[发明专利]用于修复流体机械部件的表面损坏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于修复流体机械部件的表面损坏的方法。

背景技术

燃气轮机具有压缩机和涡轮机。不仅在压缩机中、而且在涡轮机中使用叶片，在此固定的导向叶片和旋转的转子叶片是不同的。

此外，作为用于转子叶片的材料使用钛合金，所述钛合金具有高强度、低密度以及良好的耐腐蚀性。缺点是，钛合金具有高的缺口敏感性和高的裂纹敏感性。

尤其地，转子叶片经受不同的磨损过程，例如通过摩擦或通过氧化引起的磨损。特别是在蒸汽轮机中，液滴撞击侵蚀作为磨损过程出现。在蒸汽轮机中，由导向叶片接收的水构成小雾滴，所述小雾滴在那里积聚并且作为水滴从导向叶片的排出缘落下。水滴具有小的绝对速度，但是由于转子叶片的旋转，所述水滴相对于转子叶片具有大的相对速度。如果水滴以其大的相对速度撞击到转子叶片上，那么这引起在转子叶片的表面上形成缺口。

为了减少液滴撞击侵蚀可以选择不同的方法。在转子叶片的表面上能够通过热喷射来施加相对于液滴撞击侵蚀稳定的层。此外，能够将硬质层通过焊接施加到转子的表面上。然而，通过所述方法不利地提高了转子叶片的裂纹敏感性，尤其是在钛合金和硬质层之间的边界面处，由此减少了转子叶片的使用寿命。此外，不利的是，层在通过液滴撞击侵蚀的损坏之后不再能够施加到转子叶片上，因为所述方法要求光滑的表面。

发明内容

本发明的目的是，实现一种用于修复流体机械部件的表面损坏的方法和一种借助所述方法修复的流体机械部件，其中所述方法能够简单地并且重复地使用以及所述流体机械部件具有长的使用寿命。

根据本发明的用于修复具有含钛的基本材料的流体机械部件的表面损坏的方法具有下述步骤：混合焊料，所述焊料具有含钛的合金和粉末，所述粉末分布在焊料中并且具有基本材料；将焊料施加到流体机械部件的存在表面损坏的部位上；将热量引入到焊料中并且引入到流体机械部件中，使得合金变成液态从而润湿所述部位；冷却焊料，使得合金变成固态。

由于不仅合金、而且基本材料具有钛并且合金混有具有基本材料的粉末，焊料在其物理特性方面与基本材料相似，使得不会出现尖锐的冶金学的缺口并且焊料良好地结合在基本材料中。尤其在转子叶片中，在流体机械运行时可能通过离心力或通过振动在基本材料和焊料之间的分界面处出现裂纹。通过焊料良好地结合于基本材料以及避免尖锐的冶金学缺口，减少了裂纹的形成，由此有利地得出流体机械部件的长的使用寿命。

借助根据本发明的方法可能的是，修复多个表面损坏，例如裂纹或表面剥蚀。通过合金变成液态的方式，所述合金能够有利地渗入到裂纹、缺口、凹口和凹部中并且将其填充。修复裂纹的前提条件是裂纹不具有氧化物。除了列举的几何形状之外也能够考虑表面剥蚀的其他任意几何形状。所述方法有利地能够简单地使用并且用于流体机械部件的任意几何形状。有利地，能够在侵蚀之后重制成流体机械部件的初始的表面轮廓，即使存在不同深度的侵蚀。此外，有利地，方法能够重复地应用。如果流体机械部件具有较老的焊料，那么这些焊料在所述方法中熔化并且本身与新施加的焊料连接。

优选地，焊料混合成，使得合金与粉末的质量比为最小3:7和最大7:3。基本材料优选地具有钛合金，尤其是TiAl6V4、纯钛和/或具有添加材料的纯钛，尤其碳作为添加材料。优选的是，焊料制造成，使得所述焊料是膏、预烧结材料（英语“presintered performs，PSP”）或带，尤其是粘接带。由此，有利地，焊料能够目的明确地局部施加到流体机械部件的涉及侵蚀的部位上。

合金的成分优选地选择成，使得合金的熔化温度低于基本材料的β转变温度。纯钛的β转变温度为大约880℃，TiAl6V4的β转变温度位于大约960℃至985℃。低于所述温度，钛的晶格结构是密排六方结构，高于所述温度，形成体心立方的晶格结构。晶格结构的转变不利地缩短了流体机械部件的使用寿命。通过合金的熔化温度低于β转变温度，避免了基本材料的晶格结构的转变，由此流体机械部件的使用寿命有利地是长的。

合金优选为硬质焊料，尤其是具有在750℃和950℃之间的熔化温度的硬质焊料。有利地，硬质焊料相对于液滴撞击侵蚀是稳定的。