Способ восстановления секторов разрезного кольца соплового аппарата турбины газотурбинного двигателя

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.

 

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.

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.