修復旋轉機械部件的方法技術

一種用于修復燃氣渦輪發動機的部件的設備和方法。所述方法包括：定位所述部件的損壞區域，準備所述部件的包括所述損壞區域的一部分而保留所述部件的剩余部分，使用冷金屬過渡（CMT）工藝將至少一層材料焊接至所述剩余部分，以及將多余材料從所述部件移除以達到預定尺寸。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
本專利技術的領域總體上涉及渦輪發動機密封組件，并且更確切地說，涉及用于修復燃氣渦輪發動機的部件的方法和設備。燃氣渦輪發動機內的至少一些已知部件因在發動機內使用而易于磨損和破壞。因此，所述部件的有效性可能因磨損而顯著降低。這種磨損對某些部件、包括由粉末金屬合金形成的那些部件來說可能存在嚴重問題，因為所述粉末金屬合金在發生磨損之后難以進行焊接。
技術實現思路
在一個實施例中，一種用于修復燃氣渦輪發動機的部件的方法包括:定位所述部件的損壞區域，準備所述部件的包括所述損壞區域的一部分而保留所述部件的剩余部分，使用冷金屬過渡(cold metal transfer) (CMT)工藝將至少一層材料焊接至所述剩余部分，和將多余材料從所述部件移除而達到預定尺寸。在另一個實施例中，一種用于修復由粉末金屬合金制成的密封齒的方法包括:定位所述密封齒的損壞區域，從旋轉軸移除所述密封齒，使所述軸圍繞中心軸線旋轉，和在所述旋轉期間，使用冷金屬過渡(CMT)工藝將至少一層材料焊接至所述密封齒。在又一個實施例中，燃氣渦輪發動機密封齒包括:第一徑向內齒部分，其包括與所述燃氣渦輪發動機的軸形成整體的根部和從所述根部徑向向外延伸的遠端，所述第一部分包含與所述軸的材料相同的金屬合金材料；和所述密封齒的第二徑向向外的部分，其以層疊至所述遠端上的周向且徑向向外延伸的組合式焊接件(built up weldment)的形式,使用冷金屬過渡(CMT)電弧焊接工藝來形成。【附圖說明】圖1是根據本專利技術的示例性實施例的燃氣渦輪發動機的示意圖。圖2是根據本專利技術的示例性實施例并且可用在圖1中所示的燃氣渦輪發動機內的密封齒組件的透視側視圖。圖3是用于修復燃氣渦輪發動機部件、如圖2中所示的轉子盤的部件的示例性方法的流程圖。圖4是根據本專利技術的另一個示例性實施例的用于修復燃氣渦輪發動機部件的示例性方法的流程圖。【具體實施方式】圖1是包括風扇組件12、高壓壓縮器14和燃燒器16的示例性燃氣渦輪發動機10的示意圖。發動機10還包括高壓渦輪機18和低壓渦輪機20。風扇組件12和渦輪機20由第一轉子軸24來連接，并且壓縮器14和渦輪機18由第二轉子軸26來連接。在操作期間，空氣軸向地流過風扇組件12并且向高壓壓縮器14供應壓縮空氣。向燃燒器16傳送高度壓縮的空氣。來自燃燒器16的燃燒氣流(圖1中未不出)驅動潤輪機18和20。渦輪機18通過軸26來驅動壓縮器14，并且渦輪機20通過軸24來驅動風扇組件12。圖2是根據本專利技術的示例性實施例并且可用在燃氣渦輪發動機10 (圖1中示出)內的密封齒組件100的透視側視圖。在示例性實施例中，密封齒組件100可與軸(圖2中未示出)形成整體，或可形成為獨立的組件并且連接至所述軸。如本說明書中所使用的術語“整體地”是指部件是單件和/或形成為單體部件。密封齒組件100包括從所述軸徑向向外延伸的多排單獨的密封齒102。所述齒沿著所述軸的旋轉軸線104軸向間隔開。每個齒具有預定高度106，對于每個齒來說，圍繞所述齒的圓周，所述預定高度106大體上是恒定的。每個齒被配置用于延伸到從殼體(圖2中未示出)徑向向內延伸的蜂窩狀密封部分(圖2中未示出)附近或接合所述蜂窩狀密封部分。在操作期間，齒108可與蜂窩體充分摩擦以產生所述齒的失圓區(OUt-Of-roundness),例如，圍繞所述齒的圓周，在點到點之間,所述齒的直徑可能不是恒定的。或者，齒110可能出現缺口(chip)，例如，在所述齒的一小部分脫離所述齒時。在任一這種情況下，由于允許氣流通過由失圓區或缺口區產生的間隙逸出，密封齒組件100操作效率較低。在對失圓區狀況，或任何密封齒102的缺口或裂縫進行修復之后，修復過的密封齒112可包括第一徑向內齒部分114，其包括與軸形成整體的根部116和從根部116徑向向外延伸的遠端118。在示例性實施例中，第一部分114由與所述軸的材料相同的金屬合金材料形成。在多個實施例中，第一部分114由與所述軸的材料不同的材料形成。在其他多個實施例中，密封齒組件100獨立于所述軸形成并且連接至所述軸。密封齒112的第二徑向向外的部分120以層疊至遠端118上的周向且徑向向外延伸的組合式焊接件的形式，使用冷金屬過渡(CMT)電弧焊接工藝來形成。在多個實施例中，第一部分114由鉻合金鋼、鎳基合金、鈦基合金、鐵基合金或其組合形成。在其他實施例中，密封齒112由粉末金屬合金形成。在一些實施例中，密封齒112包括熱障涂層，其包括涂敷至密封齒112的表面的粘合涂層122和涂敷在粘合涂層122之上的外涂層(top coat) 124。在這個實例中，使用改進的氣體保護金屬極電弧焊接(GMAW)工藝、如冷金屬過渡焊接工藝來將第二部分120添加至遠端118。眾所周知，冷金屬過渡促進焊滴形成。冷金屬過渡還比其他焊接工藝利用更少的熱量，從而便于減少回熔和熱影響區(HAZ)。可使用自動和手動冷金屬過渡焊接工藝兩者將另外材料的第二部分120添加至遠端118。圖3是用于修復由粉末金屬合金構成的燃氣渦輪發動機部件、如圖2中所示的密封齒102的示例性方法200的流程圖。將描述用于與鎳合金密封齒一起使用的方法200，所述密封齒通過在發動機內使用已磨損。在示例性實施例中，移除202所述密封齒上的外涂層。在一個實施例中，使用具有氧化招220粒度介質(grit media)的干磨料噴砂裝置(dryabrasive grit blast)來移除外涂層。或者,可使用促進如本說明書中描述的部件的修復的、移除外涂層的任何方法。然后剝開204所述密封齒以移除所述密封齒上的粘合涂層。在一個實施例中，所述粘合涂層包含至少5%的鋁。在一個實施例中，使用具有33至50重量百分比的硝酸洗液來移除204所述粘合涂層。或者，可使用促進如本說明書中描述的部件的修復的、移除粘合涂層的任何方法。在示例性實施例中，在移除204所述粘合涂層之后，將所述密封齒機械加工206至預定高度以促進修復。然后，將酸蝕刻(acid etch)劑涂敷208至準備用于熒光滲透檢驗(FPI)的部件。在一個實施例中，所述酸蝕刻劑包括氯化鐵、蒸餾水和/或去離子水以及鹽酸。或者，可以使用使部件準備用于FPI的任何酸蝕刻劑。然后，實施熒光滲透檢驗以確定210是否存在可能危及所述密封齒的整體性或質量的任何缺陷。在一個實施例中，如果存在大量缺陷，則摒棄212所述密封齒。或者，如果確定210不存在大量缺陷，則清洗214所述密封齒以移除熒光滲透劑。在一個實施例中，使用蒸汽來清洗214所述密封齒。或者，可使用移除熒光滲透劑的任何方法。在示例性實施例中，焊接216所述密封齒以修復所述密封齒已發生的任何損壞或毀壞。在示例性實施例中，使用冷金屬過渡(CMT)電弧焊接來修復所述損壞和/或毀壞的密封齒。在一個實施例中，在焊接216期間，修復和/或復原因使用而磨損的密封齒的多個部分。在這種實施例中，密封齒可返回到其原始大小和形狀。或者，可將密封齒修復成具有使得所述密封齒能夠如預期起作用的任何預定尺寸。在粉末金屬合金密封齒上使用CMT焊接使得密封齒能夠具有更長的使用壽 命，因為使用其他已知焊接方法難以(如果可能的話)修復和/或復原許多粉末金屬部件。在示例性實施例中，在焊接216本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于修復由超合金材料形成的燃氣渦輪發動機部件的方法，所述方法包括：定位所述部件的損壞區域；準備所述部件的包括所述損壞區域的一部分；使用冷金屬過渡CMT工藝將至少一層材料焊接至所準備的部分；以及將多余材料從所述部件移除以達到預定尺寸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.09.30 US 61/541,844;2012.09.27 US 13/629,1051.一種用于修復由超合金材料形成的燃氣渦輪發動機部件的方法，所述方法包括: 定位所述部件的損壞區域； 準備所述部件的包括所述損壞區域的一部分； 使用冷金屬過渡CMT工藝將至少一層材料焊接至所準備的部分；以及 將多余材料從所述部件移除以達到預定尺寸。2.根據權利要求1所述的方法，其中將多余材料從所述部件移除以達到預定尺寸包括:將多余材料從所述部件移除以達到所述部件的預定外徑。3.根據權利要求1所述的方法，其中定位所述部件的損壞區域包括:定位所述部件的失圓區和所述部件的缺口區中的至少一個。4.根據權利要求1所述的方法，其中準備所述部件的包括所述損壞區域的一部分包括:使用研磨和機械加工所述部件中的至少一種，來移除所述部件的外周向延伸部分達到小于所述損壞區域的外徑的一個外徑，以移除所述部件的一部分。5.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括:在移除所述部件的包括所述損壞區域的一部分同時，使所述部件圍繞中心軸線旋轉。6.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括:在使用冷金屬過渡CMT工藝將至少一層材料焊接至所述剩余部分的同時，使所述部件圍繞中心軸線旋轉。7.根據權利要求1所述的方法，其中提供燃氣渦輪發動機的合金部件進一步包括提供鎳基合金。8.根據權利要求1所述的方法，其中提供燃氣渦輪發動機的合金部件進一步包括提供鈦基合金。9.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括:將熱障涂層涂敷至所述部件。10.根據權利要求1所述的方法，其中使用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：MD佩祖蒂，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：美國;US