渦輪機葉輪涂裝方法和設備技術

本發明專利技術公開一種渦輪機葉輪涂裝方法和設備。在為渦輪機葉輪安裝儀器進行部件和開發測試之前，所述渦輪機葉輪將涂裝上保護涂層，以使傳感器可焊接到所述涂層，而不是焊接到所述渦輪機葉輪的基材上。但重要的是要防止將涂料涂裝到對所述渦輪機葉輪的使用壽命非常關鍵的鳩尾槽上。所述塞可在涂裝所述涂層之前插到所述鳩尾槽中。每個塞經成形匹配所述鳩尾槽的形狀輪廓。所述塞可防止關鍵區域被涂，不需要后處理，并且允許涂裝單一涂層。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術大體涉及渦輪機。確切地說，本專利技術的ー個或多個方面涉及方法和設備，以將保護涂層涂裝到燃氣渦輪機葉輪。
技術介紹
渦輪機通常包括轉子，其包括多個轉子渦輪機葉輪，每個轉子渦輪機葉輪中安裝有多片周向排列的槳葉。每片槳葉包括翼型、平臺、柄和鳩尾榫，所述鳩尾榫可收納于渦輪機葉輪的相應鳩尾槽中。翼型伸到渦輪機燃燒室下游的熱氣通道內，并將動能轉化為轉動機械能。通常，出于各種原因而將保護涂層涂裝到渦輪機葉輪。例如，為渦輪機葉輪安裝儀器進行部件和開發測試(⑶わ。在⑶T中，要將傳感器或儀器附接到渦輪機葉輪-通常通過將傳感器電阻焊接到渦輪機葉輪。與其將傳感器直接電阻焊接到渦輪機葉輪本身，還不如使用等離子噴涂等將鎳鉻(NiCr)涂層涂裝到渦輪機葉輪。隨后可將傳感器焊接到保護涂層。這樣，渦輪機葉輪可安裝儀器，而不在渦輪機葉輪的基礎/母體材料中產生或制造應カ梯級。然而，有必要防止涂裝到鳩尾槽。這些對渦輪機葉輪的使用壽命非常關鍵的槽，經機械加工成精確成形的輪廓和表面拋光。槳葉的互補成形的鳩尾榫(也精確地經機械加エ)與這些槽相配合，以組裝成渦輪機。很大一部分是出于鳩尾榫和槽的精確的機械加工的原因，對槽進行涂裝將損害渦輪機的使用壽命。可移除涂層，但移除過程通常需要研磨裝置，這將破壞表面拋光。鳩尾榫表面的任何破壞可減少渦輪機葉輪的使用壽命并且使噴丸等任何涂裝的金屬處理無效。防止槽被涂裝的先前嘗試包括使用高溫膠帶來屏蔽鳩尾槽和其他關鍵區域。這是勞動密集和耗時的過程。并且，這些帶可產生銳緣，這些銳緣可產生涂層碎屑和碎片，這些涂層碎屑和碎片需要大量的細節和混合后處理，以消除這些缺陷。此外，等離子噴涂在高壓下涂裝，例如90 PSI。這樣會導致帶的脫離,從而使超范圍的噴涂(overspray)接觸到鳩尾榫表面。因此，需要提供ー種方法和ー種裝置，以在更好地控制圖案形成、涂層表面拋光的情況下涂裝保護涂層，并且消除或極大地減少過程損害的發生以及這些發生之后的必要再加工。
技術實現思路
本專利技術的非限制性方面涉及鳩尾塞(plug)，所述鳩尾塞適于插入渦輪機葉輪的鳩尾槽中。所述塞包括插入部分和突出部分。當塞完全插入渦輪機葉輪中時，插入部分經成形以從渦輪機葉輪表面軸向地插入鳩尾槽中，而到預定的插入深度，并且當塞完全插入渦輪機葉輪中時，突出部分經成形以從渦輪機葉輪表面軸向地突出。突出部分包括連接到插入部分的爆炸部分(blast portion)，以及在爆炸部分外面的陰影部分。陰影部分使得陰影部分的第一輪廓在渦輪機葉輪表面形成并且陰影部分的第二輪廓在距離渦輪機葉輪表面的預定突出距離處成形。第二輪廓在第一輪廓的外面。陰影表面是第一與第二輪廓之間的陰影部分的表面，并且陰影表面與渦輪機葉輪表面之間形成的陰影角小于直角。本專利技術的另ー非限制性方面涉及形成鳩尾塞的方法，所述鳩尾塞將插入渦輪機葉輪的鳩尾槽中。所述方法包括將插入部分形成一定的形狀，使得當塞完全插入渦輪機葉輪時，插入部分從渦輪機葉輪表面軸向地插入鳩尾槽中，而到預定的插入深度。所述方法還包括將突出部分形成一定的形狀，使得當塞完全插入渦輪機葉輪時，突出部分從渦輪機葉輪表面軸向地突出。形成突出部分的步驟包括形成連接到插入部分的爆炸部分，以及形成在爆炸部分外面的陰影部分。形成陰影部分使得陰影部分的第一輪廓成形于渦輪機葉輪表面并且陰影部分的第二輪廓在距離渦輪機葉輪表面的預定突出距離處成形。第二輪廓在第一輪廓的外面。陰影表面是第一與第二輪廓之間的陰影部分的表面，并且陰影表面與渦輪機葉輪表面之間形成的陰影角小于直角。本專利技術的另ー非限制性方面涉及涂裝保護涂層到渦輪機葉輪的方法。所述方法包括將塞插入渦輪機葉輪的鳩尾槽中，并且隨后將保護涂層涂裝到渦輪機葉輪上。插入鳩尾槽中的每個塞包括插入部分和突出部分。當塞完全插入渦輪機葉輪中時，插入部分經成形以從渦輪機葉輪表面軸向地插入鳩尾槽中，而到預定的插入深度，并且當塞完全插入渦輪機葉輪中時，突出部分經成形以從渦輪機葉輪表面軸向地突出。突出部分包括連接到插入部分的爆炸部分，以及在爆炸部分外面的陰影部分。陰影部分使得陰影部分的第一輪廓成形于渦輪機葉輪表面并且陰影部分的第二輪廓在距離渦輪機葉輪表面的預定突出距離處成形。第二輪廓在第一輪廓的外面。陰影表面是第一與第二輪廓之間的陰影部分的表面，并且陰影表面與渦輪機葉輪表面之間形成的陰影角小于直角。附圖說明通過以下結合附圖對非限制性實例實施例的詳細描述，將更好地理解本專利技術的這些和其他特征，在附圖中:圖1圖示了實例渦輪機葉輪，其中多個塞插入相應的鳩尾槽中；圖2圖示了插入渦輪機葉輪中的塞的透視圖；圖3圖示了插入渦輪機葉輪的鳩尾槽中的塞的更詳細的透視圖；圖4圖示了根據本專利技術的非限制性實施例的塞的軸向圖；圖5圖示了沿著線'j'-丨的圖4中圖示的塞截面的圓周圖；圖6圖示了圖5中圈出部分的細節圖；圖7圖示了沿著線'jj' jj'的圖4中圖示的塞截面的圓周圖；圖8圖示了圖7中圈出部分的細節圖；圖9圖示了沿著線'jjj' jjj的圖4中圖示的塞截面的徑向圖；圖10圖示了圖9中圈出部分的細節圖；圖11圖示了根據本專利技術的非限制性實施例的塞的透視圖；圖12圖示了形成塞的方法的非限制性實例流程圖；圖13圖示了形成塞的突出部分的方法的非限制性實例流程圖；以及圖14圖示了將保護涂層涂裝到渦輪機葉輪上的方法的非限制性實例流程圖。具體實施例方式本說明書描述了在涂裝保護涂層到渦輪機葉輪上時所使用的新的塞。還描述了形成以及使用所述塞的方法。圖1圖示了實例渦輪機葉輪10，其中多個塞20插入相應的鳩尾槽中。圖1是朝向渦輪機葉輪表面110的葉輪10的軸向圖。圖2圖示了插入渦輪機葉輪10中的塞20的透視圖，以及圖3圖示了所插入的塞20的更詳細的圖并且對應于圖2中的圈出部分。在此特定實施例中，塞20經成形以匹配鳩尾槽120的輪廓。當完全插入時，塞20覆蓋渦輪機葉輪10的圓周表面130的至少一部分。如圖5所示，當塞20完全插入吋，塞20經成形使得塞20的一部分仍然從渦輪機葉輪表面110軸向地突出距離'a'，并且在本說明書中稱為突出部分22。塞20插到預定深度'd'的部分稱為插入部分24。因此，可以說當塞20完全插入渦輪機葉輪10中時，插入部分24經成形以從渦輪機葉輪表面110軸向地插入鳩尾槽120中，而到預定的插入深度，d/。圖4是塞20的軸向圖，如參考坐標方向箭頭R(徑向)、Z(圓周的)以及A(軸向)所指示。在此圖中，軸向坐標參考'A'被圈出，以指示軸向方向是進入頁面內。確切地說，圖4是突出部分22的軸向圖。如圖所示，突出部分22包括中心的爆炸部分210以及在爆炸部分210外面的陰影部分230。陰影部分230由第一輪廓232 (長虛線)和第二輪廓234(實線)界定。當看到突出部分22時，第一輪廓232不一定是可見的。在圖4中將其畫出是為了區分塞20的不同部分以用于說明目的。如圖所示，第二輪廓234在第一輪廓232的外面。第一輪廓232與第二輪廓234之間的距離'h'表示陰影部分230的寬度。在進ー步說明之前，應注意以下方面。出于說明目的，塞20描述為包括突出部分22和插入部分24并且突出部分22本身描述為包括各部分,將塞20分成各部分和部段是為了簡化說明。但是完全可預想，實際的塞20的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于插入渦輪機葉輪的鳩尾槽中的塞，所述塞包括：插入部分，所述插入部分經成形以當所述塞完全插入所述渦輪機葉輪時，從渦輪機葉輪表面軸向地插入所述鳩尾槽中，而到預定的插入深度；以及突出部分，所述突出部分經成形以當所述塞完全插入所述渦輪機葉輪時，從所述渦輪機葉輪表面軸向地突出，其中所述突出部分包括：連接到所述插入部分的爆炸部分；以及在所述爆炸部分外面的陰影部分，其中所述陰影部分的第一輪廓在所述渦輪機葉輪表面處形成，其中所述陰影部分的第二輪廓在距離所述渦輪機葉輪表面的預定突出距離處形成，所述第二輪廓在所述第一輪廓外面，其中陰影表面是所述第一與第二輪廓之間的所述陰影部分的表面，并且其中所述陰影表面與所述渦輪機葉輪表面之間形成的陰影角小于90°。

【技術特征摘要】
2011.10.28 US 13/2845351.一種用于插入渦輪機葉輪的鳩尾槽中的塞，所述塞包括: 插入部分，所述插入部分經成形以當所述塞完全插入所述渦輪機葉輪時，從渦輪機葉輪表面軸向地插入所述鳩尾槽中，而到預定的插入深度；以及 突出部分，所述突出部分經成形以當所述塞完全插入所述渦輪機葉輪時，從所述渦輪機葉輪表面軸向地突出， 其中所述突出部分包括: 連接到所述插入部分的爆炸部分；以及 在所述爆炸部分外面的陰影部分， 其中所述陰影部分的第一輪廓在所述渦輪機葉輪表面處形成， 其中所述陰影部分的第二輪廓在距離所述渦輪機葉輪表面的預定突出距離處形成，所述第二輪廓在所述第一輪廓外面， 其中陰影表面是所述第一與第二輪廓之間的所述陰影部分的表面，并且 其中所述陰影表面與所述渦輪機葉輪表面之間形成的陰影角小于90°。2.根據權利要求1所述的塞，其中所述陰影角在整個所述陰影表面上基本上恒定。3.根據權利要求1所述的塞，其中所述插入部分的插入部分輪廓沿所述預定的插入深度的至少一部分上匹配所述鳩尾槽的輪廓。4.根據權利要求1所述的 塞，其中所述第一輪廓在鳩尾槽邊緣處或在所述鳩尾槽邊緣外面。5.根據權利要求4所述的塞，其中從所述鳩尾槽邊緣到所述第二輪廓的偏移基本上是恒定的。6.根據權利要求4所述的塞， 其中所述第一輪廓在所述鳩尾槽邊緣的外面，并且 其中所述突出部分進ー步包括在所述爆炸部分與所述陰影部分之間的保護部分，所述保護部分經成形以當所述塞完全插入所述渦輪機葉輪中時，覆蓋從所述鳩尾槽邊緣到所述第一輪廓的所述渦輪機葉輪表面的區域。7.根據權利要求6所述的塞，其中從所述鳩尾槽邊緣到所述第一輪廓的偏移基本上是恒定的。8.根據權利要求7所述的塞，其中從所述第一輪廓到所述第二輪廓的偏移基本上是恒定的。9.根據權利要求1所述的塞，進ー步包括連接到所述插入部分并且經成形以沿所述預定的插入深度覆蓋渦輪機葉輪表面的至少一部分的法蘭部件。10.一種形成塞的方法，所述塞用于插入渦輪機葉輪的鳩尾槽中，所述方法包括: 將插入部分形成一定的形狀，使得當所述塞完全插入所述渦輪機葉輪時，所述插入部分從渦輪機葉輪表面軸向地插入所述鳩尾槽中，而到預定的插入深度；以及 將突出部分形成一定的形狀，使得當所述塞完全插入所述渦輪機葉輪時，所述突出部分從所述渦輪機葉輪表面軸向地突出， 其中形成所述突出部分的步驟包括: 形成連接到所述插入部分的爆炸部分；以及 形成在所述爆炸部分外面的陰影部分，使得所述陰影部分的第一輪廓成形于所述渦輪機葉輪表面處， 所述陰影部分的第二輪廓在距離所述渦輪機葉輪表面的預定突出距離處成形，所述第ニ輪廓在所述第一輪廓外面， 陰影表面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：TJ普法芬羅思，G奧西克，G布朗，N巴特，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：