【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、本公开的领域整体涉及旋转机械，并且更具体地涉及与包括防侵蚀前缘的旋转机械一起使用的叶片。
2、至少一些已知的旋转机器包括联接到转子轴的至少一个转子组件。转子组件包括多个周向间隔开的叶片，这些叶片朝向固定壳体径向向外延伸，该固定壳体限定通过旋转机械的流动路径的一部分。多个固定叶片(或喷嘴)以周向阵列联接到壳体，使得固定叶片径向向内延伸到流动路径中。固定叶片和旋转叶片被布置成交替排，使得叶片排和紧靠下游的叶片排形成旋转机械的“级”。叶片将流引向下游叶片排，其中叶片从流中提取能量，从而产生驱动转子和/或附接负载(例如，发电机)所需的动力。例如但不限于，转子组件可以是蒸汽涡轮的一部分，或燃气涡轮发动机的压缩机或涡轮区段的一部分。
3、至少一些已知的蒸汽涡轮从蒸汽流中提取功以通过以下方式来发电：通过导引由锅炉生成的高温、高压蒸汽通过固定叶片和旋转叶片的各级来将该蒸汽的能量转换成旋转能。一般来讲，蒸汽涡轮可包括高压区段、中压区段和低压区段。这些区段可以串行流取向布置，其中每个区段包括任何数量的级，这些级各自包括叶片排和下游叶片排。每个涡轮级设计成从被导引通过流动路径的蒸汽中提取有用功。流动通过流动路径的蒸汽使叶片旋转地驱动转子，从而从蒸汽中提取功。蒸汽逐渐膨胀并且蒸汽的温度和压力可逐渐降低。在不同的涡轮区段之间，在蒸汽从涡轮排出口排出之前，蒸汽可被重新加热以在下一区段中做功。更高温度的蒸汽涡轮可生成增加的输出，因为蒸汽的增加的温度增加了可用于提取的总能量。
4、当压力和温度变化时，蒸汽可能
5、在蒸汽涡轮中，呈水滴形式的后级水分可导致后级涡轮叶片的显著侵蚀。一般来讲，随着水滴的大小增大，由水滴引起的侵蚀量增大。后级叶片包括前缘，该前缘在操作期间形成叶片与流动路径的冲击区域。此类叶片的操作寿命周期可至少部分地由叶片在前缘处的损坏或劣化缩短，这种损坏或劣化是由在涡轮操作期间引起的机械和/或热应力造成的。
6、为了便于减小此类应力的影响，至少一些叶片可包括延伸跨过叶片的前缘的防护罩。防护罩可由不同于叶片的基底材料的抗侵蚀材料形成，诸如钴铬合金(诸如由kennametal inc.,latrobe,pa.以商标销售的那些合金)。常规方法通常经由诸如铸造或锻造的制造技术来产生侵蚀防护罩。然而，由这些技术产生的侵蚀防护罩可能在制造期间或在联接到叶片之后的后续热处理期间易于破裂。侵蚀防护罩的现有制造技术也是耗时的。
7、在维护、修理和大修(mro)期间，如果侵蚀防护罩已经侵蚀超过可接受阈值，则可需要修理防侵蚀叶片。为了修理防侵蚀叶片，通常利用机加工将现有的侵蚀防护罩从叶片移除，并将新的侵蚀防护罩零件焊接到叶片上。防侵蚀叶片的修理过程可能是耗时的，并且需要长达6个月才能完成，这取决于侵蚀防护罩零件的可用性。mro事件可能持续2周的跨度，该时间不足以制造和更换所有防侵蚀叶片的侵蚀防护罩。因此，侵蚀防护罩零件的库存通常保存在仓库中。常规方法在劳动力和制造成本以及用于储存备用侵蚀防护罩的库存成本和时间消耗方面都是昂贵的，并且将受益于便于成本和时间高效地制造侵蚀防护罩并且在mro事件开始期间按需制造的工艺。
8、因此，需要解决上述问题的具有防侵蚀前缘的叶片，以及制造具有防侵蚀前缘的叶片的方法。
技术实现思路
1、在一个方面，一种形成与涡轮叶片一起使用的侵蚀防护罩的方法包括：提供与旋转机械一起使用的涡轮叶片。该涡轮叶片包括在根部和尖端之间延伸的翼型件。该翼型件包括压力侧和相反的吸力侧，并且该压力侧和该吸力侧中的每一者在前缘和后缘之间延伸。该方法还包括：借助于增材制造工艺通过跨颗粒抗侵蚀材料选择性地沉积粘结剂溶液来打印生坯零件；以及烧结该生坯零件以产生包括致密抗侵蚀材料的烧结后侵蚀防护罩。该方法还包括：将该侵蚀防护罩联接到该涡轮叶片的该前缘。
2、在另一方面，一种修复防侵蚀涡轮叶片的方法包括：提供与旋转机械一起使用的涡轮叶片。该涡轮叶片包括：在根部和尖端之间延伸的翼型件。该翼型件包括压力侧和相反的吸力侧，该压力侧和该吸力侧中的每一者在前缘和后缘之间延伸；以及沿着该前缘的受损区域。该方法还包括从该前缘移除该受损区域。该方法还包括：借助于增材制造工艺通过跨颗粒抗侵蚀材料选择性地沉积粘结剂溶液来打印生坯零件；烧结该生坯零件以产生包括致密抗侵蚀材料的烧结后侵蚀防护罩。该方法还包括：在移除该受损区域之后，将该烧结后侵蚀防护罩联接到该涡轮叶片的该前缘。
3、在另一方面，一种制造防侵蚀涡轮叶片的方法包括：提供与旋转机械一起使用的涡轮叶片。该涡轮叶片包括在根部和尖端之间延伸的翼型件，以及固定地联接到该尖端的尖端护罩。该翼型件包括压力侧和相反的吸力侧，并且该压力侧和该吸力侧中的每一者在前缘和后缘之间延伸。该方法还包括：借助于增材制造工艺通过跨颗粒抗侵蚀材料选择性地沉积粘结剂溶液来打印生坯零件；以及烧结该生坯零件以产生包括致密抗侵蚀材料的烧结后侵蚀防护罩。该方法还包括：将该侵蚀防护罩联接到该涡轮叶片的该前缘并且联接到该尖端护罩的邻近该前缘的端部，使得该侵蚀防护罩基本上延伸跨过该尖端护罩的该端部。
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1.一种制造防侵蚀涡轮叶片的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有等轴晶粒结构的所述致密抗侵蚀材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有大于或等于约92％的相对密度的所述致密抗侵蚀材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有小于或等于约8体积％的孔隙率的所述致密抗侵蚀材料。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在大于或等于约1260℃的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达大于或等于约2小时的持续时间。
6.根据
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：打印在所述烧结期间支撑所述生坯零件(402)的生坯支撑结构(444)，并且在烧结所述生坯零件(402)和所述生坯支撑结构(444)之后，从所述烧结后侵蚀防护罩(326)移除烧结后支撑结构(444)。
8.一种修复防侵蚀涡轮叶片的方法，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中沿着所述前缘(304)的所述受损区域是联接到所述前缘(304)的第一侵蚀防护罩(326)，并且移除所述受损区域包括从所述前缘(304)移除所述第一侵蚀防护罩(326)。
10.根据权利要求8所述的方法，其中移除所述受损区域包括在所述前缘(304)中邻近所述尖端(316)形成凹进区域(318)，并且其中将所述烧结后侵蚀防护罩(326)联接到所述前缘(304)包括将所述烧结后侵蚀防护罩(326)联接成延伸跨过所述凹进区域(318)。
11.根据权利要求8所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有等轴晶粒结构和大于或等于92％的相对密度的所述致密抗侵蚀材料。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括：在大于或等于约1260℃的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达大于或等于约2小时的持续时间。
13.一种制造防侵蚀涡轮叶片的方法，所述方法包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有等轴晶粒结构和大于或等于92％的相对密度的所述致密抗侵蚀材料。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：在大于或等于约1260℃的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达大于或等于约2小时的持续时间。
...【技术特征摘要】
1.一种制造防侵蚀涡轮叶片的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有等轴晶粒结构的所述致密抗侵蚀材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有大于或等于约92％的相对密度的所述致密抗侵蚀材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中烧结所述生坯零件(402)还包括在合适的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达合适的持续时间，以便于产生所述烧结后侵蚀防护罩(326)，所述烧结后侵蚀防护罩包括具有小于或等于约8体积％的孔隙率的所述致密抗侵蚀材料。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在大于或等于约1260℃的温度下烧结所述生坯零件(402)并烧结达大于或等于约2小时的持续时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中打印所述生坯零件(402)还包括跨颗粒钴铬合金材料(412)选择性地沉积粘结剂溶液(428)。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：打印在所述烧结期间支撑所述生坯零件(402)的生坯支撑结构(444)，并且在烧结所述生坯零件(402)和所述生坯支撑结构(444)之后，从所述烧结后侵蚀防护罩(326)移除烧结后支撑结构(444)。
8.一种修复防侵蚀涡轮叶片的方法，所述方法包...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴鲁阿，孙长杰，克里斯托弗·爱德华·乌尔夫，J·M·萨萨泰利，
申请(专利权)人：通用电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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