具有已修復的密封接合區的渦輪機部件及其相關方法技術

一種修復渦輪機部件密封接合區的方法，包括：（ａ）沿大致整個密封接合區移除材料以提供預成形件接收面；（ｂ）將修復預成形件沿所述預成形件接收面定位且與其接合；（ｃ）將預成形件釬焊到所述預成形件接收面；以及（ｄ）將預成形件的暴露面精加工至符合規格，從而提供已修復的密封接合區。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術總體涉及渦輪機部件修復方法，且更特定地涉及渦輪機部件中密封接合區(seal land)表面的修復。技術背景在燃氣渦輪機燃燒器和第 一 級噴嘴之間延伸的Nimonic 后過渡 件，承受從過渡件后機架和第一級噴嘴之間的密封件的相當多的磨損。 典型地，為了將后機架復原到待恢復使用的該部件的可接受的幾何形 狀，內部和外部密封接合區需要焊接修復。這已經產生了研發一種方法 的需要，相比常規焊接修復，該方法提供了更高效的循環周期以及更耐 磨損的已修復的密封接合區。
技術實現思路
在此描述的示范性但非限定性實施例提供一種修復已磨損的過渡 件密封接合區的方法，其包括加工已磨損的密封接合區表面或另外自其 移除材料，且將包層合金預成形件釬焊(brazing)到已加工表面上。如 在此進一步描述的，預成形件基底包括超級合金混合物。預成形件的暴 露表面然后用適當的鈷基合金覆蓋。在釬焊之后，包層表面加工至最終 的規格。該修復途徑比焊接修復更有效且更便宜，避免焊接修復引入的 變形，且提高密封接合區區域磨損特性。因此， 一方面本專利技術涉及修復渦輪機部件密封接合區的方法，其包 括(a)沿大致整個密封接合區移除材料以提供預成形件接收面；(b) 將修復預成形件沿所述預成形件接收面定位且與其接合；(c)將預成 形件釬焊到所述預成形件接收面；以及(d)將預成形件的暴露面精加 工至符合規格，從而提供已修復的密封接合區。另 一專利技術，本專利技術涉及修復延伸在燃燒器和第 一級噴嘴之間的燃氣 渦輪機過渡件的下游或出口端處的密封接合區的方法，密封接合區由U 形通道的一個側壁形成，該方法包括(a)沿大致整個密封接合區移 除材料以提供預成形件接收面；(b)將修復預成形件沿所述預成形件接收面定位且與其接合；(c)將預成形件釬焊到所述預成形件接收面； 以及(d)將預成形件的暴露面精加工至符合規格，從而在所述U形通 道內提供已修復的密封接合區。又一方面，本專利技術涉及包括一種端部構造的燃氣渦輪^幾部件，該端 部構造具有適于被密封元件接合的密封接合區；所述密封接合區包括釬 焊到該部件的包層預成形件。本專利技術將結合以下所示的附圖詳細描述。附圖說明圖1為過渡件的部分截取示意性側視圖，其圖示后機架密封接合區 區域；圖2為從圖1截取的內部密封接合區的放大詳圖；圖3為圖示外部密封接合區和與密封接合區接合的密封件的截面圖；圖4-6為依次圖示根據示范性實施例的修復方法的截面圖； 圖7為外部密封接合區修復預成形件的前視圖；和 圖8是沿圖7的線9-9截取的截面。具體實施方式現在參見附圖，特別是圖1和2，圖示過渡件，總體標記為10，以 包圍且限制燃燒產物從燃氣渴輪機的燃燒器12流動到第一級噴嘴組件 14。應當理解的是，存在燃燒器的環形陣列以產生熱氣體且將其流動到 第一級噴嘴組件14，這種燃燒器12和過渡件10在圖1中各圖示一個。如圖示，過渡件10包括本體或外殼18,其包括進口端20和出口端 22以分別接收燃燒氣體且將氣體流動到噴嘴組件14內。過渡件10的進 口端20大體為圓形，但過渡件本體18從圓形進口端相對于渦輪機軸線 大體軸向地且徑向向內地過渡，且終止于第一級噴嘴組件(或簡單地"噴 嘴")14鄰近的稍微弧形、大體直線的出口端22。出口或后端22包括機架24,其包括內部密封件接收通道26 (圖2) 和外部密封件接收通道28。內部通道26中的密封接合區顯示在圖2中 30處，而外部通道28上的密封接合區顯示在圖3中32處。盡管內部和 外部機架構造不相同，在此描述的密封接合區修復過程對兩者相同，且因此該過程僅關于圖4中顯示的外部密封接合區32描述。圖3也圖示已知的密封件布置34，其中密封件保持器或支架36在 一端38處緊固到固定到第一級噴嘴14的支撐部件40。密封件保持器36 裝配布條式密封件(cloth seal) 42，使得密封件被接收在通道28中。密 封件42定向為在通道的一側上接合表面或密封接合區32。應當理解的 是，在渦輪機操作期間作為過渡件IO相對于第一級噴嘴14的持續移動 和振動的結果，且當密封件42沿接合區32往復移動時，該表面遭受磨 損。在這種時候由于過多的磨損當接合區32需要修復時，已經發現結 合圖4-6描述如下的以下修復過程是有效的。首先，接合區表面32被預 加工以沿密封接合區移除材料至通道28的全部深度。在一個非限定性 示例中，如圖4中所示，從接合區32移除0.060〃。通道28(或整個機 架24，特別是如果內部密封接合區30同時被修復)然后被氣流清洗并 干燥，且通道然后被附加地清洗，例如用丙酮或其他合適的化學物(重 要的是，選擇的化學物不干擾釬焊修復)。修復預成形件44然后定位 在通道內且墊補到位。在圖7和8中清楚地看到，預成形件44在它的 整個長度被彎曲以在過渡件后機架24的徑向外側與狹槽或通道2 8的形 狀相符。預成形件基底或基體43可以包含適當的合金材料，且優選為 Nimonic 263, Haynes 230, Inconel 617， Hastelloy X或其他適當超級合 金的任何一個與諸如BNi-9 (其商業實例是Amdry 775)或AMS 4776到 4779的適當的釬料粉末的混合物。兩者的比率可以在20/SO到80/20的 范圍內，優選比率為60/40。在示范性實施例中，預成形件基底43的暴 露面46可以用L605 (參見圖5和6中的包層48) 、 Haynes 188或其他 適當的鈷基合金覆蓋。在布條式密封件和過渡件后機架由相同材料構建 的一些情況下，L605合金可能是優選的。因此，預成形件44由基體或 基底43和包層48組成。可替換地，預成形件44可以以帶形式供應， 包括釬料粉末和超級合金粉末的混合物或純釬料粉末，其中粉末懸浮在 粘合劑中。存在很多可得到的商業粘合劑，但包含聚四氟乙烯(例如 Teflon )的粘合劑是最希望的。因此，為了本披露，術語"預成形件" 意欲包括圖7和8中所示的相對硬的部件，以及柔性的釬料帶，其中釬 料帶可以為獨立的釬料填充物或與超級合金粉末混合。在示范性實施例中，預成形件44可以具有包括例如0.062〃 L605和0.035〃 Nimonic 263/Amdry 775的0.097〃總體厚度。在可替換的實施 例中，預成形件44可以為包括例如0.084〃-0.095〃L605和相應地0.002〃 BNi9釬料帶的0.097〃總體厚度。在又一實施例中，預成形件44可以具有包括例如0.062〃 L605和 0.035〃 Nimonic 263/Amdry 775釬料帶的0.097〃總體厚度。在預成形件44定位在通道28內且抵靠已加工的密封接合區表面 (或預成形件接收面)33被墊補以將它保持到位之后，釬料膏的熔珠50 可以沿如圖5中所示的預成形件的外部邊^皮施加。4f料膏可以為任何適 當的商業上可得到的釬料膏，沒有添加超級合金粉末，或它可以為釬料 膏和超級合金粉末的混合物。此后，過渡件和后機架被安放到爐中。優 選的過程是真空釬焊，盡管用氬、氦或其他合適氣體環境局部壓力釬焊 也是可行的。示范性的過程包括以下步驟1) 抽氣以達到10-3torr或更好的真空水平；2) 以最小速率10。F/min均勻升到1800。F本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種修復渦輪機部件密封接合區（３２）的方法，包括：　　　　沿大致整個密封接合區（３２）移除材料以提供預成形件接收面（３３）；　　　　將修復預成形件（４４）沿所述預成形件接收面（３３）定位且與其接合；　　　　將預成形件（４４）釬焊到所述預成形件接收面（３３）；以及　　　　將預成形件的暴露面（４６）精加工至符合規格，從而提供已修復的密封接合區。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：JA約翰遜，J澤拉希，R索瑟，W米格利蒂，J莫納漢，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]