涡轮叶梢的维修方法技术

一种维修涡轮叶片(1)的方法，涡轮叶片具有限定出内部空腔宽度的径向延伸的外壁(18)和叶梢(12)。该方法包括移除所述叶梢的至少一部分以形成维修表面(46)；提供梢盖(48)，所述梢盖具有外宽(95)小于所述内部空腔宽度(44)的径向外侧(50)以及具有内宽(93)基本上等于或大于所述内部空腔宽度(44)的径向内侧。将所述梢盖定位在维修表面处，使用易延展的焊接材料将所述梢盖焊接到所述维修表面。在梢盖周围通过堆焊形成盖周界部(56)，通过堆焊在盖周界部上形成凹槽部(62)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮叶梢的维修方法
本专利技术总体上涉及用于涡轮发动机的叶片，更具体地说，涉及维修涡轮叶片的梢部。
技术介绍
常规燃气轮机发动机包括多排压缩机叶片、多排旋转涡轮叶片和旋转轴。涡轮叶片设计成将燃气轮机发动机的热工作气体转换为位于发动机涡轮段的轴的旋转能。每个涡轮叶片包括径向延伸的外壁(限定出翼面形状)和叶梢。涡轮叶片通常由超耐热合金材料形成，比如镍基超耐热合金材料。内部空腔由外壁形成，并具有由梢盖闭合的径向外端，梢盖通常由凹槽状结构(squealer structure)围绕。冷却流体引导通过内部空腔，以冷却外壁和叶梢。 在燃气轮机发动机的正常操作期间，涡轮叶片中的热和机械应力会导致在叶片材料中形成缺陷，比如裂纹。燃气轮机部件，尤其是涡轮叶片，是要定期维护且必要时更换的。为了延长部件的操作寿命，在任何可能时刻整修部件，之后，所述部件在燃气轮机中重新使用。例如，涡轮叶片的这种整修可涉及更换梢盖以及改良凹槽状结构，比如通过在叶梢处堆焊。
技术实现思路
根据本专利技术的各方面，提供了一种维修涡轮叶片的方法，涡轮叶片包括限定出内部空腔宽度的径向延伸的外壁以及叶梢。该方法包括移除叶梢的至少一部分以形成维修表面、提供具有外宽小于内部空腔宽度的径向外侧和内宽基本上等于或大于内部空腔宽度的径向内侧的梢盖、将梢盖定位在维修表面处使得径向外侧不会与外壁重叠、将梢盖焊接到维修表面以及通过焊接形成盖周界部。 本专利技术的其它方面包含:该方法还可包括焊接梢盖，包括以展延性比盖周界部的展延性更高的材料在梢盖和维修表面之间焊接出接头。该方法还可包括通过焊接在盖周界部上形成更换用凹槽部(replacement squealer port1n),其中，更换用凹槽部包括与用于通过焊接形成盖周界部的材料不同的材料。梢盖可包括径向外侧表面、径向内部表面、压力侧表面和抽吸侧表面，其中，径向外侧表面和径向内部表面可基本上平行，压力侧表面和抽吸侧表面可基本上在径向方向上不平行地延伸。 梢盖可额外地包括径向外侧表面、径向内侧表面以及多个压力侧表面和抽吸侧表面。压力侧表面之一可邻近维修表面，抽吸侧表面之一可邻近维修表面，邻近维修表面的压力和抽吸侧表面可基本上彼此不平行地在径向方向上延伸。梢盖可具有礼帽(top hat)截面，包括与维修表面处于重叠关系的径向内周界部以及不与维修表面处于重叠关系的径向外周界部。焊接梢盖可包括以展延性比盖周界部的展延性更高的填充材料在梢盖和维修表面之间焊接出接头，填充材料可基本上沿压力和抽吸侧表面延伸一径向距离，该径向距离不大于径向内周界部的径向范围。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种维修涡轮叶片的方法，涡轮叶片包括径向延伸的外壁和叶梢。该方法包括移除叶梢的至少一部分以形成维修表面、提供具有包括重叠部分和非重叠部分的周界的梢盖、将梢盖定位在维修表面上使得梢盖在重叠部分与外壁重叠且梢盖在非重叠部分不与外壁重叠、将梢盖焊接到维修表面以及通过焊接形成盖周界部。 根据本专利技术的其它方面，重叠和非重叠部分可包括位于梢盖周界周围的交替截面。重叠和非重叠部分可在梢盖周界周围限定出锯齿状边缘。焊接梢盖可包括以展延性比盖周界部的展延性更高的材料在梢盖和维修表面之间焊接接头。该方法还可包括通过焊接在盖周界部上形成更换用凹槽部，其中，更换用凹槽部包括与用于通过焊接形成盖周界部的材料不同的材料。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于维修涡轮叶片的方法，涡轮叶片限定出翼面形状，并具有梢盖。该方法包括移除叶梢的至少一部分以形成维修表面；提供具有以大致匹配翼面形状的形状构造的周界的梢盖，该周界包括在大致垂直于涡轮叶片径向方向的方向上延伸的突出部；将梢盖定位在维修表面上，使得梢盖的至少一部分与外壁重叠；将梢盖焊接到维修表面；以及通过焊接形成盖周界部。 本专利技术的其它方面包括提供可包括径向外侧表面、径向内侧表面、压力侧表面和抽吸侧表面的梢盖，其中，径向外侧表面和径向内侧表面基本上平行，突出部从径向外侧表面向径向内侧表面延伸。突出部可限定出周界的波状表面。周界的波状表面可包括重叠部分和非重叠部分，将梢盖定位在维修表面上可包括将梢盖定位成周界在重叠部分与外壁重叠，梢盖在非重叠部分不与外壁重叠。焊接梢盖可包括以展延性比盖周界部的展延性更高的材料在梢盖和维修表面之间焊接接头。该方法还可包括通过焊接在盖周界部上形成更换用凹槽部，其中，更换用凹槽部包括与用于通过焊接形成盖周界部的材料不同的材料。 【附图说明】 尽管说明书以特定指出并明确要求本专利技术的权利要求书结束，但是应认为，结合附图会更好地理解本专利技术，附图中的类似参考标号表面类似元件，附图中: 图1是具有形成在叶梢中的裂纹的现有技术涡轮叶片的透视图； 图2A-2G是示出更换用涡轮叶梢的截面图以及根据本专利技术各方面的叶梢维修方法的步骤； 图3是根据本专利技术另一方面的更换用涡轮叶梢的截面图； 图4是根据本专利技术又一方面的更换用涡轮叶梢的截面图； 图5是根据本专利技术又一方面的更换用涡轮叶梢的截面图； 图6是根据本专利技术还一方面的更换用涡轮叶梢的截面图； 图7是对应于图2G所示更换用涡轮叶梢的更换用梢盖的平面图，示出在附接之前位于涡轮叶片外壁上的位置； 图8是对应于图6所示更换用涡轮叶梢的更换用梢盖的平面图，示出在附接之前位于涡轮叶片外壁上的位置；以及 图9是为图8所示更换用梢盖的变型例的更换用梢盖的平面图，示出在附接之前位于涡轮叶片外壁上的位置。 【具体实施方式】 在下面对优选实施例的详细描述中，参考形成本专利技术一部分的附图，在附图中，仅以示例的方式而不以限制性的方式示出可实施本专利技术的特定优选实施例。要理解的是，可利用其它实施例，并且，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可以进行改变。 现在参见图1，图1示出燃气轮机发动机(未示出)的涡轮叶片10，其中，叶片10包括受损叶梢12，比如可在发动机的日常维护检测期间识别出的这样的受损叶梢。涡轮叶片10是沿周向排列在燃气轮机发动机中的多个涡轮叶片14之一。涡轮叶片10包括从诸如转子组件的转子盘(未示出)的安装位置沿径向向外延伸的翼面16。翼面16包括从叶片平台20沿径向方向延伸的翼面外壁18。翼面16的外壁18暴露于燃气轮机发动机的高温工作气体，并包括压力侧壁22和相对面向的抽吸侧壁24。压力和抽吸侧壁22、24在翼面16的沿翼弦间隔开的前缘和后缘26、28处连接起来。涡轮叶片10的叶梢12位于外壁18的径向外端，远离平台20。叶梢12包括限定出翼面外壁18的向外延伸部的凹槽部30。叶梢12还包括梢盖32，其从凹槽部30的径向外端凹陷，如图1和2A所示。梢盖32在形成于翼面外壁18的径向外端的开口范围内限定出封闭件，以在叶梢12处限定出闭合的内部空腔34，如图2A和2C-G所示。 在燃气轮机发动机操作期间，冷却空气循环通过内部空腔34，以冷却涡轮叶片10的外壁18和叶梢12。冷却空气的一部分可从内部空腔34经由外壁18中的膜冷却孔36、经由延伸穿过梢盖32的对流冷却孔38分布。另外，涡轮叶片10可包括位于翼面外壁18和凹槽部30的外表面上的热障涂层40，如图2A所示。 再次参见图1，热和机械诱导应力(比如在燃气轮机发动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种维修涡轮叶片的方法，所述涡轮叶片具有限定出内部空腔宽度的径向延伸的外壁以及叶梢，所述方法包括：移除所述叶梢的至少一部分以形成维修表面；提供梢盖，所述梢盖具有外宽小于所述内部空腔宽度的径向外侧以及内宽基本上等于或大于所述内部空腔宽度的径向内侧；将所述梢盖定位在所述维修表面处，使得所述径向外侧不会与所述外壁重叠；将所述梢盖焊接到所述维修表面；以及通过焊接形成盖周界部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.09 US 13/467,2981.一种维修涡轮叶片的方法，所述涡轮叶片具有限定出内部空腔宽度的径向延伸的外壁以及叶梢，所述方法包括: 移除所述叶梢的至少一部分以形成维修表面； 提供梢盖，所述梢盖具有外宽小于所述内部空腔宽度的径向外侧以及内宽基本上等于或大于所述内部空腔宽度的径向内侧； 将所述梢盖定位在所述维修表面处，使得所述径向外侧不会与所述外壁重叠； 将所述梢盖焊接到所述维修表面；以及 通过焊接形成盖周界部。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述焊接所述梢盖包括以展延性比所述盖周界部的展延性更高的材料在所述梢盖和所述维修表面之间焊接出接头。3.如权利要求1所述的方法，包括通过焊接在所述盖周界部上形成更换用凹槽部，其中，所述更换用凹槽部包括与用于所述通过焊接形成盖周界部的材料不同的材料。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供梢盖包括提供径向外侧表面、径向内侧表面、压力侧表面和抽吸侧表面,其中，所述径向外侧表面和所述径向内侧表面基本上平行，所述压力侧表面和所述抽吸侧表面基本上在径向方向上不平行地延伸。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述提供梢盖包括提供径向外侧表面、径向内侧表面以及多个压力侧表面和抽吸侧表面。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述压力侧表面之一邻近所述维修表面，所述抽吸侧表面之一邻近所述维修表面，邻近所述维修表面的所述压力侧表面和抽吸侧表面基本上在径向方向上相对彼此不平行地延伸。7.如权利要求5所述的方法，其中，所述梢盖具有礼帽状截面，所述礼帽状截面包括与所述维修表面处于重叠关系的径向内周界部和与所述维修表面处于非重叠关系的径向外周界部。8.如权利要求7所述的方法，其中， 所述焊接所述梢盖包括以展延性比所述盖周界部的展延性更高的填充材料在所述梢盖和所述维修表面之间焊接出接头；以及 其中，所述填充材料大致沿所述压力侧表面和抽吸侧表面延伸一径向距离，所述径向距离不大于所述径向内周界部的径向范围。9.一种维修涡轮叶片的方法，所述涡轮叶片具有径向延伸的外壁和叶梢，所述方法包括: 移除所述叶梢的至少一部分以形成维修表面； 提供梢盖，所述梢盖具有包括重叠部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：M芒希，李经邦，BP斯旺森，PM乔吉瓦，JA莫林，
申请(专利权)人：西门子能量股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US