[发明专利]涡轮机叶轮涂装方法和设备

说明书

技术领域

本发明大体涉及涡轮机。确切地说，本发明的一个或多个方面涉及方法和设备，以将保护涂层涂装到燃气涡轮机叶轮。

背景技术

涡轮机通常包括转子，其包括多个转子涡轮机叶轮，每个转子涡轮机叶轮中安装有多片周向排列的桨叶。每片桨叶包括翼型、平台、柄和鸠尾榫，所述鸠尾榫可收纳于涡轮机叶轮的相应鸠尾槽中。翼型伸到涡轮机燃烧室下游的热气通道内，并将动能转化为转动机械能。

通常，出于各种原因而将保护涂层涂装到涡轮机叶轮。例如，为涡轮机叶轮安装仪器进行部件和开发测试(CDT)。在CDT中，要将传感器或仪器附接到涡轮机叶轮-通常通过将传感器电阻焊接到涡轮机叶轮。与其将传感器直接电阻焊接到涡轮机叶轮本身，还不如使用等离子喷涂等将镍铬(NiCr)涂层涂装到涡轮机叶轮。随后可将传感器焊接到保护涂层。这样，涡轮机叶轮可安装仪器，而不在涡轮机叶轮的基础/母体材料中产生或制造应力梯级。

然而，有必要防止涂装到鸠尾槽。这些对涡轮机叶轮的使用寿命非常关键的槽，经机械加工成精确成形的轮廓和表面抛光。桨叶的互补成形的鸠尾榫(也精确地经机械加工)与这些槽相配合，以组装成涡轮机。很大一部分是出于鸠尾榫和槽的精确的机械加工的原因，对槽进行涂装将损害涡轮机的使用寿命。可移除涂层，但移除过程通常需要研磨装置，这将破坏表面抛光。鸠尾榫表面的任何破坏可减少涡轮机叶轮的使用寿命并且使喷丸等任何涂装的金属处理无效。

防止槽被涂装的先前尝试包括使用高温胶带来屏蔽鸠尾槽和其他关键区域。这是劳动密集和耗时的过程。并且，这些带可产生锐缘，这些锐缘可产生涂层碎屑和碎片，这些涂层碎屑和碎片需要大量的细节和混合后处理，以消除这些缺陷。此外，等离子喷涂在高压下涂装，例如90 PSI。这样会导致带的脱离，从而使超范围的喷涂(overspray)接触到鸠尾榫表面。

因此，需要提供一种方法和一种装置，以在更好地控制图案形成、涂层表面抛光的情况下涂装保护涂层，并且消除或极大地减少过程损害的发生以及这些发生之后的必要再加工。

发明内容

本发明的非限制性方面涉及鸠尾塞(plug)，所述鸠尾塞适于插入涡轮机叶轮的鸠尾槽中。所述塞包括插入部分和突出部分。当塞完全插入涡轮机叶轮中时，插入部分经成形以从涡轮机叶轮表面轴向地插入鸠尾槽中，而到预定的插入深度，并且当塞完全插入涡轮机叶轮中时，突出部分经成形以从涡轮机叶轮表面轴向地突出。突出部分包括连接到插入部分的爆炸部分(blast portion)，以及在爆炸部分外面的阴影部分。阴影部分使得阴影部分的第一轮廓在涡轮机叶轮表面形成并且阴影部分的第二轮廓在距离涡轮机叶轮表面的预定突出距离处成形。第二轮廓在第一轮廓的外面。阴影表面是第一与第二轮廓之间的阴影部分的表面，并且阴影表面与涡轮机叶轮表面之间形成的阴影角小于直角。

本发明的另一非限制性方面涉及形成鸠尾塞的方法，所述鸠尾塞将插入涡轮机叶轮的鸠尾槽中。所述方法包括将插入部分形成一定的形状，使得当塞完全插入涡轮机叶轮时，插入部分从涡轮机叶轮表面轴向地插入鸠尾槽中，而到预定的插入深度。所述方法还包括将突出部分形成一定的形状，使得当塞完全插入涡轮机叶轮时，突出部分从涡轮机叶轮表面轴向地突出。形成突出部分的步骤包括形成连接到插入部分的爆炸部分，以及形成在爆炸部分外面的阴影部分。形成阴影部分使得阴影部分的第一轮廓成形于涡轮机叶轮表面并且阴影部分的第二轮廓在距离涡轮机叶轮表面的预定突出距离处成形。第二轮廓在第一轮廓的外面。阴影表面是第一与第二轮廓之间的阴影部分的表面，并且阴影表面与涡轮机叶轮表面之间形成的阴影角小于直角。

本发明的另一非限制性方面涉及涂装保护涂层到涡轮机叶轮的方法。所述方法包括将塞插入涡轮机叶轮的鸠尾槽中，并且随后将保护涂层涂装到涡轮机叶轮上。插入鸠尾槽中的每个塞包括插入部分和突出部分。当塞完全插入涡轮机叶轮中时，插入部分经成形以从涡轮机叶轮表面轴向地插入鸠尾槽中，而到预定的插入深度，并且当塞完全插入涡轮机叶轮中时，突出部分经成形以从涡轮机叶轮表面轴向地突出。突出部分包括连接到插入部分的爆炸部分，以及在爆炸部分外面的阴影部分。阴影部分使得阴影部分的第一轮廓成形于涡轮机叶轮表面并且阴影部分的第二轮廓在距离涡轮机叶轮表面的预定突出距离处成形。第二轮廓在第一轮廓的外面。阴影表面是第一与第二轮廓之间的阴影部分的表面，并且阴影表面与涡轮机叶轮表面之间形成的阴影角小于直角。

附图说明

通过以下结合附图对非限制性实例实施例的详细描述，将更好地理解本发明的这些和其他特征，在附图中：