СПОСОБ РЕМОНТА ЛОПАТОК ТУРБИННЫХ МАШИН Российский патент 2008 года по МПК B23P6/00 B23K15/00 

Описание патента на изобретение RU2316418C1

Изобретение относится к ремонту деталей машин и может быть использовано в турбомашиностроении при восстановлении изнашиваемых частей лопаток, в частности торцов лопаток компрессора.

Известные технические решения, направленные на восстановление изношенных частей лопаток, не гарантируют качественного сплавления присадочных материалов с торцем лопатки из-за возникающих в местах наплавки лопатки таких дефектов, как прижоги, подрезы, несплавления. Кроме того, возможно и налипание капель наплавляемого металла на кромку пера лопаток.

Известен способ ремонта поврежденного торца лопатки турбины (US пат. №5794338 от 1997 г., кл. В23Р 15/00). На поврежденный зачищенный торец лопатки последовательно наплавляют присадочный материал, после чего механически обрабатывают наплавленный торец лопатки до требуемого размера.

Недостатком известного способа является образование дефектов несплавления и подрезов при нанесении первого слоя наплавки, а также напыление пера лопатки и его прижогов каплями расплавленного металла.

Известен способ восстановления длины пера лопаток газотурбинного двигателя (RU пат. №2138382 от 1999 г., кл. В23Р 6/00). В известном способе на торец лопатки укладывают проволоку и прихватывают ее. Затем на боковые поверхности пера лопатки и проволоку наносят пастообразный припой, который после нагрева в вакуумной печи до температуры плавления припаивает проволоку к торцу пера лопатки. Недостатком способа является низкая прочность соединения наращиваемого материала с пером лопатки.

Известен способ ремонта лопаток турбинного двигателя. (ЕР пат. 1371439 от 1997 г., В23К 9/04). На ремонтируемый участок поверхности лопатки накладывают заготовку из жаропрочного сплава и наплавляют на заготовку присадочный металл с температурой плавления, превышающей температуру плавления металла лопатки. При данном способе наплавки возможны такие дефекты, как прижоги, подрезы, несплавления.

Известен способ ремонта лопаток турбинных машин, при котором определяют линию ремонтного сечения лопатки, удаляют по ней дефектную часть, пристыковывают платик к боковой стороне лопатки, а затем поверх - накладку и осуществляют соединение электронно-лучевой сваркой с последующей механической обработкой (RU пат. №2240215 от 2004 г., кл. В23Р 6/00).

Недостатком известного способа является то, что в результате приварки накладки к перу лопатки около шва образуются значительные зоны термического влияния, что нарушает структуру материала лопатки и накладки и может привести к возникновению дефектов типа трещин.

Задачей настоящего изобретения является осуществление технического результата, заключающегося в устранении указанного недостатка способа.

Технический результат осуществляется тем, что в способе ремонта лопаток турбинных машин, при котором определяют линию ремонтного сечения лопатки, удаляют по ней дефектную часть, пристыковывают платик к боковой стороне лопатки, а затем сверху - накладку, и осуществляют соединение электронно-лучевой сваркой с последующей механической обработкой, с обратной стороны лопатки устанавливают дополнительный платик, причем одну из сторон каждого платика выполняют с кривизной, повторяющей кривизну торца лопатки, а затем аргонодуговой сваркой фиксируют платики между собой и накладкой и осуществляют наплавку на торец лопатки, используя накладку в качестве присадочного материала.

Способ ремонта лопаток турбинных машин поясняется фиг.1-4, где на фиг.1:

1 - изображена лопатка с платиками, пристыкованными к обеим ее сторонам (вид сбоку);

2 - та же лопатка в процессе наплавки с использованием накладки в качестве присадочного материала;

3 - лопатка (вид сверху), одна из сторон которых выполнена по образующим торца лопатки конгруэнтно им;

4 - та же лопатка, торец которой и платики накрыты накладкой.

На фиг.1-4 позициями 1-6 указаны: 1 - лопатка, 2, 3 - платики, 4 - накладка, 5 - участок наплавки, 6 - электронный луч.

По данному способу восстанавливались торцевые поверхности лопаток компрессора, изготовленных из сталей и титановых сплавов.

Лопатки 1 подготавливают следующим образом. Измеряют высоту лопатки 1 (от замка до торца), определяют линию ремонтного сечения лопатки, удаляют по ней дефектную часть шлифовкой, выравнивают торцевую поверхность до размера Lизн для осуществления операции восстановления детали до чертежных размеров.

Из материала, идентичного материалу лопатки, подготавливают два платика 2, 3 длиной на 10-15 мм больше длины торца лопатки, шириной 2-3 мм, а также накладку 4 с шириной, соответствующей общему размеру установленных на лопатке платиков 3, 4, длиной, соответствующей длине платика. Толщина накладки 4 должна превышать шину литой зоны на 3-5 мм. Совмещают торцевые поверхности лопатки 1 и платиков 2, 3, зажимают в губках приспособления и платики 3, 4 фиксируют аргонодуговой сваркой. На торцевую поверхность лопатки 1 и платиков 3, 4 устанавливают накладку 4, которую также аргонодуговой сваркой фиксируют к платикам 3, 4.

Подготовленные таким образом лопатки устанавливают на манипулятор электронно-лучевой установки и осуществляют их наплавку.

Наплавку накладки 4, являющейся присадочным материалом (участок наплавки 5), производят электронным лучом с его статическим отклонением и динамическим сканированием по выбранной траектории с заданной частотой и амплитудой.

Режимы электронно-лучевой наплавки приведены в таблице

Толщина пластиныУскоряющее напряжение, кВТок луча, мАЧастота колебаний луча, ГцАмплитуда колебаний, ммСкорость наплавки, м/ч1,56018104,520

После наплавки лопатки проводят механическую обработку на соответствие размерам чертежа, термообработку и металлографический контроль восстановленной лопатки. По полученным результатам контроля и замеров судят о соответствии лопаток чертежным размерам и об их годности к установки на двигатель.

Таким образом, предлагаемый способ ремонта лопаток из титановых сплавов и сталей обеспечивает полное восстановление геометрических размеров лопаток, упрощает технологический процесс ремонта, позволяет получать качественный наплавленный металл без разупрочнения металла лопатки. Свойства наплавленного металла находятся на уровне свойств металла лопатки, а сложная поверхность пера лопатки и его пространственное положение не имеют отклонений от чертежных размеров.

В результате осуществления предложенного способа исключаются нарушения структуры материала лопатки и накладки и возможность возникновения дефектов типа трещин.

Похожие патенты RU2316418C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РЕМОНТА ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Наговицын Евгений Михайлович
  • Пузанов Сергей Георгиевич
  • Гейкин Валерий Александрович
  • Поклад Валерий Александрович
  • Елисеев Юрий Сергеевич
  • Скворцов Иван Владимирович
  • Докашев Виктор Васильевич
  • Ермачков Евгений Михайлович
  • Шаронова Наталья Ивановна
RU2330750C2
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН 2009
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Селиванов Константин Сергеевич
  • Новиков Антон Владимирович
  • Тарасюк Иван Васильевич
  • Кишалов Евгений Александрович
RU2420383C2
Способ восстановления длины пера лопаток компрессора ГТД 1990
  • Копылов Александр Григорьевич
  • Быков Сергей Иванович
  • Батуев Валерий Николаевич
SU1734977A1
СПОСОБ РЕМОНТА МОНОКОЛЕСА ТУРБОМАШИН 2009
  • Наговицын Евгений Михайлович
  • Гейкин Валерий Александрович
  • Докашев Виктор Васильевич
  • Есипова Татьяна Сергеевна
  • Никитин Александр Иванович
  • Поклад Валерий Александрович
  • Пузанов Сергей Георгиевич
  • Скворцов Иван Владимирович
  • Соломатина Наталья Анатольевна
RU2419527C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ 2009
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Новиков Антон Владимирович
  • Селиванов Константин Сергеевич
RU2440877C2
СПОСОБ РЕМОНТА ЛОПАТОК ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2006
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Лисянский Александр Степанович
  • Седов Виктор Викторович
  • Павлинич Сергей Петрович
  • Рева Александр Владимирович
  • Глацунов Сергей Владимирович
  • Дыбленко Юрий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Селиванов Константин Сергеевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
RU2353496C2
Способ восстановления концевой части пера охлаждаемой лопатки турбины газотурбинного двигателя 2021
  • Ермолаев Александр Сергеевич
  • Котельников Альберт Викторович
  • Фурсенко Евгений Николаевич
  • Ясинецкий Вадим Владиславович
  • Иванов Артем Михайлович
  • Старков Дмитрий Александрович
RU2770156C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ БЛОКА СОПЛОВЫХ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН ИЗ НИКЕЛЕВЫХ И КОБАЛЬТОВЫХ СПЛАВОВ 2009
  • Новиков Антон Владимирович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Кишалов Евгений Александрович
RU2426632C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТОРЦА ПЕРА ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ С ФОРМИРОВАНИЕМ ЩЕТОЧНОГО УПЛОТНЕНИЯ 2010
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Галиев Владимир Энгелевич
  • Симашко Андрей Павлович
RU2479400C2
СПОСОБ РЕМОНТА ЛОПАТОК ГАЗОВЫХ ТУРБИН ИЗ НИКЕЛЕВЫХ И КОБАЛЬТОВЫХ СПЛАВОВ 2006
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Селиванов Константин Сергеевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Годовский Дмитрий Александрович
  • Новиков Антон Владимирович
  • Гордеев Вячеслав Юрьевич
  • Солнцева Ольга Сергеевна
  • Седов Виктор Викторович
  • Рева Александр Владимирович
RU2346075C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 316 418 C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ РЕМОНТА ЛОПАТОК ТУРБИННЫХ МАШИН

Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано для восстановления лопаток турбинных машин. Определяют линию ремонтного сечения лопатки, по которой удаляют дефектную часть. Пристыковывают платики к боковым сторонам лопатки. Причем одну из сторон каждого платика выполняют с кривизной, повторяющей кривизну торца лопатки. После чего устанавливают накладку на торцевую поверхность лопатки и платиков и фиксируют вышеназванные детали аргонодуговой сваркой. Затем осуществляют соединение электронно-лучевой сваркой путем наплавки на торец лопатки с использованием накладки в качестве присадочного материала. После этого проводят механическую обработку. В результате исключается нарушение структуры материала лопатки и накладки и возникновение дефектов. 4 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 316 418 C1

Способ ремонта лопаток турбинных машин, включающий определение линии ремонтного сечения лопатки, удаление по указанной линии дефектной части, пристыковку платика к боковой стороне лопатки, а затем сверху - накладки и соединение электронно-лучевой сваркой с последующей механической обработкой, отличающийся тем, что с обратной стороны лопатки устанавливают дополнительный платик, причем одну из сторон каждого платика выполняют с кривизной, повторяющей кривизну торца лопатки, после чего аргонодуговой сваркой фиксируют платики между собой и накладкой, а соединение электронно-лучевой сваркой осуществляют путем наплавки на торец лопатки с использованием накладки в качестве присадочного материала.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2316418C1

СПОСОБ РЕМОНТА ПЕРА ЛОПАТКИ 2003
  • Аржакин А.Н.
  • Столяров И.И.
  • Язовских В.М.
  • Кротов Л.Н.
  • Трушников Д.Н.
  • Каменев В.П.
RU2240215C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЛИНЫ ПЕРА ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1998
  • Колосов В.И.
RU2138382C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ 1997
  • Асадуллин М.З.
  • Юрьев В.Л.
  • Грибановский В.А.
RU2121419C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН 2003
  • Смыслов А.М.
  • Смыслова М.К.
  • Годовская Г.В.
  • Исанбердин А.Н.
  • Людвиницкий С.В.
  • Хафизов Р.Х.
RU2251476C1
ЕР 1371439 А, 17.12.2003
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ 1996
  • Маскаленко В.А.
  • Павлов В.В.
  • Милюц В.Г.
  • Рыскина С.Г.
  • Ровнушкин В.А.
  • Спирин С.А.
  • Кулаков В.В.
  • Павлушин Н.В.
  • Павлов С.Е.
  • Сенин В.Т.
  • Швалев В.А.
  • Тарынин Н.Г.
RU2114921C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ К СТАНКАМ ДЛЯ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ 0
  • М. А. Минков, П. П. Серебреницкий Ф. М. Дроздов
SU389913A1

RU 2 316 418 C1

Авторы

Наговицын Евгений Михайлович

Гейкин Валерий Александрович

Поклад Валерий Александрович

Шаронова Наталья Ивановна

Пузанов Сергей Георгиевич

Скворцов Иван Владимирович

Докашев Виктор Васильевич

Ермачков Евгений Михайлович

Даты

2008-02-10Публикация

2006-09-18Подача