surface that is covered by the doubling plate. This will help to reduce local temperature gradients and related stresses so that the danger of new cracks formation in the surface covered by the doubling plate is reduced.

Doblingsplatens overflate som ligger an mot skadet overflate utføres med en invers eksakt lik geometri som skadet overflate for å oppnå full mekanisk kontakt mellom anleggsflaten i doblingsplaten og anleggsflaten i den skadet overflaten, for å unngå mekanisk kontakt kun mellom høye punkter i overflatene. The surface of the doubling plate that abuts the damaged surface is made with an inverse geometry exactly like the damaged surface in order to achieve full mechanical contact between the installation surface of the doubling plate and the installation surface of the damaged surface, to avoid mechanical contact only between the high points of the surfaces.

Doblingsplaten festes til eksoskanalens skadede område med selvopprettende strekk‐bolter, som hindrer bøyning av boltene som følge av deformerte flater og som følge av at flatene som boltes sammen ikke er parallelle. The doubling plate is attached to the damaged area of the exhaust duct with self-healing tension bolts, which prevent bending of the bolts as a result of deformed surfaces and as a result of the surfaces being bolted together not being parallel.

Doblingsplatens overflate som ligger an mot skadet overflate er utført med invers eksakt lik geometri som skadet overflate slik at det ved full mekanisk kontakt mellom flatene oppnås en mekanisk tetting av sprekker som hindrer eksoslekkasje gjennom sprekker ut til eksoskanalens utside. The surface of the doubling plate that is in contact with the damaged surface is made with inverse geometry exactly the same as the damaged surface, so that with full mechanical contact between the surfaces, a mechanical sealing of cracks is achieved which prevents exhaust leakage through cracks to the outside of the exhaust duct.

Doblingsplaten utføres i et materiale med mindre utvidelseskoeffisient enn for materialet i eksoskanalens stålstruktur, for å oppnå at doblingsplaten holder igjen utvidelse av sprekkene ved stigende temperatur i materialene. The doubling plate is made of a material with a lower coefficient of expansion than the material in the steel structure of the exhaust duct, in order to achieve that the doubling plate keeps the expansion of the cracks at a rising temperature in the materials.

Claims

På utiden av eksoskanalens skadede område, i dette tilfellet et hjørne, monteres en forsterkningsplate, hvor strekkboltenes hylsekrage ligger an mot forsterkningsplaten slik at sprekkskadet vegg i eksoskanalen klemmes sammen mellom doblingsplaten og forsterkningsplaten. On the outside of the damaged area of the exhaust duct, in this case a corner, a reinforcement plate is mounted, where the collar of the tension bolts rests against the reinforcement plate so that the crack-damaged wall of the exhaust duct is clamped together between the doubling plate and the reinforcement plate.

Patentkrav 1. Patent claim 1.

Oppfinnelsen gjelder en metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel en gassturbin eksoskanal, k a ra k te r i s e r t ved at eksoskanalens skadede overflaten (2) mekanisk forsterkes med en doblingsplate (3), hvor doblingsplaten (3) er utført med et antall spor (13) i overflaten som ligger an mot den skadede overflaten (2) slik at varm eksos under start av turbinen strømmer gjennom sporene (13) og varmer opp den skadede overflaten (2), og hvor kald luft under stans av turbinen strømmer gjennom sporene (13) og kjøler ned den skadede overflaten (2) for å unngå temperaturgradienter i skadet område (2), og hvor doblingsplatens (3) overflate som ligger an mot skadet overflate (2) er utført med invers eksakt samme overflategeometri som skadet overflate (2) for å oppnå full mekanisk kontakt mellom anleggsflaten i doblingsplaten (3) og anleggsflaten i skadet overflate (2) for å unngå mekanisk kontakt kun mellom høye punkter i overflatene, og ved at det ved full mekanisk kontakt mellom anleggsflatene oppnås en mekanisk tetting av sprekker (1), og hvor doblingsplaten (3) festes til sprekkskadet område (2) med selvopprettende bolter (4),og hvor doblingsplatens (3) utføres i et materiale med termisk utvidelseskoeffisient som er mindre enn utvidelseskoeffisient for materialet i eksoskanalens stålstruktur (2) slik at doblingsplaten (3) holder igjen utvidelse av sprekker (1) i skadet overflate i eksoskanalens stålstruktur (2), og hvor det på eksoskanalens utvendige vegg (9) i skadet område (2) monteres en forsterkningsplate (11) med en hul‐kil (12) i forsterkningsplatens (11) hjørne. The invention relates to a method for repairing crack damage in a steel structure, for example a gas turbine exhaust duct, in that the damaged surface of the exhaust duct (2) is mechanically reinforced with a doubling plate (3), where the doubling plate (3) ) is made with a number of grooves (13) in the surface that abut against the damaged surface (2) so that hot exhaust during start-up of the turbine flows through the grooves (13) and heats the damaged surface (2), and where cold air during shutdown of the turbine, flows through the slots (13) and cools down the damaged surface (2) to avoid temperature gradients in the damaged area (2), and where the surface of the doubling plate (3) that abuts the damaged surface (2) is made with inverse exactly the same surface geometry as the damaged surface (2) to achieve full mechanical contact between the mating surface of the doubling plate (3) and the mating surface of the damaged surface (2) to avoid mechanical contact only between high points of the surfaces, and by ull mechanical contact between the construction surfaces, a mechanical sealing of cracks (1) is achieved, and where the doubling plate (3) is attached to the crack-damaged area (2) with self-healing bolts (4), and where the doubling plate (3) is made of a material with a thermal expansion coefficient that is less than the coefficient of expansion of the material of the steel structure of the exhaust duct (2) so that the doubler plate (3) retains the expansion of cracks (1) in the damaged surface of the steel structure of the exhaust duct (2), and where on the outer wall of the exhaust duct (9) in the damaged area (2 ) a reinforcement plate (11) is fitted with a hollow wedge (12) in the corner of the reinforcement plate (11).

Patentkrav 2. Patent Claim 2.

Metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel en gassturbin eksoskanal ifølge krav 1 , k a r a k t e r i s e r t ved at eksoskanalens skadede overflate (2) mekanisk forsterkes med en doblingsplate (3), hvor doblingsplaten (3) er utført med maskinerte spor (13) i doblingsplatens overflate som ligger an mot den skadede overflate (2), og hvor maskinerte spor (13) utføres med tverrsnitt og geometri dimensjonert for optimal strømning gjennom sporene (13) slik at varm eksos under start av turbinen strømmer gjennom sporene (13) og varmer opp den skadede overflaten (2) som er skjermet av doblingsplaten (3), og hvor kald luft under stans av turbinen strømmer gjennom sporene (13) og kjøler ned skadet overflate (2) som er skjermet av doblingsplaten (3) slik at det ikke oppstår uønskede temperaturgradienter i materialet i skadet område (2), og hvor sporene (13) er orientert vekk fra sprekkdannelsene (1) slik at eksos ikke strømmer gjennom sporene (13) og ut gjennom sprekk (1) til eksoskanalens utside. Method for repairing crack damage in a steel structure, for example a gas turbine exhaust duct according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t in that the damaged surface of the exhaust duct (2) is mechanically reinforced with a doubling plate (3), where the doubling plate (3) is made with machined grooves (13) in the doubler plate surface that abuts the damaged surface (2), and where machined grooves (13) are made with a cross-section and geometry dimensioned for optimal flow through the grooves (13) so that hot exhaust during start-up of the turbine flows through the slots (13) and heats the damaged surface (2) which is shielded by the doubling plate (3), and where cold air during shutdown of the turbine flows through the slots (13) and cools down the damaged surface (2) which is shielded by the doubling plate (3) so that no unwanted temperature gradients occur in the material in the damaged area (2), and where the grooves (13) are oriented away from the cracks (1) so that exhaust does not flow through the grooves (13) and out ex through crack (1) to the exhaust duct exterior.

Patentkrav 3. Patent claim 3.

Metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel en gassturbin eksoskanal ifølge krav 1‐2, k a r a k t e r i s e r t ved at eksoskanalens skadede overflate (2) mekanisk forsterkes med en doblingsplate (3) med invers eksakt samme overflategeometri , oppnådd ved at skadet overflate (2) 3D‐skannes og ved at skanne‐data prosesseres til en datamodell med invers geometri, hvor datamodellen programmeres i en verktøymaskin som maskinerer doblingsplatens (3) geometri, slik at det oppnås full mekanisk kontakt mellom doblingsplaten (3) og skadet overflate (2) og det unngås kontakt kun mellom høye punkter og deformasjoner i flatene, og ved at det ikke dannes hulrom mellom doblingsplaten (3) og skadet område (2) slik at det oppnås en stiv bolteforbindelse med stål mot stål kontakt mellom bolt (4) og doblingsplate (3) og skadet overflate (2), hvilket er en forutsetning for å kunne oppnå en definert og varig forspenning i bolteforbindelsen. Method for repairing crack damage in a steel structure, for example a gas turbine exhaust duct according to claim 1-2, k a r a k t e r i s e r t in that the damaged surface of the exhaust duct (2) is mechanically reinforced with a doubling plate (3) with inverse exact same surface geometry, achieved by 3D scanning the damaged surface (2) and processing the scan data into a computer model with inverse geometry, where the computer model is programmed in a machine tool that machines the geometry of the doubling plate (3), so that full mechanical contact between the doubling plate (3) and damaged surface (2) and contact is avoided only between high points and deformations in the surfaces, and by not creating a cavity between the doubling plate (3) and damaged area (2) so that a rigid bolted connection is achieved with steel-to-steel contact between bolt (4) and doubling plate (3) and damaged surface (2), which is a prerequisite for achieving a defined and permanent preload in the bolt connection.

Patentkrav 4. Patent claim 4.

Metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel en gassturbin eksoskanal ifølge krav 1‐2‐3, k a r a k t e r i s e r t ved at doblingsplatens (3) overflate som ligger an mot skadet overflate (2) er utført med invers eksakt lik geometri som skadet overflate (2) slik at det ved full mekanisk kontakt oppnås en mekanisk tetting av sprekker (1) som hindrer eksoslekkasje gjennom sprekker (1) til eksoskanalens utside. Method for the repair of crack damage in a steel structure, for example a gas turbine exhaust duct according to claim 1-2-3, k a r a k t e r i s e r t in that the surface of the doubling plate (3) that abuts the damaged surface (2 ) is made with the exact same geometry as the damaged surface (2) so that, with full mechanical contact, a mechanical sealing of cracks (1) is achieved, which prevents exhaust leakage through cracks (1) to the outside of the exhaust duct.

Patentkrav 5. Patent Claim 5.

Metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel en gassturbin eksoskanal ifølge krav 1‐2‐3‐4, k a r a k t e r i s e r t ved at doblingsplaten (3) festes til sprekkskadet område (2) med selvopprettende strekk‐bolter (4), hvor strekkbolter (4) er utført med en forlengelseshylse (6) som hindrer at bolten (4) strekkes i flyt under oppvarming ved start av turbinen, og hvor forlengerhylsen (6) er utført med konveks sfærisk anleggsflate (8) i enden av forlengerhylsen (6) som ligger an mot mutter (5), og mutteren (5) er utført med en konkav sfærisk anleggsflate (7) som ligger an mot forlengerhylsens (6) konvekse flate (8) slik at sfæriske flater i forlengerhylse (6) og mutter (5) både under montasje og under drift av gassturbinen stiller seg inn og tar opp skjevheter mellom overflatene (2) og (3) og hindrer bøying av bolten (4), og hvor enden av hylsen (6) som ligger an mot utvendig forsterkningsplate (11) er utført med en krave med en tetningskant (10) som hindrer eksoslekkasje gjennom boltehull. Method for repairing cracked damage in a steel structure, for example a gas turbine exhaust duct according to requirement 1-2-3-4, k a r a k t e r i s e r t by attaching the doubling plate (3) to the cracked damaged area (2) with self-righting tension bolts (4), where tension bolts (4) are made with an extension sleeve (6) that prevents the bolt (4) from being stretched in flow during heating at the start of the turbine, and where the extension sleeve (6) is made with convex spherical contact surface (8) at the end of the extension sleeve (6) which rests against the nut (5), and the nut (5) is made with a concave spherical contact surface (7) which rests against the convex surface (8) of the extension sleeve (6) so that spherical surfaces in the extension sleeve (6) and nut (5) both during assembly and during operation of the gas turbine align themselves and take up misalignments between the surfaces (2) and (3) and prevent bending of the bolt (4) and where the end of the sleeve (6) which abuts against the external reinforcement plate (11) is made with a collar with a sealing edge (10) which drags exhaust leak through bolt holes.

Patentkrav 6. Patent claim 6.

Metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel gassturbin eksoskanal ifølge krav 1‐2‐3‐4‐5, k a r a k t e r i s e r t ved at doblingsplaten (3) er støpt eller sveiset opp i et materiale med termisk utvidelseskoeffisient mindre enn termisk utvidelseskoeffisient for materialet i eksoskanalens stålstruktur (2) for å sikre at termisk ekspansjon av doblingsplaten (3) er mindre enn termisk ekspansjon for eksoskanalens stålstruktur (2), slik at doblingsplaten (3) holder igjen utvidelse av sprekker (1) i skadet overflate i eksoskanalens stålstruktur (2). Method for repairing crack damage in a steel structure, for example gas turbine exhaust duct according to claim 1-2-3-4-5, k a r a k t e r i s e r t in that the doubling plate (3) is cast or welded up in a material with a coefficient of thermal expansion smaller than the coefficient of thermal expansion of the material of the steel structure of the exhaust duct (2) to ensure that the thermal expansion of the doubling plate (3) is less than the thermal expansion of the steel structure of the exhaust duct (2), so that the doubling plate (3) retains the expansion of cracks (1) in the damaged surface of the exhaust duct's steel structure (2).

Patentkrav 7. Patent Claim 7.

Metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel gassturbin eksoskanal ifølge krav 1‐2‐3‐4‐5‐6, k a r a k t e r i s e r t ved at det på eksoskanalens utvendige vegg i skadet område (9) monteres en forsterkningsplate (11) som er utført med et hjørne med hulkil (12) som omslutter eksoskanalens utvendige hjørne, og hvor strekkboltens hylsekrage (12) ligger an mot forsterkningsplaten (11) slik at sprekkskadet vegg (9) i eksoskanalen klemmes sammen mellom doblingsplaten (3) og forsterkningsplaten (11). Method for repairing crack damage in a steel structure, for example gas turbine exhaust duct according to requirement 1-2-3-4-5-6, k a r a k t e r i s e r t in that on the exhaust duct's outer wall in the damaged area (9) a reinforcement plate (11) is mounted, which is made with a corner with a hollow wedge (12) that encloses the exhaust duct's outer corner, and where the tension bolt's sleeve collar (12) rests against the reinforcement plate (11) so that the crack-damaged wall (9) of the exhaust duct is clamped together between the doubling plate (3) and the reinforcement plate (11).

Patentkrav 8. Patent Claim 8.

Metode for utbedring av sprekkskader i en stålstruktur, for eksempel gassturbin eksoskanal ifølge krav 1‐2‐3‐4‐5‐6‐7, k a r a k t e r i s e r t ved at metoden kan benyttes til forsterkning av flater og hjørner i nye og ubrukte eksoskanaler, for å hindre at sprekkdannelser oppstår under start og stans og drift av gassturbinen. Method for repairing crack damage in a steel structure, for example gas turbine exhaust duct according to claim 1-2-3-4-5-6-7, k a r a k t e r i s e r t in that the method can be used for strengthening surfaces and corners in new and unused exhaust ducts, to prevent cracks from occurring during start-up and stoppage and operation of the gas turbine.