[发明专利]应力处理装置以及施工系统

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及对构造体、例如涡轮动叶片与盘的一方或者双方实施了应力改善处理的蒸汽涡轮的应力处理装置以及施工系统。

背景技术

蒸汽涡轮由多片植入在转子(rotor)的周方向的涡轮动叶片、和固定在涡轮壳体的静叶片(喷嘴)构成。由1对涡轮动叶片与静叶片的组合，形成涡轮级。通过在盘(disc)上排列多个涡轮级，形成蒸汽涡轮。为了能够承受运转时的离心力，涡轮动叶片与盘例如由500kg/mm²以上的高抗拉强度的材料(例如高强度铜)构成，并通过例如叉形构造实现结合。该高抗拉强度的材料针对应力腐蚀破裂(以下称为“SCC”)的感受性高。

伴随着蒸汽涡轮的旋转，会对涡轮动叶片与盘的结合部作用大的离心力，并且，蒸汽从间隙进入到该结合部。结果，由于蒸汽中含有的Na、Cl等腐蚀生成物的蓄积所引起的时效变化，导致在该结合部发生SCC。

近年来，为了提高蒸汽涡轮的效率，存在为了在低压最后级中减少排气损失而采用叶片长度长的涡轮叶片的趋势。但是，伴随着叶片长度增长，作用于该叶片的离心力增大。因此，应力集中的叶片与盘的结合部需要针对与起动停止相伴的低周期疲劳、以及高的平均应力和腐蚀环境下的高周期疲劳，具有足够的强度。

鉴于此，提出了一种为了抑制SCC的发生，而对用于将涡轮动叶片与盘结合的销等的表面实施喷丸硬化(shot peening)，来赋予压缩残留应力的方法(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-60727公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

但是，在上述的在先技术中，由于通过喷丸硬化对施工范围喷出大量的投射材料，所以在该施工范围中何种程度均匀地施工成为概率的问题。因此，在对销和销孔双方应用了喷丸硬化的情况下，如果喷丸硬化的施工不均匀，则有可能导致销的直径与销孔的直径的公差超过允许范围，由此损害精密的结合。

本发明为了解决这样的课题而提出，其目的在于，提供一种使形成于构造体的孔内面的应力腐蚀破裂的发生减少，能够提高疲劳强度的应力处理装置以及施工系统。

用于解决上述问题的方法

为了解决上述课题而采用的一个实施方式的应力处理装置具备施工部，该施工部具有：实施在形成于构造体的孔内进行激光照射的喷丸，在上述孔内形成压应力区域的头部；具有将上述激光引导至上述头部的光纤的激光部；向上述孔内喷射液体的喷射部；和将上述光纤支承为能够流通上述被喷射的液体，并且固定在上述头部内的支承部。

另外，一个实施方式的施工系统具备：加工部，其对具有叶片叉的涡轮动叶片、和具有上述叶片叉所卡合的盘叉的转子的盘同时进行铰孔；应力处理装置，其具有施工部，该施工部具备使上述转子旋转而将上述盘定位到规定位置的转子旋转部、实施喷丸的头部、具有将照射的激光引导至上述头部的光纤并在上述销孔内进行激光照射来实施喷丸的激光部、向上述销孔内喷射液体的喷射部、和将上述光纤支承为能够通过上述被喷射的液体并且被固定在上述头部内的支承部，在上述被定位的规定位置对上述叶片叉的销孔内面以及上述盘叉的销孔内面的至少一方的销孔内面实施喷丸而形成压应力区域；干燥部，其使被喷射到上述销孔内的液体干燥；识别部，其拍摄形成于上述销孔内的压应力区域的图像，基于上述图像来识别上述压应力区域；以及组装部，其将上述涡轮动叶片与上述盘组装；在上述转子的同一圆周上的不同位置分别配置上述各部位，或者在上述转子的同一圆周上的不同位置分别配置各部位，并且，在涡轮侧的上述盘与收集侧的上述盘对置的位置分别配置具有相同功能的上述各部位。

发明效果

根据本发明，可以降低形成于构造体的孔内面的应力腐蚀破裂的发生，从而提高疲劳强度。

附图说明

图1A是表示用于说明对涡轮动叶片与盘同时进行铰孔的、涡轮动叶片与盘的结合构造的主视图。

图1B是表示用于说明对涡轮动叶片与盘同时进行铰孔的、涡轮动叶片与盘的结合构造的侧视图。

图1C是表示用于说明对涡轮动叶片与盘同时进行铰孔的、涡轮动叶片与盘的结合构造的侧面的X部放大图。

图2是用于对实施方式1的应力处理装置的构成进行说明的图，是表示对涡轮动叶片与盘的结合构造的销孔实施应力改善时的主视图。

图3是从A方向观看图2的构成的向视图。

图4是表示图2所示的头部的放大图。