[發明專利]用于維修渦輪葉片頂部的方法

有效

• 申請號: 201210416177.0
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103084780B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: R.S.班克
• 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72001
• 代理人: 李強,曹若

技術領域

本發明大體涉及渦輪機，諸如渦輪發動機。更明確地講，本發明涉及用于維修渦輪機的翼型件部件的方法。

背景技術

大多數渦輪發動機的典型設計在本領域中是眾所周知的。它們包括用于壓縮與燃料混合的空氣的壓縮機。燃料-空氣混合物在附接的燃燒器中點燃以產生燃燒氣體。在現代的發動機中可在大約1100℃到2000℃的范圍內的熱的、被加壓的氣體被允許膨脹通過渦輪噴嘴，渦輪噴嘴引導流以使附接的高壓渦輪轉動。渦輪通常與轉子軸桿聯接以驅動壓縮機。核心氣體然后離開高壓渦輪，從而向下游提供能量。能量呈附加的旋轉能的形式，其被附接的較低壓力的渦輪級提取，和/或呈通過排氣噴嘴的推力的形式。

在典型的情況下，通過使熱的燃燒氣體撞擊到一個或多個裝有葉片的轉子組件上，在燃燒器內產生的熱能轉換成渦輪內的機械能。(精通本領域的人員會理解，術語“葉片”通常為用于航空渦輪的詞匯的一部分，而術語“輪葉”典型地在描述同樣類型的用于以地面為基礎的渦輪的部件時使用)。轉子組件形成了整個定子-轉子組件的一部分，在其中，轉子葉片排和在定子組件上的定子導葉排交替地延伸越過沿軸向定向的流動通路，用于使燃燒氣體“工作”。

各個轉子葉片包括翼型件，其包括壓力側和吸力側。每個翼型件從轉子葉片平臺沿徑向向外延伸。每個轉子葉片還包括燕尾榫，其從在平臺和燕尾榫之間延伸的柄沿徑向向內延伸。燕尾榫用來將轉子組件內的轉子葉片安裝到轉子盤或軸。

由渦輪中的熱膨脹燃燒氣體越過在旋轉的渦輪葉片和包圍葉片的靜止的密封件或護罩之間的空隙的泄漏引起了渦輪發動機效率的降低。由于高溫和離心載荷，在這樣的相對旋轉的構件之間密封以避免在效率方面的損失的問題在發動機的渦輪區段中非常難。

改進在相應的渦輪葉片和護罩或靜止的密封件之間的密封的一種方法為通過在渦輪葉片上提供鳴聲器(squealer)型的頂部(即凹槽式葉頂)。鳴聲器頂部包括相對小的高度的連續的周邊端壁，其典型地包圍渦輪葉片的徑向外端上的端蓋并且從渦輪葉片的徑向外端上的端蓋向外突出。(端蓋通常封閉葉片內部中的一個或多個冷卻空氣室)。在不干擾轉子的轉動的情況下，或者在不干擾轉子或護罩的結構完整性的情況下，鳴聲器頂部以及其它的頂部設計和幾何形狀在最小化裝有葉片的轉子組件和護罩之間的“間隔空隙”方面通?？煞浅Ｓ行А?!-- SIPO -->

由于侵蝕或高溫氧化的作用，鳴聲器頂部和其它類型的轉子頂部在渦輪發動機已經使用了一段時間后有時候需要維修。維修過程通常涉及通過不同的機械加工技術去除在頂部上部區域中的所有的或者大部分的材料。然后從轉子葉片的壓力側和吸力側兩側重建頂部區域。使用不同的技術來重建頂部區域，諸如焊接工藝或激光熔凝。在某些情況下，葉片頂部用與初始的材料不同的材料重建。例如，初始的葉片可用鎳基或鈷基超級合金中的一種類型鑄造，然而維修材料可為超級合金中的另一種類型，例如允許更高效地焊接到初始結構的一種超級合金。

轉子頂部的維修過程可能是耗時的。要求新的頂部的非常精確的形狀，并且它的性能特性必須滿足嚴格的標準。此外，形成新的頂部的材料可能非常昂貴。

考慮到這些需要考慮的事項，應該顯而易見的是，用于維修渦輪機的葉片的頂部的新的工藝在本領域內將受到歡迎。技術應該為成本高效的，同時使得能夠形成具有好的性能特點的新的葉片頂部。此外，該新技術應當可用于維修鳴聲器頂部葉片，并且還應順應于(amenable to)使用各種用于新的頂部的材料。

發明內容

本發明的一個實施例涉及用于維修包括根部部分、具有壓力側壁和吸力側壁的翼型件以及設置在這兩個側壁之間的頂部的渦輪葉片的一種方法。該方法包括以下步驟：去除頂部的基本上所有的上部區域；并且然后重建上部頂部區域的僅僅一部分。被重建的部分大體上自吸力側壁延伸。

本發明的另一個實施例涉及用于維修或修改包括根部部分、具有壓力側壁和吸力側壁的翼型件以及設置在這兩個側壁之間的頂部的渦輪葉片的一種方法，其中，該頂部包括在壓力側壁和吸力側壁兩者上方延伸的鳴聲器邊緣部分。該方法包括以下步驟：去除從壓力側壁延伸的鳴聲器邊緣部分；同時將從吸力側壁延伸的鳴聲器邊緣部分留在原位。

附圖說明

圖1為在現有技術中已知的示范性渦輪葉片的透視圖。

圖2為在圖1中示出的渦輪葉片的一部分的透視放大圖。

根據本發明的一些實施例，圖3為在維修過程期間渦輪葉片的頂部區域的描述。

根據本發明的實施例，圖4為維修后的在圖3中描繪的頂部區域的描繪。

具體實施方式