[發明專利]一種渦輪導向器弧段的修復方法

有效

• 申請號: 01137485.3
• 申請日: 2001-11-16
• 公開（公告）號: CN1354066A
• 公開（公告）日: 2002-06-19
• 發明（設計）人: 小J·W·卡德爾;J·M·卡爾德維爾;K·M·利蘭德;G·H·尼科爾斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 林長安

技術領域

本發明總體上涉及燃氣渦輪發動機，更具體地涉及一種在這種發動機中使用的渦輪導向器弧段的修復方法。

背景技術

燃氣渦輪發動機包括一個給燃燒室提供壓縮空氣的壓縮機，空氣在燃燒室中與燃料混和并點燃，產生燃燒熱氣體。這些氣體向下流入渦輪部分，從氣體中得到能量以驅動壓縮機，并提供有效功來驅動航空器飛行。航空器發動機一般包括固定的渦輪導向器，可通過適當地影響渦輪內的氣體流動和壓力來提高發動機的性能。在多級式渦輪中，渦輪導向器設置在每一級渦輪的入口處，將燃燒氣體導入位于導向器下方的渦輪轉子中。渦輪導向器通常在其圓周上分成幾段，每一導向器弧段都具有一個或多個位于內環和外環之間的葉片，這些葉片限定了流經導向器的燃燒熱氣體的徑向流道的邊界。這些導向器弧段安裝在發動機的外殼上，形成了一個環狀陣列，葉片在相鄰級渦輪的轉子葉片之間徑向地延伸。

已經提出了多種方法來制造導向器弧段。在一普遍采用的方法中，導向器弧段是一多片式組件，包括一內環，一外環，以及一個或多個葉片，其中每一部件都是單獨鑄造的。內環和外環上均設有槽，葉片端部即釬接在其中，從而形成了導向器弧段組件。另外一個普遍采用的方法是整體地鑄造導向器弧段。這就是說，葉片、內環和外環一體地形成，如同一個整體鑄件。

這兩種方法都有其優點和缺點。例如，多片式方法的一個缺點是導向器弧段一般只是外環安裝在發動機殼上，葉片和內環實際上懸在熱氣流中。因此，導向器弧段的最大機械應力產生在葉片和外環的交界面，其在多片式組件中是釬接連接，其強度一般不及整體鑄件交界面的強度。多片式導向器弧段的制造費用也很昂貴。因此，多數導向器弧段都是整體鑄造。

在工作中導向器弧段暴露在高溫中，腐蝕性氣流限制了這些部件的有效使用壽命。因此，導向器弧段一般是由高溫鈷或鎳基超合金制成，并通常有抗腐蝕和/或耐熱材料涂層。另外，導向器弧段通常由來自壓縮機的冷卻空氣進行內部冷卻，以延長使用壽命。然而即使做了這些努力，導向器弧段的某些部件尤其是葉片，還是會破裂、腐蝕，或是有其它損傷，使得導向器弧段必須進行修復或更換，以維持安全有效率的發動機操作。由于導向器弧段設計復雜，材料相對昂貴且制造費用高，因此還是希望盡可能對其進行修復。

現有的修復工藝包括例如裂紋修復和葉片表面尺寸恢復等技術。然而，這些現有的修復受到局部變形和最小壁厚的限制，然而由于反復修復和化學剝落，這些條件都會超過。因此，導向器弧段上用現有修復工藝無法修復的位置上可能會發生損傷。在整體鑄件的導向器弧段中存在著熱應力和機械應力，使得內環可修復而其它導向器弧段結構不能修復的情況經常發生。因此，為避免在這種情況下報廢整個導向器弧段，需要有一種方法用于搶修導向器弧段的可修復部分。

發明內容

本發明提供了一種具有至少一個位于外環和內環之間的葉片的渦輪導向器弧段的修復方法，可以滿足上述需要。此方法包括將內環從導向器弧段中分解下，并在內環中連接一個新的具有外環和至少一個葉片的替換鑄件。替換鑄件包括在葉片一端形成的固定平臺，以及在固定平臺上形成的凸臺。在內環上連接一個凸盤，凸盤中設有凹槽。然后將凸盤插入凹槽中，固定平臺裝入內環上的一個凹進部分中。將凸臺連接到凸盤上，并將固定平臺連接到內環上，就完成了連接。

在閱讀了后文中的具體描述和所附的權利要求后并結合附圖，可以清楚本發明以及其相對于現有技術的優點。

附圖說明

在說明書的結論部分中特別指出和清楚地說明了本發明的主題。然而，參考后文中的描述并結合附圖可以更好地理解本發明。附圖說明如下：

圖1是發動機渦輪導向器弧段的透視圖；

圖2是從圖1所示導向器弧段中分解下的內環的透視圖；

圖3是本發明修復方法中使用的替換鑄件的透視圖；

圖4是連接有凸盤的圖2所示內環的透視圖；

圖5是圖4所示內環加工后的透視圖；

圖6是圖4所示內環加工后的另一透視圖；

圖7是圖3所示替換鑄件加工后的透視圖；

圖8是一修復后的渦輪導向器弧段的透視圖。

具體實施方式