RU2768906C1 - Method for restoring the blades of a gas turbine engine compressor - Google Patents
Method for restoring the blades of a gas turbine engine compressor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768906C1 RU2768906C1 RU2021119520A RU2021119520A RU2768906C1 RU 2768906 C1 RU2768906 C1 RU 2768906C1 RU 2021119520 A RU2021119520 A RU 2021119520A RU 2021119520 A RU2021119520 A RU 2021119520A RU 2768906 C1 RU2768906 C1 RU 2768906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- insert
- restored
- feather
- welding
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области восстановления исправного состояния лопаток компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) сваркой, и может быть особенно актуально для несъемных лопаток, являющихся частью конструктивных элементов типа блиск или блинг.The invention relates to the field of restoring the serviceable condition of the compressor blades of a gas turbine engine (GTE) by welding, and may be especially relevant for non-removable blades that are part of structural elements such as blisk or bling.
Газотурбинные двигатели нашли широкое применение в авиа- и судостроении. Составной частью ГТД являются лопатки ротора (рабочие лопатки) и лопатки статора (направляющие аппараты) компрессора. Лопатки компрессора ГТД изготавливают из титановых сплавов, сталей. Рабочие лопатки ротора компрессора в процессе работы ГТД испытывают значительные центробежные, газодинамические, вибрационные, тепловые нагрузки.Gas turbine engines are widely used in aircraft and shipbuilding. An integral part of the gas turbine engine are the rotor blades (working blades) and the stator blades (guides) of the compressor. GTE compressor blades are made of titanium alloys and steels. The rotor blades of the compressor during the operation of the gas turbine engine experience significant centrifugal, gas-dynamic, vibrational, and thermal loads.
Лопатки компрессора ГТД могут быть съемными или несъемными.GTE compressor blades can be removable or non-removable.
Лопатки компрессора являются наиболее повреждаемой частью ГТД. Наиболее часто дефектами лопаток компрессора, появляющимися в процессе эксплуатации ГТД, являются забоины, трещины, деформация. Лопатки первых ступеней компрессора ГТД подлежат восстановлению.Compressor blades are the most damaged part of the gas turbine engine. The most common defects in compressor blades that appear during the operation of a gas turbine engine are nicks, cracks, and deformation. The blades of the first stages of the GTE compressor are subject to restoration.
Известны способы восстановления лопаток ГТД [1-6], согласно которым, имеющий дефект 1 (фиг. 1) участок 2 пера восстанавливаемой лопатки 4 вырезается, края выреза 3 обрабатываются. Вместо вырезанного поврежденного участка к восстанавливаемой лопатке 4 (фиг. 2) сваркой приваривается вставка 5, изготовленная из того же материала, что и восстанавливаемая лопатка 4. Сварной шов 6 (фиг. 2) затем шлифуется и полируется с обеих сторон восстанавливаемой лопатки 4. После чего осуществляют контроль качества сварного соединения.Known methods for restoring GTE blades [1-6], according to which, having a defect 1 (Fig. 1), section 2 of the feather of the restored
В способах [1, 5, 6] ремонтная деталь (вставка) соединяется с неповрежденной частью восстанавливаемой лопатки криволинейным швом, имеющим форму дуги.In the methods [1, 5, 6], the repair part (insert) is connected to the intact part of the restored blade with a curved arc-shaped seam.
На фиг. 3 изображены варианты криволинейных выступов вставки и соответствующих пазов восстанавливаемых лопаток.In FIG. 3 shows variants of the curvilinear protrusions of the insert and the corresponding grooves of the restored blades.
Повышение прочности восстановленной сваркой лопатки достигается тем, что привариваемая к неповрежденному участку пера восстанавливаемой лопатки 4 вставка 5 (фиг. 3) имеет криволинейные скругленные выступы, соответствующие по форме и по размерам пазам в неповрежденной части восстанавливаемой лопатки 4 (фиг. 3).Strengthening of the blade restored by welding is achieved by the fact that the insert 5 (Fig. 3) welded to the undamaged part of the restorable blade feather 4 (Fig. 3) has curvilinear rounded protrusions corresponding in shape and size to the grooves in the undamaged part of the restored blade 4 (Fig. 3).
На фиг. 3 представлены варианты таких выступов вставки 5, вставленных в пазы восстанавливаемых лопаток 4.In FIG. 3 shows variants of such protrusions of the
Перед сваркой вставка 5 вставляется выступом (или несколькими выступами) в соответствующие по размерам и по форме пазы неповрежденной части восстанавливаемой лопатки 4 таким образом, что установленная в паз вставка 5 становится неподвижной в плоскости пера восстанавливаемой лопатки 4. Формы вставки и выемки соответствуют друг другу, обеспечивая зацепление вставки в выемке пера восстанавливаемой лопатки по типу пазла. Такое зацепление препятствует движению вставки в плоскости пера восстанавливаемой лопатки, повышая прочность соединения.Before welding, the
Вставка 5 и неповрежденная часть восстанавливаемой лопатки 4 могут соединяться электронно-лучевой сваркой.Insert 5 and the undamaged part of the restored
Для соединения вставки 5 и восстанавливаемой лопатки 4 может применяться и лазерная сварка, но она имеет зону термического влияния большего размера, чем у электронно-лучевой сварки и качество сварного шва при лазерной сварке может быть ниже.Laser welding can also be used to connect
При использовании любого типа сварки прочность предлагаемого сварного соединения обеспечивается не только прочностью сварного шва 6, но и прочностью материала неповрежденной части восстанавливаемой лопатки 4, удерживающего вставку 5.When using any type of welding, the strength of the proposed welded joint is ensured not only by the strength of the
После сварки шов 6, соединяющий вставку 5 и восстанавливаемую лопатку 4, обрабатывается, например, шлифованием и полированием таким образом, чтобы шов не выступал за пределы поверхности пера лопатки.After welding, the
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ восстановления лопаток турбомашин [2], согласно которому взамен вырезанного поврежденного участка к лопатке приваривают электронно-лучевой сваркой вставку в форме полудиска с торцевым пазом.Closest to the proposed invention is a method of restoring the blades of turbomachines [2], according to which, instead of the cut out damaged area, an insert in the form of a half-disk with an end groove is welded to the blade by electron beam welding.
Однако общим недостатком указанных способов [1-6] является снижение прочности восстановленной сваркой лопатки, которое происходит по сварному шву. Особенно этот недостаток критичен для восстановленных рабочих лопаток ротора компрессора ГТД, подвергающихся при работе двигателя воздействию центробежных сил, способствующих отделению вставки 5 от неповрежденной части восстанавливаемой лопатки 4 (фиг. 2).However, a common disadvantage of these methods [1-6] is the reduction in the strength of the blade restored by welding, which occurs along the weld. This drawback is especially critical for the restored working blades of the GTE compressor rotor, which are exposed to centrifugal forces during engine operation, which contribute to the separation of the
Техническим результатом является повышение прочности восстановленной сваркой лопаток компрессора ГТД посредством увеличения прочности неразъемного соединения ремонтной детали (вставки) с неповрежденной частью пера восстанавливаемой лопатки.The technical result is to increase the strength of the GTE compressor blades restored by welding by increasing the strength of the permanent connection of the repair part (insert) with the intact part of the feather of the restored blade.
Заявленный технический результат достигается тем, что в известном способе восстановления лопаток компрессора газотурбинного двигателя, включающем выполнение на поврежденном участке пера восстанавливаемой лопатки криволинейной выемки, соединение вставки с пером восстанавливаемой лопатки в зоне выемки, приваривание сваркой вставки к перу восстанавливаемой лопатки, согласно заявляемому изобретению, вставка выполнена с криволинейными скругленными выступами или пазами, соответствующими по форме и размерам пазам или выступам выемки в пере восстанавливаемой лопатки, обеспечивающими зацепление вставки в пере восстанавливаемой лопатки по типу пазла и препятствующего движению вставки в плоскости пера восстанавливаемой лопатки.The claimed technical result is achieved by the fact that in the known method of restoring the blades of a compressor of a gas turbine engine, which includes making a curved recess on the damaged section of the restorable blade feather, connecting the insert to the feather of the restored blade in the recess zone, welding the insert to the feather of the restored blade, according to the claimed invention, the insert made with curvilinear rounded protrusions or grooves corresponding in shape and size to the grooves or protrusions of the recess in the re-restorable blade, ensuring the engagement of the insert in the re-restorable blade like a puzzle and preventing the insert from moving in the plane of the restorable blade airfoil.
В частном случае может быть использована электронно-лучевая сварка.In a particular case, electron beam welding can be used.
В частном случае может быть использована лазерная сварка.In a particular case, laser welding can be used.
Заявленное изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображена поврежденная лопатка.In FIG. 1 shows a damaged blade.
На фиг. 2 изображена восстановленная лопатка.In FIG. 2 shows a restored blade.
На фиг. 3 изображены варианты криволинейных выступов вставки и соответствующих пазов восстанавливаемых лопаток.In FIG. 3 shows variants of the curvilinear protrusions of the insert and the corresponding grooves of the restored blades.
Повышение прочности восстановленной сваркой лопатки достигается тем, что привариваемая к неповрежденному участку пера восстанавливаемой лопатки 4 вставка 5 (фиг. 3) имеет криволинейные скругленные выступы, соответствующие по форме и по размерам пазам в неповрежденной части восстанавливаемой лопатки 4 (фиг. 3).Strengthening of the blade restored by welding is achieved by the fact that the insert 5 (Fig. 3) welded to the undamaged part of the restorable blade feather 4 (Fig. 3) has curvilinear rounded protrusions corresponding in shape and size to the grooves in the undamaged part of the restored blade 4 (Fig. 3).
На фиг. 3 представлены варианты таких выступов вставки 5, вставленных в пазы восстанавливаемых лопаток 4.In FIG. 3 shows variants of such protrusions of the
Перед сваркой вставка 5 вставляется выступом (или несколькими выступами) в соответствующие по размерам и по форме пазы неповрежденной части восстанавливаемой лопатки 4 таким образом, что установленная в паз вставка 5 становится неподвижной в плоскости пера восстанавливаемой лопатки 4. Формы вставки и выемки соответствуют друг другу, обеспечивая зацепление вставки в выемке пера восстанавливаемой лопатки по типу пазла. Такое зацепление препятствует движению вставки в плоскости пера восстанавливаемой лопатки, повышая прочность соединения.Before welding, the
Вставка 5 и неповрежденная часть восстанавливаемой лопатки 4 могут соединяться электронно-лучевой сваркой.Insert 5 and the undamaged part of the restored
Для соединения вставки 5 и восстанавливаемой лопатки 4 может применяться и лазерная сварка, но она имеет зону термического влияния большего размера, чем у электронно-лучевой сварки и качество сварного шва при лазерной сварке может быть ниже.Laser welding can also be used to connect
При использовании любого типа сварки прочность предлагаемого сварного соединения обеспечивается не только прочностью сварного шва 6, но и прочностью материала неповрежденной части восстанавливаемой лопатки 4, удерживающего вставку 5.When using any type of welding, the strength of the proposed welded joint is ensured not only by the strength of the
После сварки шов 6, соединяющий вставку 5 и восстанавливаемую лопатку 4, обрабатывается, например, шлифованием и полированием таким образом, чтобы шов не выступал за пределы поверхности пера лопатки.After welding, the
После завершения восстановления лопатки 4 вставка 5 должна иметь ту же форму и размеры, что и удаленный поврежденный участок восстанавливаемой лопатки 4, взамен которого эта вставка 5 установлена.After the restoration of the
Контроль качества выполненного сварного шва 6, а также привариваемой вставки 5 и неповрежденной части пера восстанавливаемой лопатки 4 может быть осуществлен методами неразрушающего контроля, например, акустического, магнитного, радиационного, электрического [7], проникающими веществами.The quality control of the
Источники информацииSources of information
1. Авторское свидетельство SU 544208 от 15.12.1981.1. Author's certificate SU 544208 dated 12/15/1981.
2. Патент на изобретение RU 2185945 от 27.02.2002.2. Patent for invention RU 2185945 dated February 27, 2002.
3. Патент на изобретение RU 2240215 от 20.11.2004.3. Patent for invention RU 2240215 dated 11/20/2004.
4. Патент на изобретение RU 2417869 от 10.02.2008.4. Patent for invention RU 2417869 dated February 10, 2008.
5. Патент на изобретение RU 2419527 от 29.10.2009.5. Patent for invention RU 2419527 dated October 29, 2009.
6. Патент на изобретение RU 2440877 от 20.01.2011.6. Patent for invention RU 2440877 dated 01/20/2011.
7. Патент на изобретение RU 2717747 от 25.03.2020.7. Patent for invention RU 2717747 dated 03/25/2020.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119520A RU2768906C1 (en) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | Method for restoring the blades of a gas turbine engine compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119520A RU2768906C1 (en) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | Method for restoring the blades of a gas turbine engine compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768906C1 true RU2768906C1 (en) | 2022-03-25 |
Family
ID=80820217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021119520A RU2768906C1 (en) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | Method for restoring the blades of a gas turbine engine compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768906C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2185945C1 (en) * | 2001-03-12 | 2002-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method for restoring turbomachine blades |
US6568077B1 (en) * | 2000-05-11 | 2003-05-27 | General Electric Company | Blisk weld repair |
RU2240215C1 (en) * | 2003-07-15 | 2004-11-20 | Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" | Vane blade restoration process |
RU2419527C1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли (Минпромторг России) | Method of repairing turbo machine blade integrated disk (blisk) |
RU2440877C2 (en) * | 2009-07-15 | 2012-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис" | Method of reclaiming turbo machine vane body |
EP1371439B2 (en) * | 2002-06-10 | 2014-06-25 | United Technologies Corporation | Method of weld repairing a component for a turbine engine with a refractory metal backing material |
-
2021
- 2021-07-02 RU RU2021119520A patent/RU2768906C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6568077B1 (en) * | 2000-05-11 | 2003-05-27 | General Electric Company | Blisk weld repair |
RU2185945C1 (en) * | 2001-03-12 | 2002-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method for restoring turbomachine blades |
EP1371439B2 (en) * | 2002-06-10 | 2014-06-25 | United Technologies Corporation | Method of weld repairing a component for a turbine engine with a refractory metal backing material |
RU2240215C1 (en) * | 2003-07-15 | 2004-11-20 | Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" | Vane blade restoration process |
RU2440877C2 (en) * | 2009-07-15 | 2012-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис" | Method of reclaiming turbo machine vane body |
RU2419527C1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли (Минпромторг России) | Method of repairing turbo machine blade integrated disk (blisk) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10016853B2 (en) | Deep trailing edge repair | |
RU2417869C2 (en) | Method of turbo machine integral vaned disk repair and pilot piece to this end | |
EP0924016B1 (en) | Method for linear friction welding | |
US7634854B2 (en) | Method for joining blades to blade roots or rotor disks when manufacturing and/or repairing gas turbine blades or integrally bladed gas turbine rotors | |
US5697151A (en) | Method for repairing partitions of a turbine diaphragm | |
US8153922B2 (en) | Insert weld repair | |
US20070157447A1 (en) | Method of improving the properties of a repaired component and a component improved thereby | |
US7784180B2 (en) | Method and blade repair element for blisk repair or new blisk manufacture | |
US6502303B2 (en) | Method of repairing a turbine blade tip | |
US8479391B2 (en) | Consumable collar for linear friction welding of blade replacement for damaged integrally bladed rotors | |
EP2039882B1 (en) | Methods for performing gas turbine engine casing repairs | |
EP2159371B1 (en) | Gas turbine airfoil assemblies and methods of repair | |
US7507933B2 (en) | Method for fabricating a rotor shaft | |
JP2005201242A (en) | Method for repairing gas turbine rotor blade | |
US20100135779A1 (en) | Semi-finished product for producing a repaired blade for a gas turbine and repair method for repairing a blade for a gas turbine | |
RU2768906C1 (en) | Method for restoring the blades of a gas turbine engine compressor | |
US9068459B2 (en) | Turbine diaphragm airfoil, diaphragm assembly, and method of repair | |
JP2004308552A (en) | Repairing method of turbine rotor, and turbine rotor | |
JPS61200307A (en) | Repairing method of impeller | |
JPS61258902A (en) | Repairing method for turbine wheel | |
JPS62258102A (en) | Method of repairing breakage of racing wire |