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DE102017209364A1 - Reparierter Ring und Verfahren zur Reparatur eines Rings, der zur Abdichtung verwendet wird - Google Patents

Reparierter Ring und Verfahren zur Reparatur eines Rings, der zur Abdichtung verwendet wird Download PDF

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DE102017209364A1
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repairing
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Ralf Bell
Anett Bergmann
Christoph Bieniakonski
Marius Busschulte
Stephan Ernst
Bora Kocdemir
Markus LEGENBAUER
Adam Maguire
Michael Oehmichen
Daniel Ostwald
Ulrich Stanka
Andreas Ulma
Niclas van der Lest
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Siemens AG
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Siemens AG
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Abstract

Durch Materialauftrag auf nur einer Seite im Revisionsfall können Dichtungsringe wieder einfach hergestellt und verwendet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen reparierten Ring und ein Verfahren zur Reparatur solcher Ringe, die zur Abdichtung, insbesondere bei Dampfturbinen zur Abdichtung eines Dampfraumes gegenüber einer Umgebung oder Dampfräumen mit unterschiedlichen Drücken eingesetzt werden.
  • SLM-gerechtes Design/Umkonstruktion von Dampfturbinenteilen U-, I- und L-Ringe werden heute konventionell oder mittels SLM gefertigt und haben lange Lieferzeiten. Sie werden in verschiedenen Komponenten (z.B. Ventile, H-Turbine) zur Abdichtung des Dampfraumes gegenüber Umgebung oder Dampfräume mit unterschiedlichen Drücken eingesetzt.
    Folgende Probleme sollen durch die Erfindung gelöst werden:
    1. a) Lieferzeiten sind länger als die Revisionszeiten. Dadurch müssen die Ringe unabhängig von der Befundung vorzeitig beschafft werden.
    2. b) Die Ringe haben ein Aufmaß, das während der Revisionszeit individuell angepasst wird.
    3. c) Die alten Ringe werden entsorgt.
    4. d) Transportaufwand bei großen Ringen (z.B. 2m Durchmesser)
    5. e) Hohe Beschaffungs- und Fertigungskosten der Schmiedeteile.
  • Heute werden ausschließlich Schmiedeteile verwendet, die lange Beschaffungszeit haben. Die Lieferanten müssen qualifiziert werden. Für Revisionen müssen die Ringe im Vorfeld mit Aufmaß beschafft werden. Für die großen Ringe werden besondere Bearbeitungsmaschinen benötigt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung o.g. Problem zu lösen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen reparierten Ring gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 2.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
  • Es zeigen die 1, 2 einen neuen Ring sowie die 3 und 4 schematisch einen reparierten Ring und 5, 6 einen L- und I-Ring.
  • Die Figuren und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
  • 1, 2 zeigen einen neuen Dichtring 1', hier vorzugsweise in einer U-Form, er kann aber auch eine I- oder L-Form haben.
  • Der neue Dichtring 1' weist auf beiden Seiten Anlageflächen 4, 7 auf, die am Innenrand 20 ausgebildet sind und sich von der umliegenden Fläche 5 erheben.
  • Im Betrieb kommt es zu Abnutzung mittels Reibung, Oxidation und/oder Erosion der Anlageflächen 4, 7 des Dichtrings 1', oder an den gegenüberliegenden Anlageflächen 4 und 7.
  • Im Revisionsfall werden diese gegenüberliegenden Anlageflächen von 4, 7 nachgearbeitet, wodurch die Dichtwirkung des alten Rings (1') nicht mehr gegeben ist und der Ring somit nicht mehr weiterverwendet werden kann.
  • Durch ein neues Reparaturkonzept kann die Dichtfläche des Rings aufgearbeitet werden. Damit ist die Anlage des Dichtrings wieder gegeben.
  • Die 4 zeigt im Querschnitt einen solchen Ring 1, der hier beispielsweise eine U-Form aufweist.
  • Erfindungsgemäß wurden die Anlageflächen 4, 7 bearbeitet, jedoch wird nur auf einer Anlagefläche 7 Material aufgetragen.
  • Die Auftragung des Materials kann durch verschiedene Auftragungssverfahren erfolgen, so dass eine Aufdickung 10 erfolgt.
  • Dies können additive Verfahren sein, bei dem der Ring in ein Pulverbett eingebettet wird und durch selektives Lasersintern oder Laserschmelzen schrittweise der Bereich aufgebaut wird oder durch Auftragschweißen, insbesondere Pulverauftragschweißen wird die Dichtungsfunktion wieder hergestellt.
  • Die Aufdickung 10 erfolgt vorzugsweise mittels Selektivem Laserschmelzen (SLM) oder Laser-Pulverauftragschweißen (LMD) endkonturnah.
  • 3 zeigt eine weitere Variante.
    Bei dem Ring 1 wird nicht nur wie gemäß 4 Material abgetragen, das abgenutzt ist, sondern bewusst eine Nut 16 erzeugt, in der ein Einlegering 13 als Aufdickung 10 eingelegt wird.
  • Der Einlegering 13 kann auf verschiedene Arten in der Nut 16 verbunden sein: Lötung, Schweißung, mechanische Verklammerung.
  • Es müssen keine neuen Ringe beschafft oder bevorratet werden. Die alten Ringe werden nur im Befundfall aufbereitet.
  • Die Aufdickung 10 auf nur einer Seite 7 gleicht den Abtrag auf beiden Seiten 4, 7 bzw. der dem Dichtringsflächen gegenüberliegenden Anlagefläche aus.
  • 5 zeigt einen L-Ring 11 mit Anlageflächen 20' und 6 einen I-Ring 111 mit Anlagefläche 21, 21'.

Claims (6)

  1. Reparierter Ring (1) zur Dichtung, insbesondere ein I-, L- oder U-Ring, der gegenüberliegende Anlageflächen (4, 7) aufweist, wobei der reparierte Ring (1) als neuer Ring (1') vorher im Einsatz war und durch Bearbeitung der Anlageflächen (4, 7) Material abgetragen wurde, und bei dem an nur einer Anlagefläche (7) eine Aufdickung (10, 13) nach dem Materialabtrag vorhanden ist.
  2. Verfahren zur Reparatur eines Rings, insbesondere in einer I-, L- oder U-Form, bei dem an gegenüberliegenden, abgenutzten Anlageflächen (4, 7) Material abgetragen wird und nur auf einer Seite der Anlagefläche (7) Material dort wieder ersetzt wird.
  3. Reparierter Ring oder Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Aufschweißung (10) als Aufdickung vorhanden ist, insbesondere wobei der reparierte Ring (1) in der Aufdickung (10) ein anderes Material und/oder eine andere Mikrostruktur aufweist.
  4. Reparierter Ring (1) oder Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, bei dem die Aufdickung durch einen Einlegering (13) erfolgt, insbesondere in einer Vertiefung.
  5. Reparierter Ring oder Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Ring (1) metallisch ist.
  6. Reparierter Ring oder Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, bei dem der ursprüngliche Ring (1') eine Schmiedeteil darstellt.
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