Способ восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (гтд)



Способ восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (гтд)
Способ восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (гтд)

Владельцы патента RU 2627558:

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

Изобретение относится к способу восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД). Определяют линии ремонтного среза бандажных полок. Удаляют по указанной линии их дефектные части. Изготавливают накладки из твердосплавного материала толщиной не более 0,9 мм со сквозными проточкам по контуру, совпадающему с плоскостями ремонтного среза бандажных полок. Фиксируют их на плоскостях срезов с соблюдением требования сохранения установленной длины бандажных полок, осуществляют термообработку и заключительную финишную механообработку. При этом после удаления по указанной линии ремонтного среза дефектных частей бандажных полок осуществляют наплавление на ремонтный срез слоя титанового сплава заданной толщины, а затем - фиксацию накладок путем индукционной пайки. Предлагаемый способ позволит повысить надежность изделия при его эксплуатации, а также увеличить ремонтный ресурс лопаток в 1,5-2 раза, 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при восстановлении бандажных полок лопаток газотурбинных двигателей, подвергающихся ударно-абразивному воздействию, в частности торцевых поверхностей спинки и корыта лопатки КНД.

Известен способ восстановления длины пера лопаток компрессора, при котором удаляют дефектный участок торца пера лопатки, после чего лопатки наплавляют присадочным материалом до требований ремонтного чертежа (пат. RU №1734977, кл. В23Р 6/00 за 1992 г.). Недостатком известного способа является неравномерность наносимого припоя, что приводит к преждевременному износу лопаток.

Известен способ ремонта поверхностных дефектов изделий ГТД, при котором после удаления дефектного участка на ремонтируемую поверхность наносят гибкий наполнитель из никелевой сетки со спеченным слоем гранул из жаропрочного сплава с последующим нанесением на слой наполнителей жаропрочного припоя (пат. RU №2240214, кл. В23Р 6/00 за 2003 г.).

Недостатком известного способа является большая толщина плазменного покрытия (8,7-9,2) мм при нанесении на обрабатываемую поверхность, что не обеспечивает требуемого ремонтного ресурса работы лопатки, поскольку на поверхности вероятность сколов возрастает.

Известен способ ремонта гребешков лабиринтных уплотнений рабочих лопаток ГТД, при котором после удаления дефектного участка к ремонтируемой поверхности бандажной полки лопатки присоединяют накладку посредством пастообразного припоя (пат. RU №2354523, кл. В23Р 6/00 за 2007 г.).

Недостатком известного способа является то, что наращивание длины лопатки присоединением к ней накладной пластины возможно лишь посредством ее боковой поверхности, а не торцевой, как в предлагаемом случае.

Известен способ восстановления лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД), взятый за прототип, включающий определение линии ремонтного среза бандажных полок, удаление по указанной линии их дефектных частей, изготовление накладок по контуру, совпадающему с плоскостями ремонтного среза бандажных полок, фиксации их на плоскостях срезов, с соблюдением требования сохранения установленной длины бандажных полок, термообработки и заключительной финишной механообработки (DE №19642980, кл. В23Р 6/05 от 18.10.1996 г.).

Недостатком известного способа является то, что в нем требуемую длину восстанавливаемого изделия обеспечивают высотой накладки. Это неприемлемо при ремонте ГТД, поскольку накладка в процессе эксплуатации подвергается боковому ударно-абразивному воздействию среды и в случае утолщения ее боковая поверхность воспримет большую нагрузку, что может привести к отрыву накладки от бандажной полки лопатки.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение ремонтного ресурса лопаток в 1,5-2 раза.

Получаемый при этом технический результат заключается в повышении надежности изделия.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД), включающем определение линии ремонтного среза бандажных полок, удаление по указанной линии их дефектных частей, изготовление накладок по контуру, совпадающему с плоскостями ремонтного среза бандажных полок, и фиксации их на плоскостях срезов, с соблюдением требования сохранения установленной длины бандажных полок, термообработки и заключительной финишной механообработки, при этом накладки выполняют из твердосплавного материала толщиной не более 0,9 мм, а установленную длину бандажных полок обеспечивают наплавлением на ремонтный срез титанового сплава расчетной толщины его слоя.

Кроме того, наплавление осуществляют в среде аргона сплавом ВТ20 толщиной слоя от 2,5 до 3,5 мм с допускаемым припуском контура по ширине не более 0,5 мм на сторону и натеканием не более 2 мм.

Для снятия напряжений на поверхности изделия термообработку (отжиг) проводят в вакуумной печи в течение двух часов при давлении p=(3-5)10-3 мм рт.ст. и температуре 540°С.

При этом накладки выполняют из материала группы ВК фрагментированными со сквозными проточками шириной не более 0,3 мм, а их фиксацию на ремонтных срезах бандажных полок осуществляют индукционной напайкой припоем ВПр16 толщиной слоя 110±20 мкм, наносимого на всю поверхность ремонтного среза при Т=940°С в течение 5-8 с.

Способ поясняется следующими фигурами:

На фиг. 1 показана лопатка с бандажными полками.

На фиг. 2 - лопатка с восстановленными бандажными полками.

На фиг. 3 - накладка в виде фрагментированной твердосплавной пластины.

На фиг. 1-3 позициями 1-7 указано следующее. Поз. 1 - лопатка; поз. 2 - бандажная полка со стороны корыта, а поз. 3 - бандажная полка со стороны спинки, поз. 4 - наплавка, поз. 5 - припой, поз. 6 - фрагментированная твердосплавная пластина со сквозными проточками поз. 7.

Способ реализуется следующим образом.

Вначале определяют линию ремонтного среза восстанавливаемых бандажных полок. Затем удаляют по указанной линии их дефектные части, что осуществляется черновым шлифованием и чистовым фрезерованием. Одновременно с этим электроэрозионным вырезанием из прутка материала ВК изготавливают контуры накладок.

Далее электроэрозионной разрезкой разделяют пруток на фрагментированные пластины толщиной не более 0,9 мм со сквозными проточками. При этом сквозные проточки фрагментированных пластин выполняют шириной не более 0,3 мм.

После удаления дефектов с бандажных полок лопаток на плоскости их срезов в среде аргона наплавляют сплав ВТ20 толщиной от 2,5 до 3,5 мм с допускаемым припуском контура по ширине не более 0,5 мм на сторону и допустимым натеканием не более 2 мм. После наплавки проводят термообработку «отжиг» лопаток в вакуумной печи в течение двух часов при давлении (3-5)⋅10-3 мм рт.ст. и температуре 540°±10°С. Затем места наплавки бандажных полок зачищают фрезой ВК6 диаметром ∅63 мм, с количеством зубьев Z=16, на глубину t=1 мм, машинная подача Sм=100 мм/мин и частота вращения шпинделя n=160 об/мин., шлифуют и снимают заусенцы войлочным кругом ПП125×13×32 24А25СМ2 диаметром ∅70 мм при ручной подаче Spyч. и частоте вращения n=2800 об/мин. После этого лопатки под напайку обезжиривают со стороны спинки и корыта. А затем на бандажных полках посредством индукционной напайки закрепляют припоем ВПр16 фрагментированные твердосплавные пластины ВК-10КС, поз.6 сначала со стороны корыта, затем со стороны спинки. Процесс пайки осуществляют при температуре 940°±10°С в течение 5-8 с. Толщина припоя при этом составляет 110±20 мкм и наносится на всю поверхность. После закрепления фрагментированных твердосплавных пластин ВК10КС производят их механообработку. Сначала шлифуют по горизонтали со стороны корыта, а потом со стороны спинки, чтобы выйти на заданный геометрический размер. Обрабатывают поверхность шлифовальным кругом карбидом кремния зеленый ЧК63С-45°(64С) 25/16СМ1-СМ2Б1 диаметром ∅150 мм при скорости круга Vкр=15 м/с, продольной подачи Stпр.=8 мм/мин, поперечной подачи Sпоп.=0,005 мм/дв. ход., после чего вручную доводят доработку полок по контуру спинки и корыта при ручной подаче Spyч. и частоте вращения n=5000 об/мин шлифовальным кругом карбидом кремния зеленый ЧК63С-45°(64С) 5/6СМ1-СМ2Б1 диаметром ∅70 мм.

Предлагаемый способ изобретения позволит повысить надежность изделия при его эксплуатации, а также увеличить ремонтный ресурс лопаток в 1,5-2 раза.

1. Способ восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД), включающий определение линии ремонтного среза бандажных полок, удаление по указанной линии их дефектных частей, изготовление накладок по контуру, совпадающему с плоскостями ремонтного среза бандажных полок, фиксацию их на плоскостях срезов с соблюдением требования сохранения установленной длины бандажных полок, термообработку и заключительную финишную механообработку, отличающийся тем, что накладки выполняют из твердосплавного материала толщиной не более 0,9 мм со сквозными проточками, при этом после удаления по указанной линии ремонтного среза дефектных частей бандажных полок осуществляют наплавление на ремонтный срез слоя титанового сплава заданной толщины, а затем - фиксацию накладок путем индукционной пайки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наплавление осуществляют в среде аргона сплавом ВТ20 толщиной слоя от 2,5 до 3,5 мм с допускаемым припуском контура по ширине не более 0,5 мм на сторону и натеканием не более 2 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют термообработку в виде отжига, которую проводят в вакуумной печи в течение двух часов при давлении p=(3-5)10-3 мм рт.ст. и температуре 540°C.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что накладки выполняют из материала группы ВК со сквозными проточками шириной не более 0,3 мм.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что индукционную напайку накладок на ремонтных срезах бандажных полок осуществляют припоем ВПр16 толщиной слоя 110±20 мкм, который наносят на всю поверхность ремонтного среза при Т-940°C в течение 5-8 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для защиты от коррозионного растрескивания сварной металлоконструкции. Способ включает заваривание приповерхностных трещин путем пошагового воздействия импульсом тока в зоне растягивающих остаточных сварочных напряжений и обжатие упомянутой зоны динамическими ударами.

Изобретение относится к способу восстановления изношенных рабочих органов почвообрабатывающих машин, имеющих лучевидный износ. Осуществляют двухслойную наплавку материалов различной твердости вдоль оси лучевидного износа.

Изобретение относится к области соединения металлов и может быть использовано при ремонте изготовленного из суперсплава компонента газотурбинного двигателя. Способ включает изъятие компонента из эксплуатации, удаление поврежденной части компонента для открытия ремонтируемой поверхности, покрытие ремонтируемой поверхности слоем порошка, включающим материал суперсплава и флюс, воздействие энергетическим лучом на часть поверхности сформированного слоя порошка для плавления выбранной части и образование структурированного первого слоя материала суперсплава, присоединенного к ремонтируемой поверхности и покрытого слоем шлака, удаление слоя шлака с первого слоя материала суперсплава, покрытие, по меньшей мере, первого слоя материала суперсплава дополнительным количеством упомянутого порошка, воздействие энергетического луча на дополнительное количество порошка для изготовления второго слоя материала суперсплава, присоединенного к первому слою и покрытого последующим слоем шлака, удаление последующего слоя шлака.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при восстановлении рабочей поверхности стенок кристаллизатора без его разборки. Способ включает очистку рабочей поверхности стенок кристаллизатора, дробеструйную обработку изношенных участков, примыкающих к углам кристаллизатора и расположенных в нижней части рабочих поверхностей стенок, изготовленных из меди или ее сплавов, и высокоскоростное газопламенное напыление на них жаропрочного износостойкого покрытия в виде механически активированного порошка cBN-Ni3Al-Si-C-Co-Y при следующем соотношении компонентов, мас.%: cBN 21-34, Ni3Al 37-40, Si 9-12, С 3-5, Со12-15,Y 5-7, начиная с глубины износа не менее 250-450 мкм, толщиной, не превышающей величину износа.

Изобретение относится к способу модификации железосодержащих поверхностей трения и может быть использовано для снижения механических потерь на трение, увеличения долговечности трущихся металлических поверхностей в двигателях внутреннего сгорания, агрегатов трансмиссий, ходовой части транспортных средств и может быть использовано для одновременного восстановления металлических трущихся поверхностей.

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к способу ремонта узлов силового агрегата. Способ ремонта ведущих дисков узла сцепления включает восстановление опорных поверхностей пазов маховика и шипов ведущих дисков.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ремонта деталей, содержащих шлицевые соединения, в частности шлицов каретки синхронизатора. В способе наплавляют проволоку из материала с высокой твердостью на изношенную поверхность в среде углекислого газа, при этом после наплавки поверхность шлицов каретки синхронизатора восстанавливают до номинального размера, требуемой формы и чистоты поверхности готовой детали путем электроэрозионной обработки наплавленного высокотвердого материала с использованием шаблонного графитового электрода-инструмента, изготовленного по форме шлицов каретки синхронизатора с поверхностью в виде копии поверхности сопряжения ответной детали.

Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к составам для обработки пар трения, и может быть использовано в машиностроении для обработки пар трения, а также при эксплуатации механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных работ.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте деталей, в частности зубьев каретки синхронизатора. В способе наплавляют с помощью проволоки из материала с высокой твердостью слой в среде углекислого газа, затем восстанавливают поверхность зубьев до номинального размера, требуемой формы и чистоты поверхности путем электроэрозионной обработки слоя наплавленного высокотвердого материала с использованием шаблонного графитового электрода-инструмента, поверхность которого представляет собой копию поверхности сопряжения ответной детали.

При оптимизации газовой турбины, имеющей лопатки с первым керамическим теплоизоляционным покрытием, к области ее применения извлекают лопатки из газовой турбины, после чего удаляют, по меньшей мере, частично первое керамическое теплоизоляционное покрытие с извлеченных из турбины лопаток и/или берут новые лопатки.

Изобретение может быть использовано для наплавки алюминиевых деталей турбомашины посредством сварочного оборудования MIG, например, при ремонте картера удержания. Наплавку осуществляют с использованием проволоки присадочного металла из алюминиевого сплава, состав которого идентичен составу алюминиевого сплава наплавляемой детали с получением валиков большого сечения.

Изобретение относится к способу восстановления изношенных рабочих органов почвообрабатывающих машин, имеющих лучевидный износ. Осуществляют двухслойную наплавку материалов различной твердости вдоль оси лучевидного износа.

Предложенное техническое решение относится к способу восстановления изношенной поверхности головки трамвайного рельса электродуговой наплавкой. Проводят подготовку изношенной боковой поверхности головки трамвайного рельса.

Изобретение может быть использовано для нанесения наплавкой металлокерамических покрытий на изделия, работающих при повышенных температурах в условиях абразивного износа и воздействия коррозионной среды.

Изобретение может быть использовано при дуговой наплавке тонкостенных деталей плавящимся электродом. Электрод и деталь подключают к сварочному источнику постоянного тока по схеме обратной полярности.
Изобретение может быть использовано для изготовления или восстановения наплавкой деталей металлургической и машиностроительной техники, работающих в условиях окисления и циклического термомеханического нагружения, в частности, для системы вторичного охлаждения установок непрерывной разливки сталей.

Изобретение может быть использовано при изготовлении или восстановлении деталей из закаливающихся сталей с содержанием углерода не менее 0,20%, работающих в условиях высоких температур, воздействия агрессивных сред, износа или их сочетаний.

Изобретение может быть использовано для получения коррозионно-стойкого медно-никелевого покрытия на уплотнительном поле узла затвора арматуры из алюминиево-никелевой бронзы.

Изобретение может быть использовано при наплавке двумя плавящимися электродами дугой косвенного действия на металлические изделия из сплавов с особыми свойствами.

При обработке детали газовой турбины, включающей металлическую подложку с дефектом поверхности, наносят посредством сварки на дефект поверхности первый слой, содержащий первый наплавочный материал, а затем на первый слой посредством сварки наносят второй слой, содержащий второй наплавочный материал.

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки плиты с оребренной поверхностью и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Сварку осуществляют со стороны плиты.

Изобретение относится к способу восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей. Определяют линии ремонтного среза бандажных полок. Удаляют по указанной линии их дефектные части. Изготавливают накладки из твердосплавного материала толщиной не более 0,9 мм со сквозными проточкам по контуру, совпадающему с плоскостями ремонтного среза бандажных полок. Фиксируют их на плоскостях срезов с соблюдением требования сохранения установленной длины бандажных полок, осуществляют термообработку и заключительную финишную механообработку. При этом после удаления по указанной линии ремонтного среза дефектных частей бандажных полок осуществляют наплавление на ремонтный срез слоя титанового сплава заданной толщины, а затем - фиксацию накладок путем индукционной пайки. Предлагаемый способ позволит повысить надежность изделия при его эксплуатации, а также увеличить ремонтный ресурс лопаток в 1,5-2 раза, 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх