Способ восстановления бандажных полок лопаток турбомашин из титановых сплавов



Способ восстановления бандажных полок лопаток турбомашин из титановых сплавов
Способ восстановления бандажных полок лопаток турбомашин из титановых сплавов

 

B23K103/14 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2586191:

Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") (RU)

Изобретение может быть использовано при ремонте изношенных или поврежденных бандажных полок лопаток турбомашин, выполненных из титановых сплавов. С поврежденных участков удаляют покрытие и поверхностный слой металла, например, алмазным шлифованием. Осуществляют наплавку поврежденных участков титановым α-сплавом или квази-α-сплавом и механическую обработку наплавленных участков до восстановления их заданных геометрических размеров и формы. Для сохранения величины исходного базового размера бандажных полок наплавку и механическую обработку производят сначала на бандажной полке с одной стороны лопатки, а потом на бандажной полке с другой стороны лопатки. После отжига лопаток в вакууме при температуре не выше 650°C наносят износостойкое покрытие на восстановленные участки путем, например, детонационного напыления. Применение данного способа обеспечивает высокую точность восстановления геометрических размеров и формы бандажных полок, а также высокое качество ремонта, что повышает надежность и ресурс работы отремонтированных лопаток. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области сварки и наплавки и может быть использовано при ремонте изношенных или поврежденных бандажных полок лопаток турбомашин, выполненных из титановых сплавов.

Известен способ наплавки при восстановлении изношенных лопаток турбомашин, включающий наплавление на лопатки полос из легированных металлов, механическую обработку с обеспечением заданной геометрии лопаток, последующую термообработку и нанесение защитного покрытия (RU 2434973 С2, C23C 26/00, B23K 9/04, 27.11.2011). Недостатком известного способа является невозможность его применения для восстановления бандажных полок лопаток.

Известен также способ ремонтной наплавки изношенных или поврежденных полок лопаток турбомашин, принятый за прототип и включающий удаление с поврежденных участков покрытия и поверхностного слоя, наплавку поврежденных участков, механическую обработку наплавленных участков до восстановления заданных геометрических размеров и формы, термообработку лопаток в вакууме и нанесение износостойкого покрытия на восстановленные участки (US 20080028605 A1, B23P 6/00, 07.02.2008). Недостатком данного способа является невысокая надежность и низкий ресурс работы лопаток.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и ресурса работы лопаток.

Получаемый при этом технический результат заключается в обеспечении высокой точности восстановления геометрических размеров и формы бандажных полок лопаток, а также получение высокого качества наплавленных участков.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе восстановления бандажных полок лопаток турбомашин из титановых сплавов, включающем удаление с поврежденных участков покрытия и поверхностного слоя, наплавку поврежденных участков в среде нейтрального газа или в вакууме и механическую обработку наплавленных участков до восстановления заданных геометрических размеров и формы, осуществляют сначала на бандажной полке с одной из сторон лопатки, а потом на бандажной полке с другой стороны лопатки, причем в качестве наплавляемого материала используют титановый α-сплав или квази-α-сплав, после чего проводят отжиг лопатки при температуре не выше 650°С и вакууме 10-3…10-4 мм рт.ст. и нанесение износостойкого покрытия на восстановленные участки путем напыления.

Удаление покрытия и поверхностного слоя материала осуществляют, например, алмазным шлифованием, а нанесение износостойкого покрытия осуществляют, например, путем детонационного напыления.

Изобретение поясняется чертежами, где показаны:

на фиг. 1 - общий вид ремонтной лопатки с наплавкой дефектного участка бандажной полки,

на фиг. 2 - общий вид лопатки с восстановленными бандажными полками.

Способ реализуется следующим образом.

С ремонтируемых (дефектных) участков 1 бандажных полок 2 лопатки 3, выполненной из титанового сплава, удаляют защитное покрытие и поверхностный слой материала лопатки, особенно в случаях наличия трещин в покрытии, которые могут проходить в основной материал лопатки. Эта операция выполняется, например, алмазным шлифованием. После этого ремонтируемые участки 1 очищают от пыли и обезжиривают. Осуществляют контроль фактических размеров бандажных полок 2 с целью определения величины наплавляемого материала 4. Для сохранения величины исходного базового размера «Н» бандажных полок 2 наплавку материала 4, в качестве которого используют титановый α-сплав или квази-α-сплав, производят для исключения влияния кислорода на материал лопатки в среде нейтрального газа (например, аргона, гелия) или в вакууме сначала на бандажной полке 2 с одной из сторон лопатки 3, при этом лопатку базируют и закрепляют в соответствующих приспособлениях 5 (показаны условно). После наплавки материала 4 на одну из бандажных полок 2, не освобождая лопатку из приспособлений 5, осуществляют механическую обработку наплавленного участка с целью удаления избыточного наплавленного материала 4 и восстановления заданных геометрических размеров и формы бандажной полки. Указанная обработка может производиться, например, путем фрезерования и последующего алмазного шлифования.

Затем лопатку 3 переворачивают и закрепляют в приспособлениях 5 уже отремонтированной бандажной полкой 2, после чего осуществляют аналогично наплавку материала 4 и механическую обработку наплавленного участка до восстановления заданных геометрических размеров и формы второй бандажной полки. Для снятия остаточных напряжений после наплавки и механической обработки производят отжиг лопатки в вакууме (10-3…10-4 мм рт.ст.) при температуре не выше 650°С. Указанная температура обусловлена необходимостью избежать роста зерна структуры материала лопатки и ухудшения его механических свойств, а величина разрежения в вакуумной камере, где производится отжиг, определяется тем, чтобы не допустить образования оксидной пленки на поверхности бандажных полок и ухудшения адгезии при последующем нанесении на них износостойкого покрытия.

Выбор наплавляемого на поврежденные участки материала в виде титановых α-сплавов или квази-α-сплавов обусловлен отсутствием в них фазовых превращений при термообработке, что позволяет при воздействии на них теплового фактора сохранять стабильную структуру материала без его упрочнения.

После проведения указанной термообработки осуществляют нанесение на отремонтированные бандажные полки износостойкого покрытия путем, например, детонационного напыления, обеспечивающего минимальное время теплового воздействия на лопатку. В заключение при необходимости может проводиться контроль качества отремонтированных участков, например капиллярный ЛЮМ-контроль.

Применение данного способа восстановления бандажных полок лопаток обеспечивает повышение надежности и ресурса работы лопаток, при этом достигается высокая точность восстановления геометрических размеров и формы бандажных полок, а также обеспечивается и высокое качество ремонта.

1. Способ восстановления бандажных полок лопаток турбомашин из титановых сплавов, включающий удаление с поврежденных участков покрытия и поверхностного слоя, наплавку поврежденных участков в среде нейтрального газа или в вакууме и механическую обработку наплавленных участков до восстановления заданных геометрических размеров и формы, которые осуществляют сначала на бандажной полке с одной из сторон лопатки, а потом на бандажной полке с другой стороны лопатки, причем в качестве наплавляемого материала используют титановый α-сплав или квази-α-сплав, после чего проводят отжиг лопатки при температуре не выше 650°С и вакууме 10-3…10-4 мм рт.ст. и нанесение износостойкого покрытия на восстановленные участки путем напыления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление покрытия и поверхностного слоя материала осуществляют путем алмазного шлифования.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нанесение износостойкого покрытия производят путем детонационного напыления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу электродуговой наплавки цилиндрических поверхностей ободьев и ступиц катаных центров локомотивных колес из среднеуглеродистой стали для устранения технологического износа и продления срока их службы.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при восстановлении геометрии изношенных участков поверхностей запирающих конусов иглы и корпуса распылителя форсунки двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно долот лемехов плугов. Удаляют изношенную режуще-лезвийную часть долота, изготавливают компенсирующий элемент из листовой рессорно-пружинной стали и приваривают его к восстанавливаемому долоту.

Изобретение относится к технологии ультразвукового упрочнения конических резьбовых участков нефтепромысловых труб и муфт. Инструмент содержит полый корпус, имеющий со стороны входного конца поверхность, предназначенную для контакта с волноводом, а со стороны выходного конца - рабочую резьбовую поверхность с фаской, ответную поверхности обрабатываемой резьбы.

Изобретение может быть использовано для восстановления с упрочнением рабочих органов почвообрабатывающих машин. Удаляют изношенную рабочую часть плужного лемеха.

Изобретение относится к системе восстановления ковочного штампа (1) лазерной наплавкой. Система включает в себя устройство (10) детектирования формы (2) штампа (1), подлежащего восстановлению, сварочное устройство (30), конфигурированное для нанесения наплавляемого материала на штамп (1), и процессор (20), конфигурированный для задания траекторий (11) наплавки, чтобы приводить в действие сварочный аппарат (30), причем траектории наплавки задаются согласно распознанной форме (2) и заранее заданной форме штампа (1).

Изобретение относится к исправлению дефектного кольцевого сварного соединения между трубными секциями трубопровода. Для устранения дефектов сварного шва используется механизм (20) вскрытия сварного шва.
Изобретение относится к ремонту изношенных деталей с применением сварки и может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно лап культиваторов.

Изобретение относится к способу ремонта металлической детали. Осуществляют наплавку поврежденных частей детали порошком металла на упомянутую деталь.

Изобретение относится к ультразвуковому упрочнению конических резьбовых участков нефтепромысловых труб и соединительных муфт. Осуществляют повторяющиеся циклы операций свинчивания и развинчивания конических резьбовых участков деталей со сменным инструментом, на который воздействуют ультразвуковыми колебаниями.

Изобретение относится к способу дуговой сварки под флюсом стальной пластины. Для дуговой сварки под флюсом используют первый электрод диаметром 3,9-4,1 мм и располагают его спереди по направлению сварки.

Изобретение относится к анализу материалов радиационными методами и может быть использовано для разводороживания сварных швов магистральных газопроводов. При изготовлении сварного шва измеряют его температуру и при достижении в одной из точек шва температуры 200-240ºС над ней устанавливают выпускное устройство ускорителя электронов.

Группа изобретений относится к способу и устройству для изготовления малогабаритных атомных ячеек с парами атомов щелочных металлов и может быть использована при изготовлении квантовых приборов различного применения.

Изобретение относится к способу изготовления биметаллических насосно-компрессорных труб и может использоваться при получении трубной продукции или ремонте насосно-компрессорных труб (НКТ).

Изобретение относится к способу сварки роторов для генерации энергии (газовых турбин, паровых турбин, генераторов), которые содержат множество роторных дисков, размещенных вдоль оси ротора.

Изобретение относится к способу многопроходной автоматической аргонодуговой сварки изделий из низколегированной стали перлитного класса толщиной более 30 мм и может быть использовано в энергетическом машиностроении, при изготовлении, монтаже и ремонте ответственных металлических конструкций и трубопроводов.

Изобретение относится к области изготовления ротора турбины газотурбинного двигателя, состоящего из двух и более деталей, изготовленных преимущественно из никелевого жаропрочного сплава с применением электронно-лучевой сварки.

Изобретение относится к способу изготовления оребренных обечаек для топливных баков ракетных двигателей, цистерн для транспортирования и хранения различных сред и пр.

Изобретение относится к сварной стальной детали и способу ее изготовления. Заготовка детали получена сваркой встык, по меньшей мере, одного первого и одного второго листа.

Изобретение относится к сварке и может найти применение в машиностроении, теплоэнергетике, металлургии и др. Изобретение позволяет изготавливать крупногабаритные плоские тонколистовые оребренные панели с листовыми ребрами, а также упрощает способ и устройство для его осуществления.

Изобретение может быть использовано для соединения секций железнодорожных рельсов стыковой сваркой оплавлением с использованием виброоборудования. Предварительно осуществляют настройку и прикрепление виброоборудования на железнодорожный рельс.
Наверх