СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СЕКТОРОВ РАЗРЕЗНОГО КОЛЬЦА СОПЛОВОГО АППАРАТА ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2007 года по МПК B23P6/00 B23K1/08 

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к ремонту секторов соплового аппарата турбины газотурбинных двигателей для газоперекачивающих установок и авиации.

Известен способ восстановления секторов соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя газотермическим напылением и последующим оплавлением сфокусированным сканирующим лазерным лучом кромок детали в среде инертного газа. Покрытие на основе никеля напыляют толщиной 0,5...2,5 мм (патент РФ №2069137, B23P 6/00,1996).

Данный способ ремонта не обеспечивает высокую прочность сцепления покрытия с основным материалом сектора. Процесс трудоемок.

Наиболее близким по технической сущности является способ восстановления секторов разрезного кольца соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя, включающий предварительную подготовку внутренней изношенной поверхности секторов и изготовление пластин, сборку секторов и пластин под пайку с помощью ленточных хомутов, изготовление кармана-питателя для порошкового припоя, пайку и охлаждение секторов в вакуумной печи, контроль качества пайки и механическую обработку секторов, собранных в кольцо (патент РФ №2194604, В23Р 6/00, 2001).

Способ не обеспечивает пропай по всей площади сопрягаемых поверхностей. Способ трудоемкий.

Задачей изобретения является повышение качества паяного соединения сопрягаемых поверхностей, снижение трудозатрат.

Поставленная задача достигается тем, что в способе восстановления секторов разрезного кольца соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя, включающем предварительную подготовку внутренней изношенной поверхности секторов и изготовление пластин, сборку секторов и пластин под пайку с помощью ленточных хомутов, изготовление кармана-питателя для порошкового припоя, пайку и охлаждение секторов в вакуумной печи, контроль качества пайки и механическую обработку секторов, собранных в кольцо, при сборке под пайку между сектором и пластиной помещают никелевую сетку с ячейкой 0,04 мм и толщиной 0,075-0,08 мм, карман-питатель изготавливают из никелевой сетки вдоль длинной стороны сектора, сборку под пайку располагают горизонтально, пайку ведут в вакууме при температуре 1220-1240°С в течение 20-30 минут, охлаждают сектора до температуры 150°С в вакууме, а далее - на воздухе.

В процессе эксплуатации двигателя происходит износ секторов соплового аппарата турбины, увеличивается зазор между торцами рабочих лопаток и внутренней поверхностью разрезных секторов. Увеличение зазора приводит к значительному снижению тяги двигателя. Для восстановления служебных характеристик двигателя требуется ремонт соплового аппарата и, в частности, восстановление разрезных колец секторов. В предлагаемом способе при сборке под пайку между сектором и пластиной помещают никелевую сетку, которая обеспечивает необходимый равномерный зазор между сопрягаемыми поверхностями, способствует капиллярному растеканию по всей площади сопрягаемых поверхностей и растворяется жидким припоем во время выдержки при температуре пайки.

Пример конкретного выполнения.

Ремонтируется разрезное кольцо I ступени ТВД из сплава ВЖ98 (ХН60ВТ) с износом внутренней поверхности секторов 1,2...2,0 мм (в комплекте 37 секторов).

Внутреннюю поверхность секторов обрабатывают до удаления следов износа. Из полосы сплава ВЖ98 толщиной 3,0 мм вальцуют и сваривают обечайку, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру разрезного кольца после удаления следов износа. Производят вакуумную термообработку (термофиксацию) обечайки и разрезают ее на отдельные пластины. Производят нарезку никелевой сетки (004 ГОСТ6613-86/НП2 ГОСТ492-73) на заданный раскрой. Производят сборку под пайку. На сектор накладывают сетку так, что вдоль одной длинной стороны сектора она выходит на 5-8 мм. Точечной контактной сваркой закрепляют сетку на секторе. На сетку устанавливают пластину. Сектор и пластину сжимают струбцинами и закрепляют ленточными хомутами из фольги толщиной 0,15-0,3 мм из сплава 12Х18Н10Т. Загибают выступающий край сетки для образования кармана-питателя. В карман-питатель насыпают порошок припоя ВПр2445-6Г, уплотняют его, для закрепления смачивают связующим раствором ацетона с акриловой смолой и сушат на воздухе. Подготовленные сектора собирают в приспособление, располагая сборку горизонтально. Пайку производят в вакуумной печи СГВ-2,4-2/15 при температуре 1240°С, вакуум 1·10^-4 мм рт.ст., время выдержки 25 минут. После пайки деталь охлаждают до 150°С в вакууме, затем на воздухе. Производят контроль качества пайки - выход припоя по всему периметру сопрягаемых поверхностей. Сектора собирают в кольцо и производят механическую обработку поверхностей согласно требованию ремонтного чертежа.

Металлографическими исследованиями дефектных участков пайки не выявлено.

Предлагаемый способ ремонта обеспечивает пропай сопрягаемых поверхностей.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к ремонту секторов соплового аппарата турбины газотурбинных двигателей для газоперекачивающих установок и авиации. Осуществляют предварительную подготовку внутренней изношенной поверхности секторов, изготовляют пластины, производят сборку секторов и пластин под пайку с помощью ленточных хомутов. При сборке под пайку между сектором и пластиной помещают никелевую сетку с ячейкой 0,04 мм и толщиной 0,075-0,08 мм. Изготавливают вдоль длинной стороны сектора карман-питатель из никелевой сетки для порошкового припоя. Сборку под пайку располагают горизонтально. Пайку ведут в вакууме при температуре 1220-1240°С в течение 20-30 минут. Охлаждают сектора вначале в вакуумной печи до температуры 150°С, а затем на воздухе. Осуществляют контроль качества пайки и механическую обработку собранных в кольцо секторов. В результате повышается качество паяного соединения сопрягаемых поверхностей, и снижаются трудозатраты.

Способ восстановления секторов разрезного кольца соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя, включающий предварительную подготовку внутренней изношенной поверхности секторов, изготовление пластин, осуществление сборки секторов и пластин под пайку с помощью ленточных хомутов, изготовление кармана-питателя для порошкового припоя, пайку и охлаждение секторов в вакуумной печи, контроль качества пайки и механическую обработку секторов, собранных в кольцо, отличающийся тем, что при сборке под пайку между сектором и пластиной размещают никелевую сетку толщиной 0,075-0,08 мм и с ячейкой размером 0,04 мм с изготовлением из нее кармана-питателя, расположенного вдоль длинной стороны сектора, сборку под пайку располагают горизонтально, а пайку ведут в вакуумной печи при температуре 1220-1240°С в течение 20-30 мин, охлаждают сектора в вакуумной печи до температуры 150°С, а далее на воздухе.