KR20040002703A

KR20040002703A - 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20040002703A
Application number: KR1020030041599A
Authority: KR
Inventors: 후세도시아키; 사이토다이조; 요시오카요메이; 히라기시마사히로; 이시이준지
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2004-01-07
Also published as: KR100630586B1; GB2390048A; JP4028442B2; JP2004084663A; GB0315001D0; GB2390048B; US20040035163A1; US6938447B2

Abstract

본 발명은 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형을 간편하게 수정할 수 있는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)의 변형 수정 시에, 팁 슈라우드부(2)의 이면을 유지하는 고정형(3)을 팁 슈라우드부(2)의 안쪽에 고정시킨다. 그리고, 누름형(4)에 의해 팁 슈라우드부(2)의 표면을 가압하고, 고정형(3)과의 사이에서 팁 슈라우드부(2)를 압접하여 변형 수정을 행한다.

Description

가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치 및 방법{DEFORMATION ADJUSTING DEVICE AND METHOD OF GAS TURBINE BLADE}

본 발명은 발전기에 사용되는 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형을 프레스기를 이용하여 수정하기 위한 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치 및 방법에 관한 것이다.

발전기용의 가스 터빈 블레이드는 가혹한 조건에서 사용되기 때문에, 운전 시간이 증가함에 따라, 재질이 열화(劣化)되거나 변형된다. 가스 터빈 블레이드는 고가(高價)의 내열 합금제이기 때문에, 가능한 한 폐기나 신규 제작하지 않고, 열화 및 변형된 것을 보수하여 재사용하는 것이 경제적으로는 바람직하다. 재질의 열화에 대해서는, HIP(Hot Isostatic Pressing)에 의한 재질 재생화 처리에 따른 재생이 시도되어, 어느 정도의 효과를 얻을 수 있었다.

한편, 변형에 관해서는 수정하는 것이 아니라, 원둘레 형상으로 배치하는 가스 터빈 블레이드의 배치를 바꾸어, 인접하는 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 접촉 면적이 지나치게 작아지지 않도록 조정하는 것이 일반적으로 실행되었다.

그러나, 재질의 열화는 HIP 재질 재생화 처리를 이용하여 어느 정도 재생할 수 있으나, HIP 재질 재생화 처리는 가스에 의한 등방(等方) 가압을 이용하기 때문에 변형을 수정할 수는 없다. 그래서, 인접하는 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 접촉 면적이 지나치게 작아지지 않도록 가스 터빈 블레이드의 배치를 조정한다. 따라서, 조정에 시간과 비용이 소요되고, 이 조정에 의해 접촉 면적을 확보할 수 있더라도, 전체적인 밸런스 조정이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 어떻게 배치하여도 접촉 면적을 확보할 수 없는 경우도 있다. 이러한 경우는, 조정 곤란한 부분에 고가의 새로운 가스 터빈 블레이드를 사용해야만 한다.

이러한 블레이드의 변형의 수정 기술에 관해서는, 증기 터빈 블레이드나 가스 터빈 블레이드를 단조(鍛造)에 의해 제작할 때, 특히 유효부(작동 유체인 증기나 연소 가스가 흐르는 부분)에 생긴 「비틀림 왜곡」이나 「구부러짐 왜곡」 등의 교정을 블레이드 자체를 대형 프레스기에 고정시켜, 블레이드(유효부)의 복부와 등부로부터 프레스하는 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 일본국 특개평6-262262호 공보 및 일본국 특개평8-276216호 공보 참조).

그러나, 이들 기술은 블레이드의 신제조(新製造) 시의 왜곡을 대상으로 하고 있는 점, 블레이드 유효부의 왜곡을 대상으로 하고 있는 점 등 때문에, 선단부에설치된 슈라우드의 변형에 대해서는 적용할 수 없다.

본 발명의 목적은, 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형을 간편하게 수정할 수 있는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서의 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치에서의 팁(tip) 슈라우드부의 변형 수정 조작 과정의 설명도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 전체 구성도.

도 4는 본 발명에서 변형 수정 작업을 행하는 가스 터빈 블레이드의 평면도.

도 5는 본 발명의 변형 수정 장치에서의 제어 장치의 구성도.

도 6은 본 발명의 변형 수정 장치에서 변형 수정을 행한 가스 터빈 블레이드의 수정 전/수정 후의 변형량을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 전체 구성도.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 전체 구성도.

도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도.

도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 전체 구성도.

도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 방법의 처리 공정을 나타내는 플로차트.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 가스 터빈 블레이드

2 : 팁 슈라우드부

3 : 고정형

4 : 누름형

5 : 이동 누름형

10 : 밀봉 핀(seal fin)

11 : 스터드부(stud部)

51 : 제어 장치

52 : 유압(油壓) 발생 장치

53 : 유압 실린더

54 : 데이터 버스

56 : 외측문형 칼럼(column)

57 : 내측문형 칼럼

58 : 스터드부 척(chuck)

59 : 베이스

60 : 피스톤

특허청구범위의 청구항 1의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 수정 시에 상기 팁 슈라우드부의 안쪽에 고정되어 상기 팁 슈라우드부의 이면을 유지하는 고정형과, 상기 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 수정 시에 상기 팁 슈라우드부의 표면을 가압하여 상기 고정형과의 사이에서 상기 팁 슈라우드부를 압접(壓接)하여 변형 수정을 행하는 누름형과, 상기 누름형에 접속되어 상기 가압력과 변위량을 출력하는 가압 수단과, 미리 저장된 데이터에 의거하여 상기 가압 수단에 출력해야 할 압력과 변위량을 지시하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 1의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치에서는, 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 수정 시에, 팁 슈라우드부의 이면을 유지하는 고정형을 팁 슈라우드부의 안쪽에 고정시킨다. 그리고, 누름형에 의해 팁 슈라우드부의 표면을 가압하고, 고정형과의 사이에서 팁 슈라우드부를 압접하여 변형 수정을 행한다.

특허청구범위의 청구항 2의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 고정형이 상기 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상은, 상기 팁 슈라우드부의 변형 수정 후의 형상으로부터 복귀량 분을 뺀 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 2의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치에서는, 청구항 1의 발명의 작용에 더하여, 고정형의 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상을 팁 슈라우드부의 변형 수정 후의 형상으로부터 복귀량 분을 뺀 형상으로 하고 있기 때문에, 탄성 변형분의 복귀량도 적절히 수정할 수 있다.

특허청구범위의 청구항 3의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 누름형이 상기 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상은, 상기 팁 슈라우드부의 변형 수정 후의 형상에 복귀량 분을 더한 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 3의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치에서는, 청구항 1의 발명의 작용에 더하여, 누름형의 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상을 팁 슈라우드부의 변형 수정 후의 형상에 복귀량 분을 더한 형상으로 하고 있기 때문에, 탄성 변형분의 복귀량도 적절히 수정할 수 있다.

특허청구범위의 청구항 4의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 누름형은 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성되고, 각 블록마다의 누름형부를 개별적으로 상기 팁 슈라우드부의 표면에 차례로 꽉 눌러 변형 수정하는 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 4의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치에서는, 청구항 1의 발명의 작용에 더하여, 분할된 누름형의 각 블록마다의 누름형부를 개별적으로 팁 슈라우드부의 표면에 차례로 꽉 눌러 변형 수정한다. 따라서, 변형부에 프레스가 집중되지 않아 크랙(crack)이 발생하지 않는다.

특허청구범위의 청구항 5의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 누름형은 상기 팁 슈라우드부와 접하는 부분이 볼록형으로 형성되고, 상기 볼록부를 상기 팁 슈라우드부의 표면 일부에 접촉시키면서 가압하여 상기 팁 슈라우드부 전체로 점차 이동시켜, 상기 팁 슈라우드부를 변형 수정하는 소형의 이동 누름형인 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 5의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치에서는, 청구항 1의 발명의 작용에 더하여, 이동 누름형의 볼록부를 팁 슈라우드부의 표면 일부에 접촉시키면서 가압하여 팁 슈라우드부 전체로 점차 이동시켜, 팁 슈라우드부를 변형 수정한다. 따라서, 변형 중앙부로부터 선단부까지를 복잡한 누름형을 사용하지 않고 변형 수정할 수 있다.

특허청구범위의 청구항 6의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 누름형의 상기 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상은 볼록면으로 형성되고, 상기 누름형의 하중 위치를 점차 이동시켜 상기 볼록면부가 상기 팁 슈라우드 표면에 접하는 위치를 점차 이동시켜, 상기 팁 슈라우드부를 변형 수정하는 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 6의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치에서는, 청구항 1의 발명의 작용에 더하여, 누름형의 하중 위치를 점차 이동시켜 볼록면부가 팁 슈라우드 표면에 접하는 위치를 점차 이동시켜, 팁 슈라우드부를 변형 수정한다. 따라서, 변형부의 선단부에 프레스가 집중되지 않고, 또한, 프레스시에 이동 시의 마찰흔이 생기기 어렵다.

특허청구범위의 청구항 7의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 고정형은 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성되고, 각 블록마다의 상기 고정형부는 개별적으로 상기 팁 슈라우드부의 이면에 차례로 꽉 눌러 변형 수정하는 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 7의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 청구항 4의 발명의 작용에 더하여, 분할된 고정형의 각 블록마다의 고정형부를 개별적으로 팁 슈라우드부의 이면에 차례로 꽉 눌러 변형 수정한다. 이것에 의해, 다양한 변형 형상의 수정이 가능해진다.

특허청구범위의 청구항 8의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 방법은, 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 유무를 검사하는 공정과, 팁 슈라우드부의 상기 변형부가 수정 작업이 필요한지 아닌지를 판단하는 공정과, 상기 판단 공정에서 수정 작업이 필요하다고 판단된 블레이드에 대하여 연화(軟化) 처리를 행하는 공정과, 상기 팁 슈라우드부 안쪽의 가스 터빈 블레이드에 상기 팁 슈라우드부의 이면을 유지하는 고정형을 부착시키는 공정과, 상기 누름형을 상기 팁 슈라우드부의 변형부에 접촉한 시점에서 정지시키는 공정과, 상기 누름형이 팁 슈라우드부에 접촉한 상태로부터 가압하여 팁 슈라우드부를 고정형과의 사이에서 압접하여 변형 수정을 행하는 공정과, 상기 누름형을 가압했을 때에 누름형의 변위 유무를 판단하여, 변위가 있을 경우에는 수정 작업을 계속하고, 변위가 없을 경우에는 작업을 중지하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특허청구범위의 청구항 8의 발명에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 방법에서는, 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 연화 처리를 행하고, 그 후에 팁 슈라우드부의 변형 수정을 행하기 때문에, 변형 수정 시의 크랙 발생을 방지할 수 있다. 또한, 팁 슈라우드부의 변형 수정 후에 가스 터빈 블레이드 전체의 HIP 재생화 처리 및 용체화 시효 열처리를 행하기 때문에, 가스 터빈 블레이드의 내부에 마이크로 결함이 발생한 경우에도 그 결함을 제거할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도이다. 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치는, 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)를 고정시키는 동시에 수정 시의 팁 슈라우드부(2) 하측의 형으로 되는 고정형(3)과 팁 슈라우드부(2)를 가압하는 누름형(4)으로 구성되고, 고정형(3)과 누름형(4) 사이에 팁 슈라우드부(2)를 압접시켜 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)를 평탄하게 변형 수정시키는 것이다.

가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)를 수정할 때는, 2분할된 고정형(3)에 의해 가스 터빈 블레이드(1)를 사이에 끼워 넣어 전체를 고정시킨다. 즉, 고정형(3)은 블레이드의 앞쪽에 위치하는 고정형(3a)과 블레이드의 안쪽에 위치하는 고정형(3b)으로 구성되는 2분할 구조로 되어 있고, 2분할된 고정형(3)의 내면은 각각 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부 바로 아래의 형상에 대응하고 있으며, 이것에 의해, 팁 슈라우드부(2) 하부의 가스 터빈 블레이드를 사이에 끼워 넣어 변형 수정 장치에 고정시킨다.

그리고, 가스 터빈 블레이드(1)를 사이에 끼워 넣은 고정형(3)은 문형(門型)프레스(도시 생략)의 고정대에 탑재된다. 누름형(4)은 문형 프레스(도시 생략)의 가동부에 부착되고, 프레스를 작동시켜 누름형(4)을 변형부(2A)에 접촉시킨다. 그 접촉된 위치를 상대적인 기준 위치로 한다.

그 접촉면이 누름형(4)을 더 하강시켜 휘어올라간 변형부(2A)를 눌러, 소성 변형시킨다. 이 경우, 변위계(도시 생략)에 의해 기준 위치로부터의 하강량을 측정하고, 소정의 위치까지 누름형(4)을 하강시킨 후에 프레스를 상승시킨다. 그리고, 고정형(3)으로부터 가스 터빈 블레이드(1)를 취출(取出)하여 변형 수정 조작을 종료한다.

여기서, 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)를 평탄하게 수정할 경우, 누름형(4)의 프레스에 의해 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)를 평면하게 한 후에 프레스를 해제하면, 소성 변형분은 수정할 수 있지만, 탄성 변형분의 귀환, 이른바 스프링백이라고 불리는 변형 귀환이 있어 변형이 잔류하게 된다. 그래서, 고정형(3)의 팁 슈라우드부(2)에 닿는 면은 최종적인 수정 형상인 평면으로부터 복귀량을 뺀 곡면, 반대로 말하면 소정의 곡면보다 더 굴곡시킨 곡면으로 한다. 또한, 누름형(4)도 마찬가지로 평면에 복귀량을 가산한 형상으로 한다.

그런데, 도 4는 본 발명의 변형 수정 장치가 적용되는 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부의 구체적인 형상을 나타낸 것이다. 도 4의 (a)는 가스 터빈 블레이드(1)의 축방향 선단부(즉, 가스 터빈 축(도시 생략)의 직경 방향)로부터 본 도면이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 N-N 단면을 나타낸 것이다.

가스 터빈 블레이드(1)는 팁 슈라우드부(2)의 회전 방향 선행단면(端面)(2F)과, 이 블레이드의 회전 방향에 대하여 선행하는 측에 설치되어 있는 다른 가스 터빈 블레이드(1A)의 팁 슈라우드부(2')의 회전 방향 후행 단면(2'B)이 서로 접촉하고 있다. 마찬가지로, 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)의 회전 방향 후행 단면(2B)과, 이 블레이드의 회전 방향에 대하여 후행하는 측에 설치되어 있는 다른 가스 터빈 블레이드(1B)의 팁 슈라우드부(2'')의 회전 방향 선행 단면(2''F)이 서로 접촉하고 있다. 그리고, 이 접촉에 따른 마찰력에 의해 블레이드의 진동을 방지한다.

그리고, 이러한 가스 터빈 블레이드를 구비한 가스 터빈 플랜트를 장기간 운전하면, 한쪽 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)의 회전 방향 후행 단면(2B)과 인접하는 다른쪽 가스 터빈 블레이드(1B)의 팁 슈라우드부(2)의 회전 방향 선행 단면(2''F)의 거듭되는 접촉에 따른 상호작용과, 각각의 팁 슈라우드부(2) 상하면의 온도차가 주요한 원인으로 되어, 특히 팁 슈라우드부(2)의 회전 방향 후행 단면(2B) 측이 변형된다.

또한, 이러한 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2) 상부에는, 연소 가스 등의 작동 유체가 블레이드 선단부로부터 누설되는 것을 방지하기 위한 밀봉 핀(10)이 복수 설치되어 있다. 아울러, 가스 터빈 블레이드(1)는 운전 중에 고온 분위기 중에 장기간 노출되기 때문에, 표면 부분의 재질이 산화 또는 질화되어, 특히 상기 밀봉 핀 부분은 크랙을 발생시키기 쉽게 되어 있다. 그 때문에, 단순히 상기 변형을 프레스에 의해 수정하고자 하면, 이 밀봉 핀(10) 등에 크랙을 발생시키게 되어, 결국 부득이하게 블레이드를 신제조하게 된다.

그래서, 본 발명에서는, 가스 터빈 블레이드(1)의 변형을 수정하고자 할 때에는, 이러한 크랙을 발생시키지 않기 위해, 변형 부분에 부하되는 모멘트력과 변위량을 항상 모니터하는 동시에, 미리 실험에 의해 얻어진 데이터에 의거하여 스프링백량을 파악하여, 가압력을 제어한다. 그리고, 실험 데이터로부터 미리 결정된 일정한 가압력에 대하여 필요한 변위량을 얻을 수 없을 경우에는, 가압을 중지하도록 한다.

도 2는 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)의 변형 수정 조작 과정의 설명도이다. 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 고정형(3)을 팁 슈라우드부(2)의 가스 터빈 블레이드(1)에 부착시킨 상태로부터 누름형(4)을 하강시킨다. 누름형(4)이 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)에 접촉한 시점에서 일단 하강을 정지시키고, 이 때의 누름형(4)의 위치를 기억한다. 그 후, 누름형(4)에 천천히 압력을 부하하여 변형부(2A)의 구성 작업으로 이행한다. 그리고, 누름형(4)에 압력을 가함에 따라 하강되는 것(누름형(4)의 변위가 있는 것), 즉, 변형부(2A)가 변형되고 있음을 확인한다. 또한, 여기서 압력을 올려도 누름형(4)에 변위가 발생하지 않을 경우에는, 어떠한 이상(異常)으로 판단하여 작업을 중지한다.

도 2의 (b)는 누름형(4)에 의해 팁 슈라우드부(2)의 휘어올라간 변형부(2A)를 가압하고 있는 상태를 나타낸다. 이 상태에서는, 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)는 평면보다 더 하강한 상태로 되어 있다.

이 후에 프레스를 해제하여 누름형(4)을 되돌리면, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 탄성 변형분의 귀환이 있지만 그 귀환분을 필요 이상으로 가압하고 있기때문에, 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)는 최종적인 수정 희망 형상인 평면으로 된다.

도 3은 본 발명의 변형 수정 장치(100) 전체의 구제적인 구성을 나타낸 것이다. 누름형(4)은 외측 칼럼(56)에 지지된 유압 실린더(53)로부터 진퇴(進退)하는 피스톤(60)의 선단에 설치된 플랜지(61)에 장착된다. 한편, 고정형(3)은 내측 칼럼(57)의 가로 빔(57a) 상에 고정되어 변형부(2A)를 프레스할 때의 지지를 행하는 동시에, 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)의 하면으로부터 가스 터빈 블레이드(1)를 지지하게 되어 있다. 또한, 가스 터빈 블레이드(1)의 팁 슈라우드부(2)와 반대측에 설치되는 스터드부(11)는, 고정 베이스(59) 상에 설치된 레일(58A) 상을 이동하여 개폐되는 스터드부 척(58)에 의해 삽입되어 고정된다. 따라서, 가스 터빈 블레이드(1)는 고정형(3)과 스터드부 척(58)에 의해 고정됨으로써, 유압 실린더(53)로부터 압력을 받아도 블레이드 전체에 왜곡 등이 생기지 않도록 한다. 유압 실린더(53)에는, 제어 버스(54)를 통하여 제어 장치(51)로부터의 각종 제어 신호에 의거하여 수정하는 블레이드에 적합한 압력을 발생시키는 유압 발생 장치(52)로부터 연장되는 유압 제어 배관선(55)이 접속된다.

이러한 구성의 변형 수정 장치(100)에서는, 제어 장치(51)로부터 송신되는 후술하는 각종 제어 신호에 의거하여, 유압 발생 장치(52)는 유압 실린더(53)에 변형 수정 작업을 행할 때에 필요한 압력 및 변위를 피스톤(60)에 의해 누름형(4)에 부여한다. 한편, 가스 터빈 블레이드(1)는, 팁 슈라우드부(2) 하면 및 스터드부(11)가 고정되어 있기 때문에, 다른 부분에 영향을 미치지 않고 고정형(3)과 누름형(4)에 의해 변형부(2A)만이 수정된다. 또한, 외측 칼럼(56) 및 내측 칼럼(57)은 모두 베이스(59) 상에 강고하게 고정되어 있기 때문에, 예를 들어, 유압 실린더(53)로부터 과도한 압력이 부하되어도 변형 수정 작업에 대해서는 양호한 결과를 얻을 수 있다.

도 5는 제어 장치(51)의 구체적인 구성을 나타낸 것이다. 가스 터빈 블레이드(1)의 변형 수정 작업을 개시할 때에는, 우선, 키보드 등의 입력 장치를 통하여 초기 테이터(202)를 제어 장치(51) 내에 설치된 변형 수정 연산기(201)에 입력한다. 초기 데이터(202)가 입력된 변형 수정 연산기(201)에서는, 이 초기 입력 데이터(202), 예를 들어, 변형량, 블레이드의 재료, 과거의 변형 수정 이력 등에 의거하여, 미리 축적된 실험 테이터베이스(203)(이하, 데이터베이스를 DB라고 약기(略記)함)나 보수 실적(實績) 데이터베이스(204)(이하, 데이터베이스를 DB라고 약기함) 내를 검색하여, 가장 최적의 실험 데이터 또는 과거의 변형 수정 시의 데이터에 의거한 변위량과 압력을 인출하고, 변위 연산기(205) 및 압력 연산기(206)에 각각 테이터를 송신한다. 변위 연산기(205) 및 압력 연산기(206)는, 변형 수정 연산기(201)로부터 입력된 데이터에 의거하여 유압 발생 장치(52)가 유압 실린더(53)의 피스톤(60)이 원하는 변위량 및 압력을 출력하도록 데이터를 송신한다.

한편, 가스 터빈 블레이드(1)의 변형 수정 작업이 개시되면, 유압 실린더(53)로부터는 누름형(4)이 변형부(2A)에 접촉하고 나서의 실(實)변위량의 데이터가 제어 장치(51)의 지시/실변위 비교기(207)에 피드백 데이터로서 차례로 송신된다. 지시/실변위 비교기(207)에서는, 상기 변위 연산기(205) 및 압력연산기(206)로부터의 지시 신호와 유압 실린더(53)로부터의 실변위량의 데이터가 비교되고, 그 결과, 비교 데이터는 상기 변형 수정 연산기(201)에 송신된다. 상기 변형 수정 연산기(201)에서는, 상기 비교 데이터를 최초의 신호 송출 시에 참조한 상기 실험 데이터 DB(203) 또는 보수 실적 DB(204)와 다시 비교하여, 데이터 상에서 큰 차이가 발생했을 때에는, 작업을 정지시키기 위한 신호를 송신한다.

한편, 유압 발생 장치(52)에 변위 연산기(205) 및 압력 연산기(206)로부터 송신되는 데이터는, 각 연산기의 출구 직후에 분기(分岐)되어 각각 지시 신호/실신호 비교 정리 연산기(208)에 입력되는 동시에, 상기 유압 실린더(53)로부터의 실변위량 데이터도 동일하게 분기되어 지시 신호/실신호 비교 정리 연산기(208)에 입력된다. 그리고, 변형 수정 연산기(201)에 입력된 초기 입력 데이터(202)와 함께, 그 때에 지시한 변위량이나 압력 및 그 피드백 데이터인 실변위량 데이터가 보수 실적 DB에 축적된다. 그리고, 이 보수 실적 DB의 데이터는 후일 다시 실행되는 동일 블레이드의 변형 수정 작업에 참조된다.

또한, 실험 데이터 DB의 구체적인 데이터의 내용으로서는, 예를 들어, 누름형(4)에 의해 변형부(2A)에 부여한 변위량에 대한 복귀량(스프링백량)의 데이터, 또는 누름형(4)에 의해 압력을 부하(프레스)했을 때에 변형부(2A)에 생기는 탄성 변형량이나 소성 변형량의 데이터를 들 수 있고, 이들 데이터는 실제의 실험값이나 수치 해석 등에 의해 얻어지는 데이터도 포함된다.

한편, 보수 실적 DB의 구체적인 데이터의 내용으로서는, 실제의 변형 보수 작업에서 얻어진 누름형(4)에 의해 변형부(2A)에 부여한 변위량에 대한 복귀량(스프링백량)의 데이터, 또는 누름형(4)에 의해 압력을 부하(프레스)했을 때에 변형부(2A)에 생기는 탄성 변형량이나 소성 변형량의 데이터에 더하여, 그 때의 변위량 지시값, 압력 지시값, 재료명, 운전 시간, 블레이드 길이, 사용된 플랜트명, 팁 슈라우드 형상 등을 들 수 있다.

제 1 실시예에 의하면, 고정형(3)을 이용하여 팁 슈라우드부(2)의 안쪽을 고정시키는 동시에, 가스 터빈 블레이드(1)의 스터드부도 고정시키기 때문에, 블레이드의 길이에 관계없이 안정된 수정 작업을 행할 수 있다. 또한, 팁 슈라우드부(2)의 휘어올라간 변형부(2A)를 수정할 수 있기 때문에, 가스 터빈 블레이드(1)끼리의 접촉 면적을 확보하기 위한 가스 터빈 블레이드(1)의 배열을 조정할 필요가 없어진다. 또한, 배열 조정을 행하여도 접촉 면적을 확보할 수 없어 폐기했었던 가스 터빈 블레이드(1)도 폐기않고 재사용할 수 있다.

또한, 고정형(3)과 누름형(4)의 형상에 미리 축적된 실험 데이터에 의거하여 탄성 변형분의 복귀량을 고려하고 있기 때문에, 프레스 해제 후에 원하는 형상을 얻을 수 있다. 또한, 소정의 최종 형상을 얻기 위해 프레스 시의 압력을 제어하는 동시에 최소 변형만을 부여하기 때문에, 불필요한 변형에 따른 크랙 등의 발생을 방지할 수 있다. 본 실시예는, 비교적 변형량이 적고, 1회의 프레스에 의해 수정이 가능한 팁 슈라우드에 적합하다.

도 6은 본 발명의 변형 수정 장치를 적용한 가스 터빈 블레이드의 수정 전후의 형상 변화를 나타낸 것이다. 도 6에서 종축(縱軸)은 팁 슈라우드부(2)의 정점(頂點)을 기준으로 하여, 각 위치에서의 변형량을 백분율(%)로 표시한 것이다. 한편, 횡축(橫軸)은 팁 슈라우드부(2)의 정점 위치를 기준으로 하여, 그 전후의 거리를 백분율(%)로 표시한 것이다.

도 6에 있어서, 신제조 시의 팁 슈라우드부(2)의 변형량을 점선으로 나타낸다. 도 6으로부터 알 수 있듯이, 가스 터빈 블레이드(1)의 회전면으로부터 보았을 경우에는 팁 슈라우드부(2)는 산형(山型)을 이루고 있다.

한편, 실선은 장기 운전 후의 가스 터빈 블레이드(1)의 수정 전의 팁 슈라우드부(2)의 변형량을 나타낸 것이며, 정점부를 경계로 하여 한쪽 팁 슈라우드부(2)가 신제조 시보다도 크게 변형되었음을 알 수 있다.

또한, 1점쇄선은 본 발명의 수정 장치를 적용한 후의 팁 슈라우드부(2)의 변형량을 나타낸 것이며, 신제조 시와 거의 동일한 형상으로 되돌아갔음을 알 수 있다. 아울러, 크게 변형되지 않은 부분에 대해서도, 본 발명의 수정 장치를 사용함으로써 신제조 블레이드와 거의 동일한 형상으로 되돌아감을 알 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도이다. 이 제 2 실시예는, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 대하여 누름형(4)을 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성한 것이며, 각 블록마다의 누름형부를 개별적으로 팁 슈라우드부에 꽉 눌러 변형 수정하도록 한 것이다. 제 1 실시예와 동일한 요소에는 동일 부호를 첨부하여 중복되는 기재를 생략한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 고정형(3)을 이용하여 가스 터빈 블레이드(1)를 고정시킨다. 고정형(3)의 고정 방법은 제 1 실시예와 동일하다. 제 2 실시예에서는, 누름형(4)이 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성되어 있다. 도 7에서는 누름형 본체부(4a), 제 1 누름형 분할부(4b), 제 2 누름형 분할부(4c), 제 3 누름형 분할부(4d)로 형성된 것을 나타낸다.

본 발명의 제 2 실시예의 구체적인 전체 구성을 도 8에 나타내고, 제 1 실시예와 동일한 요소에는 동일 부호를 첨부하여 중복되는 기재를 생략한다.

본 실시예가 제 1 실시예와 상이한 점은, 누름형(4)이 분할하여 배치된 것에 대응하여, 이들을 구동하는 유압 실린더(53)도 동일하게 분할된 누름형(4a∼4d)에 대응하는 유압 실린더(53A∼53D)가 설치되어 있는 점과, 이들 유압 실린더(53A∼53D)를 구동하는 유압 발생 장치(52)도 4개 설치되어 있는 점이다. 그 이외의 구성은 제 1 실시예와 동일하다.

우선, 누름형 본체부(4a)를 프레스하고, 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)의 비교적 중앙부를 가압한다. 다음으로, 그 상태에서 제 1 누름형 분할부(4b)를 프레스한다. 여기서, 제어 장치(51)에서는, 미리 블레이드 변형부(2A)의 누름형 본체부(4a)와 제 1 누름형 분할부(4b)에 대응하는 부분의 경계부에 작용하는 모멘트력이 계산되고, 누름형 분할부(4b)를 프레스하는 유압 실린더(53B)에는, 그 모멘트력을 고려하여 변형부(2A)에 크랙이 생기지 않도록 제어된다. 그 상태에서, 제 2 누름형 분할부(4c)가 프레스되나, 마찬가지로 제어 장치(51)에서는, 미리 블레이드 변형부(2A)의 제 1 누름형 분할부(4b)와 제 2 누름형 분할부(4c)에 대응하는 부분의 경계부에 작용하는 모멘트력이 계산되고, 누름형 분할부(4c)를 프레스하는 유압 실린더(53C)에는, 그 모멘트력을 고려하여 변형부(2A)에 크랙이 생기지 않도록 제어된다. 또한, 그 상태에서, 제 3 누름형 분할부(4d)가 프레스되나, 마찬가지로 제어 장치(51)에서는, 미리 블레이드 변형부(2A)의 제 2 누름형 분할부(4c)와 제 3 누름형 분할부(4d)에 대응하는 부분의 경계부에 작용하는 모멘트력이 계산되고, 누름형 분할부(4d)를 프레스하는 유압 실린더(53D)에는, 그 모멘트력을 고려하여 변형부(2A)에 크랙이 생기지 않도록 제어된다.

이것에 의해, 변형부(2A)의 중앙부로부터 단부까지 단계적으로 변형이 수정되어 간다. 그리고, 모든 누름형부(4a∼4d)를 프레스한 후에 프레스를 제거하고, 고정형(3)을 제거하여 변형 수정 작업을 완료시킨다.

이 제 2 실시예에 의하면, 팁 슈라우드부(2)의 단부에서의 변형이 클 경우에도, 크랙을 발생시키지 않고 변형 수정 작업이 가능해진다. 즉, 팁 슈라우드부(2)의 단부에서의 변형이 클 경우에, 분할하지 않는 누름형(4)을 이용하면, 변형부 단부에서의 가압 시 초기 변위량이 크고, 가스 터빈 블레이드(1)의 재료의 파단(破斷) 신장에 도달하는 왜곡을 발생시킬 우려가 있으며, 아울러 장기 운전에 의해 블레이드 재료의 표면이 변질되기 때문에, 그 경향은 점점 높아진다. 그러나, 이 제 2 실시예에서는, 분할된 누름형(4)을 이용하여 변형부 근원부(根元部)로부터 단부 측으로 차례로 프레스하여 가므로, 분할된 누름형(4)에 대응하는 변형 부분마다 부하하는 힘, 즉, 모멘트력을 제어하고 있기 때문에, 크랙을 발생시키지 않는다.

다음으로, 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다. 도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도이고, 도 10은 그 구체적인 전체 구성을 나타낸 도면이다.

이 제 3 실시예는, 도 7에 나타낸 제 2 실시예에 대하여 고정형(3)을 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성한 것이며, 각 블록마다의 고정형부(3a∼3d)는 개별적으로 팁 슈라우드부(2)의 이면에 차례로 꽉 눌려 팁 슈라우드부(2)의 변형 수정을 행하도록 한 것이다. 제 2 실시예와 동일한 요소에는 동일 부호를 첨부하여 중복되는 기재를 생략한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 고정형(3) 및 누름형(4)이 각각 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성되어 있다. 도 9에서는, 고정형(3)은 4개로 분할되고, 고정형 본체부(3a), 제 1 고정형 분할부(3b), 제 2 고정형 분할부(3c), 제 3 고정형 분할부(3d)의 고정형부로 형성되어 있다. 한편, 누름형(4)도 4개로 분할되고, 누름형 본체부(4a), 제 1 누름형 분할부(4b), 제 2 누름형 분할부(4c), 제 3 누름형 분할부(4d)의 누름형부로 형성되어 있다.

본 실시예가 제 2 실시예와 상이한 점은, 고정형(3)이 분할하여 배치된 것에 대응하여, 이들을 구동하는 유압 실린더(53)에는 분할된 제 1 고정형(3a) 내지 제 3 고정형(3d)에 대응하여 유압 실린더(53E∼53G)가 설치되어 있는 점과, 이들 유압 실린더(53E∼53G)를 구동하는 유압 발생 장치(52)가 3개 더 추가로 설치되어 있는 점이다. 그 이외의 구성은 제 2 실시예와 동일하다.

우선, 고정형부(3a∼3d)는 통상 위치로 유지한 상태에서, 누름형 본체부(4a)를 프레스하고, 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)의 비교적 중앙부를 가압한다. 다음으로, 그 상태에서 제 1 누름형 분할부(4b)를 프레스한다. 제 1 누름형 분할부(4b)에 의해 프레스한 후에, 이 제 1 누름형 분할부(4b)를 끌어올려 프레스를 제거하는 동시에, 제 1 고정형 분할부(3b)를 파선(破線)의 위치, 즉, 탄성 변형의 복귀량만큼 상승시킨다. 그 후, 제 2 누름형 분할부(4c)에 의해 프레스하여 제 2 누름형 분할부(4c)를 끌어올려 프레스를 제거하고, 제 2 고정형 분할부(3c)를 파선의 위치, 즉, 탄성 변형의 복귀량만큼 상승시킨다. 마지막으로, 제 3 누름형 분할부(4d)에 의해 프레스하여 제 3 누름형 분할부(4d)를 끌어올려 프레스를 제거하여 변형 수정을 종료한다. 이와 같이, 기존의 수정부의 고정형(3) 위치를 「수정 후의 형상으로부터 복귀량 분을 뺀 위치」로부터 「수정 후의 형상의 위치」로 이동시켜 변형 수정을 행한다.

또한, 상기의 각 누름형 분할부(4b∼4d)를 프레스할 때의 유압 실린더(53B∼53D)의 제어 및 제어 장치의 기능에 관해서는, 제 2 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

제 3 실시예에 의하면, 팁 슈라우드부(2)를 부분적으로 프레스하기 때문에, 프레스 능력이 작은 것에서도 변형 수정이 가능하다. 그리고, 변형 중앙부로부터 선단부를 향하여 점차 변형시켜 가고, 기존의 변형부는 고정시키기 때문에, 변형이 커지지 않아 크랙이 발생하지 않는다. 또한, 분할형의 조합을 바꿈으로써, 다양한 변형 형상에 대응할 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 제 4 실시예를 설명한다. 도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성이고, 도 12는 그 전체 구성을 나타낸 도면이다.

이 제 4 실시예는, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 대하여 누름형(4) 대신에,팁 슈라우드부(2)와 접하는 부분이 볼록형으로 형성된 소형의 이동 누름형(5)을 이용한 것이며, 그 볼록부를 팁 슈라우드부(2)의 표면 일부에 접촉시키면서 가압하여 팁 슈라우드부(2) 전체로 점차 이동시켜, 팁 슈라우드부(2)를 변형 수정하도록 한 것이다. 제 1 실시예와 동일한 요소에는 동일 부호를 첨부하여 중복되는 기재를 생략한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 변형 수정 장치(100)의 이동 누름형(5)은, 수평 구동용 유압 장치(53B1, 53B2)의 피스톤에 의해 블레이드 팁 슈라우드부(2)의 길이 방향을 따라 이동하는 누름형 지지부(5a)에 부착되어 있다. 그리고, 수평 구동용 유압 장치(53B1, 53B2)는, 외측 칼럼(56)에 지지된 유압 실린더(53A)로부터 진퇴하는 피스톤(60)의 선단에 설치된 가압 칼럼(56a)에 의해 지지되어 있다.

각 유압 장치(53A, 53B1, 53B2)는 유압 발생 장치(52A, 52B)에 접속되어 있고, 제어 장치(51)로부터 신호 버스(54A, 54B)를 통하여 송신되는 각종 제어 신호에 의해 블레이드 변형부(2A)에 최적인 가압력(프레스)과 변위를 출력한다. 그 이외의 구성은 제 1 실시예와 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

제 4 실시예에서는, 소형의 이동 누름형(5)의 형상은, 제 1 실시예의 누름형(4)과는 달리 아래에 볼록부가 형성되어 있고, 이동 누름형(5)의 볼록부가 팁 슈라우드부(2)의 일부에 접촉하는 형상으로 되어 있다. 그리고, 이동 누름형(5)을 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A) 근원으로부터 선단부를 향하여 점차 가압하면서 이동시킨다. 파선으로 나타낸 이동 후의 이동 누름형(5')이 최종적인프레스 위치이다. 이렇게 하여, 프레스한 후에 프레스를 제거하여 변형 수정을 완료시킨다.

이동 누름형(5)의 이동 속도로서는, 매초 1∼5㎜ 정도의 이동 속도가 가장 적합하다. 이것보다 느리면, 단순히 작업 시간이 연장될 뿐이고, 변형 수정에 관해서는 효과는 없다. 한편, 이것보다 빠르면, 변형 수정이 소성 변형이 완전히 실행되기 전에 누름형(5)이 이동하게 되기 때문에, 변형 효율이 나빠진다. 또한, 이동은 반드시 1회에 한정되지 않고, 변형부 근원 위치로부터 단부 위치까지 프레스를 행한 후, 다시 근원 위치로 되돌아가 프레스를 행할 수도 있다. 그 경우에는, 반드시 근원 위치로부터 개시하여, 단부 위치까지 행하는 것으로 하고, 도중에서부터는 행하지 않도록 한다. 도중에서부터 프레스를 개시하면, 그 개시 부분으로부터 앞의 재(再)프레스를 행한 영역과, 그 전의 재프레스를 행하지 않은 부분의 강도가 바뀌어, 오히려 팁 슈라우드의 수명을 저하시키기 때문이다.

또한, 이동 누름형(5)의 선단부는 팁 슈라우드부(2)의 크기에도 의존하나, 최대한 R 형상이 큰 것이 가장 적합하다. R 형상은, 팁 슈라우드부(2)와의 접촉부가 점(點)접촉으로 되면 팁 슈라우드부를 손상시키게 되기 때문에, R이 너무 작은 것은 피할 필요가 있다.

제 4 실시예에 의하면, 1개의 이동 누름형(5)에 의해 변형 중앙부로부터 선단부까지를 프레스할 수 있기 때문에, 복잡한 분할 누름형을 사용할 필요가 없다. 또한, 팁 슈라우드부(2)의 형상이 상이한 가스 터빈 블레이드(1)에서도, 비교적 유사한 형상이면 이동 누름형(5)의 형상을 바꾸지 않고, 1개의 이동 누름형(5)에 의해 대응할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 5 실시예를 설명한다. 도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치의 구성도이다. 이 제 5 실시예는, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 대하여 누름형(4)의 팁 슈라우드부(2)와 접하는 면의 형상을 볼록면으로 형성하고, 누름형(4)을 좌우로 롤링시키면서 접촉부(하중 위치)를 점차 이동시켜 팁 슈라우드부(2)를 변형 수정하도록 한 것이다. 제 1 실시예와 동일한 요소에는 동일 부호를 첨부하여 중복되는 기재를 생략한다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 고정형(3)을 이용하여 가스 터빈 블레이드(1)를 고정시킨다. 고정형(3)의 고정 방법은 제 1 실시예와 동일하다. 제 5 실시예에서는, 누름형(4)은 일정 점을 중심으로 하여 롤링 운동을 행함으로써, 횡방향으로 이동시키지 않고 변형부(2A)를 프레스할 수 있도록 볼록면 형상으로 형성되어 있다.

우선, 누름형(4)의 중앙부까지를 팁 슈라우드부(2)에 접촉시켜 프레스한다.

그 후, 누름형(4)을 팁 슈라우드부의 길이 방향으로 롤링시켜, 팁 슈라우드부에 부하하는 하중 위치를 점차 변형부(2A)의 단부 측으로 이동시킨다. 이것에 의해, 누름형(4)의 팁 슈라우드부(2)의 변형부(2A)에 대한 접촉면이 점차 변화한다. 최종적으로, 파선으로 나타낸 이동 후의 누름형(4')까지 프레스한다. 그 후, 프레스를 제거하여 변형 수정을 종료한다.

제 5 실시예에 의하면, 누름형(4)에 부하하는 하중 위치를 점차 변화시켜, 변형부(2A)의 근원부로부터 단부로 차례로 프레스하여 가기 때문에, 선단부에 프레스 수정이 집중되지 않아 크랙이 발생하지 않는다. 또한, 누름형(4)을 이동시키지않기 때문에, 프레스부에 이동 시의 마찰흔이 생기기 어렵다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 방법을 설명한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 방법의 처리 공정을 나타내는 플로차트이다.

변형되고 있는 팁 슈라우드가 존재하는 가스 터빈을 계속하여 운전하면, 이상 진동 및 출력 저하 등의 사태가 발생하기 때문에, 정기 점검 등에 의해 항상 감시하여 둘 필요가 있다. 우선, 상기한 본 발명의 변형 수정 장치에서는, 기본적으로 1개씩 수정 장치에 설치하여 변형 수정 작업을 행하기 때문에, 가스 터빈 블레이드의 운전을 정지시킬 필요가 있다(S1).

다음으로, 팁 슈라우드부의 변형 상태를 1개씩 육안 관찰 등에 의해 검사한다(S2). 변형이 없는 경우, 또는 변형은 되고 있지만 변형 수정 작업을 행할 필요가 없는 경우에는, 다음 블레이드의 검사로 이행한다(S3).

그리고, 변형되고 있는 것이 있으면 가스 터빈 축으로부터 빼낸다(S4).

빼낸 가스 터빈 블레이드는, 장기 운전에 의해 재질이 열화되어 연성(延性)이 저하되고 있기 때문에, 가열 연화(軟化) 처리를 행한다(S5). 이것은 가스 터빈 블레이드 전체를 진공로에 넣어 가열할 수도 있고, 또한, 고주파 유도 가열에 의해 변형 수정부의 근방만을 가열할 수도 있다. 온도는 블레이드 재료에 의존하나, 통상은 재료의 용체화 온도 이상으로 하는 것이 일반적이다.

다음으로, 블레이드를 변형 수정 장치의 고정형에 설치하고(S6), 블레이드를고정형에 위치 결정하여 고정시키는(S7) 동시에, 블레이드의 스터드부에 대해서도 고정시킨다(S8). 이것에 의해, 블레이드는 변형 수정 장치에 강고하게 고정되며, 변형 수정 작업 시의 압력이 블레이드 전체에 변형을 미치지 않고 작업을 행할 수 있다.

다음으로, 누름형을 변형 수정 장치의 유압 실린더에 설치한다(S9). 또한, 상기 고정형과 누름형은 미리 팁 슈라우드부의 변형 상황의 관찰을 행하는 동시에, 과거의 보수 작업의 데이터 및 과거의 실험 데이터 등으로부터 미리 결정된 형상을 하고 있다.

다음으로, 누름형이 설치된 유압 실린더를 일단 팁 슈라우드부의 변형부에 접촉하는 위치까지 하강시킨다(S10). 이것은, 변형부의 변위나 유압 실린더의 압력과 실제 변형부의 변위량의 관계를 데이터로서 수집하기 위해 기준 위치를 결정하고, 한번에 변형 수정 작업을 행하는 것에 따른 재료의 균열 등의 결점을 피하기 위함이다.

다음으로, 유압 실린더에 압력을 가하여 팁 슈라우드부의 변형부를 누름형과 고정형 사이에서 프레스한다(S11). 동시에, 유압 실린더의 압력 및 누름형의 실제의 변위량은 제어 장치에 피드백 데이터로서 보내진다.

이 피드백 데이터에서는, 유압 실린더에 보내지는 압력과 팁 슈라우드부의 변형부의 변위량 데이터를 감시하고 있다(S12). 그리고, 압력과 함께 변형부의 미리 결정된 변위가 얻어진 경우에는 보수 완료라고 판단하여, 이 블레이드의 작업을 완료시킨다(S13). 한편, 유압 실린더의 압력이 상승하여도 팁 슈라우드부의 변위가 없거나, 또는 과거의 데이터로부터 현저하게 상이한 변위량의 데이터가 얻어진 경우에는, 어딘가 이상이 있다고 판단하여 작업을 중지한다(S13).

그리고, 보수 완료의 블레이드를 변형 수정 장치로부터 떼어내고, 보수해야할 새로운 블레이드를 설치하여 상기 스텝 S6으로부터 새롭게 개시된다.

또한, 필요에 따라, 변형 수정 작업 후에 HIP 재질 재생화 처리에 의해 가스 터빈 블레이드 전체의 재질을 재생하는 동시에, 가스 터빈 블레이드의 재질에 적합한 용체화 및 시효 열처리를 행할 수도 있다.

이 실시예에 의하면, 팁 슈라우드부의 변형 수정 전에 팁 슈라우드부를 연화시켜 두기 때문에 크랙의 발생이 없어진다. 또한, 누름형을 한번에 꽉 누르는 것이 아니라, 변형부에 접촉하고 나서 서서히 압력을 가하기 때문에, 변형부에 쓸데없는 부하를 가하지 않는다. 또한, 보수 블레이드를 팁 슈라우드부와 블레이드 스터드부의 양 단부에서 고정시키기 때문에, 팁 슈라우드부에 압력을 가하여도 블레이드 전체에 변형을 미치지 않아 블레이드의 성능을 저하시키지 않는다. 또한, 압력을 가하여도 변위가 없을 경우에는, 작업을 중지하기 때문에, 이상 사태에서도 팁 슈라우드부를 파손시키지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 간편하며 크랙 등이 발생하지 않는 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 수정을 행할 수 있다. 팁 슈라우드부의 변형을 간편하게 수정할 수 있기 때문에, 고가의 새로운 가스 터빈 블레이드를 이용하지 않고, 또한, 가스 터빈 블레이드의 배열 조정도 행하지 않고, 운전 후의 가스 터빈 블레이드를 재이용할 수 있다.

Claims

가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 수정 시에 상기 팁 슈라우드부의 안쪽에 고정되어 상기 팁 슈라우드부의 이면(裏面)을 유지하는 고정형(型)과,

상기 가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 수정 시에 상기 팁 슈라우드부의 표면을 가압하여 상기 고정형과의 사이에서 상기 팁 슈라우드부를 압접(壓接)하여 변형 수정을 행하는 누름형(型)과,

상기 누름형에 접속되어 상기 가압력과 변위량을 출력하는 가압 수단과,

미리 저장된 데이터에 의거하여 상기 가압 수단에 출력해야 할 압력과 변위량을 지시하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 고정형이 상기 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상은, 상기 팁 슈라우드부의 변형 수정 후의 형상으로부터 복귀량 분(分)을 뺀 형상으로 한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 누름형이 상기 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상은, 상기 팁 슈라우드부의 변형 수정 후의 형상에 복귀량 분을 더한 형상으로 한 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 누름형은 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성되고, 각 블록마다의 누름형부를 개별적으로 상기 팁 슈라우드부의 표면에 차례로 꽉 눌러 변형 수정하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 누름형은 상기 팁 슈라우드부와 접하는 부분이 볼록형으로 형성되고, 상기 볼록부를 상기 팁 슈라우드부의 표면 일부에 접촉시키면서 가압하여 상기 팁 슈라우드부 전체로 점차 이동시켜, 상기 팁 슈라우드부를 변형 수정하는 소형의 이동 누름형인 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 누름형의 상기 팁 슈라우드부와 접하는 면의 형상은 볼록면으로 형성되고, 상기 누름형의 하중 위치를 점차 이동시켜 상기 볼록면부가 상기 팁 슈라우드 표면에 접하는 위치를 점차 이동시켜, 상기 팁 슈라우드부를 변형 수정하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 고정형은 2개 이상의 블록으로 분할하여 형성되고, 각 블록마다의 상기 고정형부는 개별적으로 상기 팁 슈라우드부의 이면에 차례로 꽉 눌러 변형 수정하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 장치.
가스 터빈 블레이드의 팁 슈라우드부의 변형 유무를 검사하는 공정과,

팁 슈라우드부의 상기 변형부가 수정 작업이 필요한지 아닌지를 판단하는 공정과,

상기 판단 공정에서 수정 작업이 필요하다고 판단된 블레이드에 대하여 연화(軟化) 처리를 행하는 공정과,

상기 팁 슈라우드부 안쪽의 가스 터빈 블레이드에 상기 팁 슈라우드부의 이면(裏面)을 유지하는 고정형을 부착시키는 공정과,

상기 누름형을 상기 팁 슈라우드부의 변형부에 접촉한 시점에서 정지시키는 공정과,

상기 누름형이 팁 슈라우드부에 접촉한 상태로부터 가압하여 팁 슈라우드부를 고정형과의 사이에서 압접하여 변형 수정을 행하는 공정과,

상기 누름형을 가압했을 때에 누름형의 변위 유무를 판단하여, 변위가 있을 경우에는 수정 작업을 계속하고, 변위가 없을 경우에는 작업을 중지하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 변형 수정 방법.