專利名稱：透平動葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透平動葉片，特別涉及提高葉片前緣強(qiáng)度的透平動葉片。
通常，蒸氣透平備有將透平噴咀(定葉片)和透平動葉片組合起來的段，沿著透平驅(qū)動蒸氣(主流)的流動將若干個(gè)該段配置在透平軸(轉(zhuǎn)子)上，并且，將透平噴咀和透平動葉片沿著透平軸的周方向配置成環(huán)狀列。
配置在透平軸上的若干段中，最終段是由含有大量失去熱能的水滴的濕蒸氣運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，有時(shí)產(chǎn)生腐蝕(エロ-ジョン)的問題。尤其是，透平動葉片正面受到從配置在其上流側(cè)的透平定葉片飛來的含有水滴的濕蒸氣，伴隨該濕蒸氣會使葉片前緣發(fā)生腐蝕。最終段的透平動葉片是達(dá)到比其它段約長1mm的長葉片，離心力和振動應(yīng)力也高，產(chǎn)生了腐蝕時(shí)，因相乘的效果，會對穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生障礙。
作為防止?jié)裾魵飧g的對策，現(xiàn)有透平動葉片，如圖5所示，在葉片本體1的葉片前緣2上，用銀焊或焊接方法，復(fù)蓋耐腐蝕性好的例如鈷合金鋼構(gòu)成的腐蝕屏蔽板3。
但是，該復(fù)蓋方法，在銀焊或焊接時(shí)，在葉片本體1的母材上因焊接缺陷，或者因殘留應(yīng)力的存在，長期使用后腐蝕屏蔽板3會剝離，另外，在反復(fù)地修補(bǔ)腐蝕屏蔽板3時(shí)，由于受熱的影響，葉片本體1的母材會產(chǎn)生疲勞等問題。因此，最近的透平動葉片，如圖6所示，在葉片本體1的葉片前緣2復(fù)蓋腐蝕屏蔽片3a，用局部火焰淬火，對葉片本體1和腐蝕屏蔽片3a的表面進(jìn)行硬質(zhì)處理，使其保持高硬度，以抵御濕蒸氣的腐蝕。
這樣，最近的透平動葉片，在葉片本體1的葉前緣2復(fù)蓋腐蝕屏蔽片3a，不是用焊接等接合方式，而是用火焰淬火進(jìn)行表面硬質(zhì)處理，所以，焊接缺陷或剝離等少，即使在嚴(yán)酷的條件下也能保持穩(wěn)定的質(zhì)量狀態(tài)，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
作為透平動葉片1的母材，通常多使用12鉻合金鋼。這種情況下，在12鉻合金鋼上，有在與腐蝕屏蔽片3a之間進(jìn)行火焰淬火的部分和不進(jìn)行火焰淬火的部分，所以，有時(shí)產(chǎn)生張拉殘留應(yīng)力。因此，在進(jìn)行火焰淬火的部分，往往產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂縫或疲勞裂縫，這些裂縫是透平動葉片不能保持穩(wěn)定質(zhì)量狀態(tài)的主要原因。
為了抑制在12鉻合金鋼上產(chǎn)生張拉殘留應(yīng)力，雖然也考慮過在火焰淬火的部分進(jìn)行噴丸硬化(シヨットピ-ニング)處理，但是該方法不能永久地保持穩(wěn)定質(zhì)量狀態(tài)。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種透平動葉片，本發(fā)明的透平動葉片，在葉片本體上復(fù)蓋腐蝕屏蔽片，進(jìn)行表面硬質(zhì)處理時(shí)，能更加降低在葉片本體母材上產(chǎn)生的張拉殘留應(yīng)力，保持穩(wěn)定的質(zhì)量狀態(tài)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，對上述葉片前緣和突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理。
所述的透平動葉片，其特征在于，上述突出防蝕片的長度，設(shè)定在是葉片本體有效長度的10％～45％的范圍內(nèi)，設(shè)定其進(jìn)深長度至少在1mm以上。
透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，該突出防蝕片，比設(shè)置在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的段罩向上流側(cè)突出。
透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，該突出防蝕片的緣端與榫孔緣端之間的距離，設(shè)定為至少2mm以上；上述榫孔用于接合設(shè)置在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的葉片罩。
所述的透平動葉片，其特征在于，備有突出防蝕片的葉片本體，適用于透平全段。
所述的透平動葉片，其特征在于，設(shè)在葉片本體的葉片前緣的突出防蝕片，比設(shè)在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的葉片罩向上流側(cè)突出。
本發(fā)明的透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，對上述葉片前緣和突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理。
本發(fā)明的透平動葉片，其特征在于，突出防蝕片的長度，設(shè)定為葉片本體有效長度的10％～45％，其進(jìn)深長度設(shè)定至少1mm以上。
本發(fā)明的透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，該突出防蝕片，比設(shè)置在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的段罩向上流側(cè)突出。
本發(fā)明的透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，該突出防蝕片的緣端與榫孔緣端之間的距離，設(shè)定為至少2mm以上；上述榫孔用于接合設(shè)置在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的葉片罩。
本發(fā)明的透平動葉片，其特征在于，備有突出防蝕片的葉片本體，適用于透平全段。
本發(fā)明的透平動葉片，其特征在于，設(shè)在葉片本體的葉片前緣的突出防蝕片，比設(shè)在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的葉片罩向上流側(cè)重量。
本發(fā)明的積極效果如上所述，本發(fā)明的透平動葉片，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，所以，即使回火淬對葉片前緣和突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理，也能保持葉片本體的穩(wěn)定質(zhì)量狀態(tài)。
另外，本實(shí)施例中，由于在葉片本體的葉片前緣設(shè)置了突出防蝕片，所以，可切實(shí)保護(hù)段罩不受蒸氣中所含水滴的腐蝕。
本實(shí)施例中，在葉片本體的葉片前緣設(shè)置突出防蝕片，將突出防蝕片的緣端到設(shè)在葉片本體的葉片頂端延長片上的榫孔緣端的長度，設(shè)定為至少2mm以上，所以，即使回火淬對突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理，也能防止榫孔緣端裂縫。
本發(fā)明的積極效果如上所述，本發(fā)明的透平動葉片，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，所以，即使用火焰淬火對葉片前緣和突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理，也能保持葉片本體的穩(wěn)定質(zhì)量狀態(tài)。
另外，本實(shí)施例中，由于在葉片本體的葉片前緣設(shè)置了突出防蝕片，所以，可切實(shí)保護(hù)段罩不受蒸氣中所含水滴的腐蝕。
本實(shí)施例中，在葉片本體的葉片前緣設(shè)置突出防蝕片，將突出防蝕片的緣端到設(shè)在葉片本體的葉片頂端延長片上的榫孔緣端的長度，設(shè)定為至少2mm以上，所以，即使用火焰淬火對突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理，也能防止榫孔緣端裂縫。比蒸氣的相對速度大。
下面，參照


本發(fā)明透平動葉片的實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明透平動葉片第1實(shí)施例的概略圖。
圖2是曲線圖，表示在本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的透平動葉片上產(chǎn)生的張拉應(yīng)力對比。
圖3是表示本發(fā)明透平動葉片第2實(shí)施例的概略圖。
圖4是表示本發(fā)明透平動葉片第3實(shí)施例的概略圖。
圖5是表示現(xiàn)有透平動葉片的概略圖。
圖6是表示現(xiàn)有透平動葉片的概略圖。
圖1是表示本發(fā)明透平動葉片第1實(shí)施例的概略圖。
本實(shí)施例的透平動葉片，在葉片本體4的葉片前緣5，設(shè)有連續(xù)一體制作成的突出防蝕片6。該突出防蝕片6，其長度(葉片高度方向)A設(shè)定為葉片本體有效長度(從葉片基臺到葉片前端的長度)的10％～45％，其進(jìn)深長度B設(shè)定為至少1mm以上。
這樣，本實(shí)施例中，將突出防蝕片6與葉片本體4的葉片前緣5制作成連續(xù)一體，并將其長度A設(shè)定為葉片本體有效長度的10％～45％，將其進(jìn)深長度B設(shè)定為至少1mm以上，所以，由火焰淬火對突出防蝕片6和葉片前緣5進(jìn)行表面硬質(zhì)處理時(shí)，即使有進(jìn)行火焰淬火的部分和不進(jìn)行火焰淬火的部分，也可以把在葉片本體4上產(chǎn)生的張拉殘留應(yīng)力保持為低值。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，即使用火焰淬火對突出防蝕片6和葉片前緣5進(jìn)行表面硬質(zhì)處理，由于突出防蝕片6與葉片前緣5是連續(xù)一體，對葉片本體4的母材沒有熱影響，所以，可使葉片本體4保持穩(wěn)定的質(zhì)量狀態(tài)。
圖2是曲線圖，表示在現(xiàn)有透平動葉片和本發(fā)明透平動葉片上產(chǎn)生的張拉殘留應(yīng)力對比。圖中，縱軸以應(yīng)力值零為基準(zhǔn)，上側(cè)表示張拉應(yīng)力值，下側(cè)表示壓縮應(yīng)力值。橫軸表示從突出防蝕片的葉片前緣到葉片本體后緣的距離(葉片塞繩)。本實(shí)施例的透平動葉片，是對適用于最終段作了說明，但也適用于全段。
圖3是表示本發(fā)明透平動葉片第2實(shí)施例的概略平面圖。
本實(shí)施例的透平動葉片，在葉片本體4的葉片前緣5，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片6，并且，在葉片頂部7設(shè)有段罩(セグメントカバ-)8。段罩8用于抑制葉片本體4旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動。標(biāo)記9是設(shè)在葉片本體4的葉片長度方向中間的、抑制振動用的突出部(凸片)。
通常，在濕度高的蒸氣所流過的最終段周邊，設(shè)蒸氣流入葉片本體4的絕對速度為C2，設(shè)葉片本體4的周速度為U，設(shè)相對速度為W2，其速度三角形如圖3所示，另一方面，設(shè)分別流入一方葉片本體4的突出防蝕片6和相鄰葉片本體4的突出防蝕片6的水滴P、Q的絕對速度為Cw，相對速度為Ww時(shí)，由于配置在透平動葉片上流側(cè)的透平噴咀(定葉片)產(chǎn)生的水滴的粒徑大，沿其葉面流動，產(chǎn)生摩擦，所以，水滴P、Q的絕對速度Cw與蒸氣的絕對速度相比較小，另一方面，由于葉片本體4的周速度U相同，所以，水滴P、Q的相對速度Ww比蒸氣的相對速度大。
當(dāng)水滴P、Q的絕對速度Ww高時(shí)，其沖擊力也高，段罩8也需要防腐蝕，但本實(shí)施例中，在葉片本體4的葉片前緣，連續(xù)一體地制作突出防蝕片6，該突出防蝕片6比段罩8突出于上流側(cè)，所以，沖擊力由突出防蝕片6承受，可保護(hù)段罩8。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，由突出防蝕片6承受水滴P、Q的沖擊力，所以，可將段罩8保持在穩(wěn)定的質(zhì)量狀態(tài)。
圖4是表示本發(fā)明透平動葉片第3實(shí)施例的概略圖。
本實(shí)施例的透平動葉片，在葉片本體4的葉片前緣5，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片6，在與葉片本體4連續(xù)一體制作的葉片頂部延長片10上，設(shè)有制振用的葉片罩11，使突出防蝕片6比葉片罩11突出于上流側(cè)。
現(xiàn)有技術(shù)中的透平動葉片，在一方葉片本體4的葉片頂部延長片10與相鄰葉片頂部延長片10之間，設(shè)有葉片罩11，通過穿設(shè)在葉片頂部延長在10上的榫孔12緊固榫(圖未示)，使葉罩11接合，抑制運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的葉片本體4的振動。這種情況下，由于在葉片本體4的葉片前緣5沒有突出防蝕片6，所以，用火焰淬火進(jìn)行表面硬質(zhì)處理時(shí)，榫孔12受到熱影響，在其緣端產(chǎn)生龜裂。
基于該問題，本實(shí)施例中，把從榫孔12的緣端到突出防蝕片6緣端的長度C設(shè)定為至少2mm以上，減少火焰淬火對于榫孔12的熱影響，所以，可保護(hù)榫孔12。
權(quán)利要求
1．透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，對上述葉片前緣和突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理。
2．如權(quán)利要求1所述的透平動葉片，其特征在于，上述突出防蝕片的長度，設(shè)定在是葉片本體有效長度的10％～45％的范圍內(nèi)，設(shè)定其進(jìn)深長度至少在1mm以上。
3．透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，該突出防蝕片，比設(shè)置在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的段罩向上流側(cè)突出。
4．透平動葉片，其特征在于，在葉片本體的葉片前緣，設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片，該突出防蝕片的緣端與榫孔緣端之間的距離，設(shè)定為至少2mm以上；上述榫孔用于接合設(shè)置在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的葉片罩。
5．如權(quán)利要求1所述的透平動葉片，其特征在于，備有突出防蝕片的葉片本體，適用于透平全段。
6．如權(quán)利要求4所述的透平動葉片，其特征在于，設(shè)在葉片本體的葉片前緣的突出防蝕片，比設(shè)在一方葉片本體頂部與相鄰葉片本體頂部之間的葉片罩向上流側(cè)突出。
全文摘要
本發(fā)明旨在提供一種透平動葉片,該透平動葉片,使腐蝕屏蔽片覆蓋在葉片本體上,進(jìn)行表面硬質(zhì)處理時(shí),可降低在葉片本體的母材上產(chǎn)生的張拉殘留應(yīng)力。本發(fā)明的透平動葉片,在葉片本體的葉片前緣,設(shè)有連續(xù)一體制作的突出防蝕片,對該葉片前緣和突出防蝕片進(jìn)行表面硬質(zhì)處理。
文檔編號F01D5/12GK1220340SQ9812528
公開日1999年6月23日 申請日期1998年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月15日
發(fā)明者小見山學(xué), 村田賴治, 鈴木登志雄 申請人:東芝株式會社