Brevet FR2979274A1 — publié le 20130301

PROCEDE ET OUTIL DE DESSERRAGE D'UN VERROU DE BLOCAGE D'UNE AUBE DE TURBOMACHINE La présente invention concerne le domaine de l'entretien et de la réparation d'aubes montées sur un tambour d'une turbomachine. L'invention vise, plus particulièrement, à faciliter le desserrage des verrous de blocage qui verrouillent la position des aubes à la circonférence d'un tambour de turbomachine. Un compresseur de turbomachine comporte de manière classique une pluralité d'aubes radiales de rotor fixées sur un tambour rotatif de compresseur pour permettre la compression d'un flux d'air axial circulant d'amont en aval dans la turbomachine. Les aubes de rotor comportent classiquement un pied en queue d'aronde qui est monté dans une rainure annulaire formée à la circonférence du tambour. En pratique, la rainure comporte une ouverture d'insertion par laquelle chaque pied d'aube peut être inséré radialement pour ensuite être conduit dans la rainure annulaire à sa position angulaire d'utilisation. Une fois en position, l'aube de turbomachine est bloquée au moyen d'un verrou qui s'étend radialement dans la rainure du tambour et qui vient empêcher tout débattement angulaire de l'aube. En pratique, le verrou est également introduit dans la rainure par l'ouverture d'insertion. Un verrou de blocage comporte un taraudage radial dans lequel est vissée une vis de serrage. A l'état serré, la vis de serrage est en butée dans le fond de la rainure afin d'immobiliser le verrou dans la rainure, le verrou comportant à cet effet une zone de portée supérieure destinée à venir en contact avec la surface intérieure de la rainure. Autrement dit, les verrous empêchent tout déplacement des aubes dans la rainure lorsque les vis des verrous sont serrées. Au cours de la vie de la turbomachine, il est nécessaire de réaliser des opérations d'entretien et de réparation des aubes qui imposent de démonter les aubes du tambour. A cet effet, on desserre les verrous et on fait glisser l'aube à réparer dans la rainure jusqu'à son ouverture d'insertion pour la sortir de la rainure. En pratique, le desserrage des verrous est une opération délicate. Il est nécessaire d'appliquer un couple de desserrage important au verrou ce qui peut endommager le tambour et en particulier sa rainure, la durée de vie du tambour étant alors réduite ce qui présente un inconvénient. En outre, si le couple de desserrage est trop élevé, le verrou peut se briser dans la rainure et doit être remplacé. Afin d'éliminer au moins certains de ces inconvénients, l'invention concerne un procédé de desserrage d'un verrou de blocage d'au moins une aube de turbomachine montée dans une rainure annuaire d'un tambour de turbomachine s'étendant axialement, le verrou comportant au moins une vis radiale en butée dans le fond de la rainure à l'état serré, procédé dans lequel on émet des ondes ultrasonores dans la vis de verrou pour la faire vibrer puis on applique un couple de desserrage à ladite vis pour permettre son desserrage rapide. Les ondes ultrasonores permettent avantageusement de faire vibrer la vis du verrou et ainsi former un jeu entre le corps de la vis et le taraudage du verrou dans lequel est vissée la vis. Grâce à ce jeu, la rotation de la vis est facilitée ce qui améliore le desserrage. Par ailleurs, grâce aux ultrasons, la valeur du couple de desserrage appliqué à la vis du verrou est plus faible que dans l'art antérieur ce qui limite les risques d'endommagement du tambour du rotor. De plus, la durée de desserrage est réduite ce qui est avantageux lors de l'entretien d'un grand nombre d'aubes. De préférence, on émet des ondes ultrasonores à une fréquence comprise entre 20 kHz et 40 kHz, de préférence, égale à 30 kHz. Une telle fréquence d'émission permet de générer des vibrations suffisantes à la formation d'un jeu entre la vis et le taraudage du verrou. La fréquence d'émission est fonction de la taille de l'outil utilisé pour le desserrage. En effet, l'émission d'ondes ultrasonores engendre des vibrations qui sont transmises dans l'outil et il est nécessaire que l'outil soit dimensionné pour résister à de telles vibrations, en particulier, lors de la mise en résonance. Ainsi, la fréquence d'émission est inversement proportionnelle à la taille de l'outil de desserrage. Pour que l'outil de desserrage soit portable, ergonomique et manipulable tout en permettant un desserrage efficace du verrou, la fréquence d'émission est de 30 kHz. De préférence encore, on émet des ondes ultrasonores de manière périodique. De manière préférée, la période d'émission est de l'ordre de 5 secondes ce qui permet de faire vibrer la vis et de briser d'éventuelles liaisons physiques formées entre la vis et son taraudage du fait de l'usure et de la corrosion. Selon un aspect de l'invention, ladite vis est enduite au moins partiellement de dégrippant préalablement à l'émission d'ondes ultrasonores. Les vibrations ultrasonores permettent avantageusement de faire fluer le dégrippant et d'améliorer son efficacité ce qui permet de limiter le couple de desserrage. De préférence, ladite vis comportant une extrémité de serrage, l'extrémité de serrage est enduite de dégrippant préalablement ou simultanément à l'émission d'ondes ultrasonores. Les vibrations générées par les ondes ultrasonores permettent de faire circuler le dégrippant depuis l'extrémité de serrage vers l'extrémité de butée de la vis de manière à enduire le corps de la vis. La rotation de la vis est alors améliorée ce qui facilite le desserrage du verrou de blocage. Selon un aspect préféré de l'invention, on émet des ondes ultrasonores dans la vis de verrou et on applique un couple de desserrage à ladite vis au moyen d'un sonotrode comportant embout de desserrage dont la forme est adaptée à la vis du verrou. Ainsi, avec un unique outil, un opérateur peut émettre des ondes ultrasonores dans la vis du verrou, étant donné que l'outil est un sonotrode, et appliquer un couple de desserrage étant donné que le sonotrode comporte un embout de desserrage.40 L'invention concerne également un outil adapté pour le desserrage d'un verrou de blocage d'une aube de turbomachine montée dans une rainure annulaire d'un tambour de turbomachine, l'outil comportant un embout de desserrage dont la forme est adaptée pour correspondre avec une vis d'un verrou et lui appliquer un couple de desserrage et un émetteur ultrasonore adapté pour émettre des ondes ultrasonores dans ledit embout de desserrage et permettre ainsi un desserrage rapide du verrou. L'embout de desserrage est avantageusement couplé à un émetteur ultrasonore pour, d'une part, transmettre les vibrations émises par l'émetteur ultrasonore dans le corps de la vis et, d'autre part, appliquer un couple de desserrage. Selon un aspect de l'invention, l'embout de desserrage est monté de manière amovible à une extrémité de l'émetteur ultrasonore. Ainsi, de manière avantageuse, on peut adapter, sur un même émetteur ultrasonore, plusieurs embouts de desserrage différents en fonction du type de vis de verrou à desserrer. Selon un autre aspect de l'invention, l'embout de desserrage et l'émetteur ultrasonore forment un ensemble monobloc. De manière avantageuse, l'outil possède un encombrement limité ce qui facilite sa manipulation par un opérateur, en particulier, lors du desserrage d'une pluralité de verrous d'aubes de turbomachine. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'aubes de turbomachine montées dans une rainure d'un tambour de turbomachine et bloquées par des verrous de blocage ; et - la figure 2 est une représentation schématique d'un verrou de blocage de l'aube dans sa rainure de turbomachine. Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. Une turbomachine comporte de manière classique au moins un rotor adapté pour entrer en rotation dans le corps de la turbomachine et accélérer un flux d'air circulant d'amont en aval dans la turbomachine. De manière classique, en référence à la figure 1, un rotor comporte un tambour de rotor 1 se présentant sous la forme d'un cylindre s'étendant axialement selon l'axe X de la turbomachine. Le tambour de rotor 1 comporte une pluralité d'aubes de rotor 2 solidaires en rotation du tambour de rotor 1. De manière connue, les aubes de rotor 2 comportent un pied en queue d'aronde qui est monté dans une rainure annulaire 3 formée à la circonférence du tambour 1, la rainure 3 étant représentée en traits discontinus sur la figure 1. La rainure 3 comporte une ouverture d'insertion (non représentée) par laquelle, lors du montage, chaque pied d'aube 2 est inséré pour être conduit dans la rainure 3 jusqu'à sa position angulaire d'utilisation. Comme représenté sur la figure 1, les aubes de rotor 2 peuvent être rassemblées sous la forme d'une pièce monobloc formant un secteur aubagé afin de faciliter le montage. Une fois en position, l'aube 1 est bloquée au moyen d'un verrou de blocage 4 comportant un taraudage radial dans lequel est vissé une vis de serrage 5 qui s'étend radialement dans la rainure 3 du tambour 1. En position de blocage, la vis de serrage 5 vient en butée dans le fond 31 de la rainure 3, comme représenté sur la figure 2, de manière à empêcher tout débattement angulaire de l'aube 2 dans la rainure 3. Dans cet exemple, la vis 5 comporte une extrémité de serrage 5A, radialement extérieure, et une extrémité de butée 5B, radialement intérieure, l'extrémité de serrage 5A comportant une empreinte adaptée pour recevoir un embout de serrage. De manière classique, la vis 5 du verrou d'aube 4 est classiquement serrée au moyen d'une clé comportant un embout de serrage dont la forme est adaptée à la forme de l'empreinte de la vis 5. En pratique, chaque aube 2 (ou secteur aubagé) est bloquée dans la rainure 3 par deux verrous 4 disposés de part et autre du pied de l'aube 2 (ou secteur aubagé) comme représenté sur la figure 1. Pour réaliser des opérations d'entretien et de réparation des aubes 2, il est nécessaire de démonter les aubes 2 du tambour 1. Selon l'invention, on émet des ondes ultrasonores dans la vis 5 du verrou 4 puis on applique un couple de desserrage à la vis 5 du verrou 4 afin de permettre un desserrage rapide. Au cours du fonctionnement de la turbomachine, le rotor est fortement sollicité ce qui déforme les verrous de blocage 4 et, en particulier, les vis 5 des verrous 4. En outre, du fait des distorsions et de l'usure, des liaisons physiques (rouille, etc.) se créent entre la vis 5 et le taraudage du verrou 4 dans lequel est vissée la vis 5. L'émission d'ondes ultrasonores dans la vis 5 du verrou 4 fait vibrer la vis 5 ce qui permet de créer un jeu entre la vis 5 et le taraudage du verrou 4 facilitant son desserrage. En pratique, l'émission d'ondes ultrasonores préalablement à l'application d'un couple de desserrage permet de limiter la valeur du couple de desserrage appliqué à la vis 5 ainsi que la durée du desserrage par comparaison à une méthode de desserrage selon l'art antérieur sans émission d'ondes ultrasonores. Grâce aux ondes ultrasonores, on limite ainsi de manière importante le risque d'endommagement du tambour 1 et du verrou 4 lors du desserrage ce qui est avantageux. De préférence, les ondes ultrasonores sont émises de manière périodique. Une période d'émission de l'ordre de 5 secondes permet de faire vibrer de manière suffisante la vis 5 du verrou 4 tout en permettant un desserrage rapide. Dans cet exemple, la fréquence d'émission est comprise entre 20 kHz et 40 kHz, de préférence égale à 30 kHz, pour permettre la formation d'un jeu suffisant entre la vis et son taraudage. En effet, l'émission d'ondes ultrasonores engendre des vibrations qui sont transmises dans l'outil et il est nécessaire que l'outil soit dimensionné pour résister à de telles vibrations, en particulier, lors de la mise en résonance. Ainsi, la fréquence d'émission est inversement proportionnelle à la taille de l'outil de desserrage. Dans cet exemple, pour que l'outil de desserrage soit portable, ergonomique et manipulable tout en permettant un desserrage efficace du verrou, la fréquence d'émission maximale est de 30 kHz avec une amplitude de 5%. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, la vis 5 du verrou de blocage 4 est enduite, à son extrémité de serrage 5A, d'un dégrippant préalablement à l'émission des ondes ultrasonores. Le dégrippant est, de préférence, un mélange de distillats de pétrole hydrotraités légers et de paraffiniques lourds du type pénétrant sans chlore, un tel dégrippant étant connu de l'homme du métier, par exemple, sous la désignation commerciale LPS3. Lors de l'émission des ondes ultrasonores, le dégrippant peut circuler dans le jeu généré par les vibrations ultrasonores et atteindre l'extrémité de butée 5B de la vis 5. Ainsi, de manière avantageuse, le corps de la vis 5 est entièrement recouvert de dégrippant après émission des ondes ultrasonores. Le dégrippant peut alors agir directement à l'interface entre la vis 5 et son taraudage ce qui facilite le desserrage de la vis 5 du verrou 4 lors de l'application du couple de desserrage. Lors des essais, il est apparu que l'ajout de dégrippant permet avantageusement de desserrer des vis 5 de verrous 4 qui n'avaient pas été desserrées par la seule émission d'ultrasons préalablement à l'application d'un couple de desserrage. Par ailleurs, l'ajout d'un dégrippant permet de limiter la valeur du couple de desserrage appliqué à la vis 5 ainsi que la durée du desserrage par comparaison à une méthode de desserrage sans dégrippant. On limite ainsi de manière importante le risque d'endommagement du tambour 1 et du verrou 4 lors du desserrage ce qui est avantageux. L'invention concerne en outre un outil de desserrage comportant, d'une part, un embout de desserrage adapté pour correspondre avec la vis 5 du verrou 4 et lui appliquer un couple de desserrage et, d'autre part, un émetteur ultrasonore adapté pour émettre des ondes ultrasonores dans ledit embout et permettre son desserrage rapide. Dans cet exemple, l'embout de desserrage est de forme hexagonale de manière à correspondre avec l'empreinte de forme hexagonale de l'extrémité de serrage 5A de la vis 5 de verrou 4. Il va de soi que la forme de l'embout de desserrage peut varier en fonction de la forme de l'empreinte de l'extrémité de serrage 5A de la vis 5. L'émetteur ultrasonore se présente dans cet exemple sous la forme d'un sonotrode longitudinal adapté pour recevoir à son extrémité l'embout de desserrage. De préférence, l'embout de desserrage comporte une partie femelle de connexion adaptée pour s'emboîter, par complémentarité de formes, dans une partie mâle de connexion de l'émetteur ultrasonore. Ainsi, après emboîtement, les ondes ultrasonores sont émises de manière précise dans la vis 5 du verrou 4 via l'embout de desserrage. Selon une forme de réalisation alternative, l'embout de desserrage et l'émetteur ultrasonore forment un ensemble monobloc. L'outil de desserrage est alors compact ce qui facilite sa manipulation par des opérateurs lors de la maintenance des aubes d'une turbomachine. REVENDICATIONS1. Procédé de desserrage d'un verrou (4) de blocage d'au moins une aube de turbomachine (2) montée dans une rainure annuaire (3) d'un tambour de turbomachine (1) s'étendant axialement, le verrou (4) comportant au moins une vis radiale (5) en butée dans le fond (31) de la rainure (3) à l'état serré, procédé dans lequel on émet des ondes ultrasonores dans la vis (5) de verrou (4) pour la faire vibrer puis on applique un couple de desserrage à ladite vis (5) pour permettre son desserrage rapide. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on émet des ondes ultrasonores à une fréquence comprise entre 20 kHz et 40 kHz, de préférence, égale à 30 kHz. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel on émet des ondes ultrasonores de manière périodique. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la période d'émission est de l'ordre de 5 secondes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite vis (5) est enduite au moins partiellement de dégrippant préalablement ou simultanément à l'émission d'ondes ultrasonores. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel, ladite vis (5) comportant une extrémité de serrage (5A), l'extrémité de serrage (5A) est enduite de dégrippant préalablement à l'émission d'ondes ultrasonores. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel, on émet des ondes ultrasonores dans la vis (5) de verrou (4) et on applique un couple de desserrage à ladite vis (5) au moyen d'un sonotrode comportant embout de desserrage dont la forme est adaptée à la vis (5) du verrou (4). 8. Outil adapté pour le desserrage d'un verrou (4) de blocage d'une aube de turbomachine (1) montée dans une rainure annulaire (3) d'un tambour de turbomachine (1), l'outil comportant : - un embout de desserrage dont la forme est adaptée pour correspondre avec une vis (5) d'un verrou (4) et lui appliquer un couple de desserrage et - un émetteur ultrasonore adapté pour émettre des ondes ultrasonores dans ledit embout de desserrage et permettre ainsi un desserrage rapide du verrou (4).40 9. Outil selon la revendication 8, dans lequel l'embout de desserrage est monté de manière amovible à une extrémité de l'émetteur ultrasonore. 10. Outil selon la revendication 8, dans lequel l'embout de desserrage et l'émetteur ultrasonore forment un ensemble monobloc.