Brevet FR3118593A1 — publié le 20220708

L’invention concerne un procédé de réparation d’une zone (18) interne d’une turbomachine, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes : - insérer un endoscope et un premier outillage (10) dans un orifice périphérique d’endoscopie (9) de la turbomachine, ledit premier outillage (10) comportant des moyens d’injection (14, 15) d’une pâte de brasage ou d’une poudre métallique, ledit premier outillage (10) comportant une tête d’extrémité (12) comportant une buse d’injection appartenant aux moyens d’injection (14, 15) de la pâte de brasage ou de la poudre métallique (19), - disposer ladite tête (12) en regard d’une zone interne (18) à réparer de la turbomachine, - injecter de la pâte de brasage ou de la poudre métallique (19) dans la zone interne (18) à réparer, - retirer le premier outillage (10) dudit orifice périphérique (9), - insérer un second outillage comportant des moyens de cuisson comprenant une source d’émission de chaleur, - cuire ladite pâte de brasage ou ladite poudre métallique (19) à l’aide de la source de chaleur, - retirer le second outillage dudit orifice périphérique (9) de la turbomachine. Figure à publier avec l’abrégé : figure n°2 Procédé de réparation d’une zone interne d’une turbomachine Domaine technique de l’invention L’invention concerne un procédé de réparation par rechargement d’une zone interne d’une turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion. Etat de la technique antérieure Une turbomachine comporte classiquement, d’amont en aval dans le sens de circulation des gaz, une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression. La turbine basse pression comporte généralement plusieurs étages, chaque étage comportant une roue aubagée de rotor et une couronne de distributeurs, situé en aval de la roue aubagée. Le distributeur comporte une plate-forme radialement interne et une plate-forme radialement externe reliées par des pales. Lors d’opérations de maintenance, l’endommagement de plusieurs zones de la turbomachine sont vérifiées, soit visuellement, soit à l’aide d’instruments. Les zones à vérifier qui sont externes à la turbomachine peuvent être accessibles aisément depuis l’extérieur alors que les zones internes nécessitent au contraire l’insertion d’un endoscope au travers d’un orifice prévu à cet effet. L’endoscope permet de visualiser des zones situées à l’intérieur de la turbomachine, notamment afin de contrôler l’état des distributeurs de la turbine basse pression. En cas d’endommagement, certaines parties de la turbomachine doivent être réparées ou remplacées. Pour cela, une dépose de la turbomachine est généralement pratiquée, puis la turbomachine est démontée afin d’accéder aux éléments à réparer. De telles opérations de dépose et de démontage sont coûteuses et complexes à mettre en œuvre. L’invention n’est pas limitée au contexte de la réparation de zones du distributeur de la turbine basse pression. En effet, l’invention peut s’appliquer à la maintenance de toute partie interne se situant par exemple dans la veine aérodynamique de la turbomachine. Présentation de l’invention L’invention vise à remédier à l’inconvénient précité, de manière simple, fiable et peu onéreuse. A cet effet, l’invention concerne un procédé de réparation d’une zone interne d’une turbomachine, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes : - insérer un endoscope et un premier outillage dans un orifice périphérique d’endoscopie de la turbomachine, ledit premier outillage comportant des moyens d’injection d’une pâte de brasage ou d’une poudre métallique, ledit premier outillage comportant une tête d’extrémité comportant une buse d’injection appartenant aux moyens d’injection de la pâte de brasage ou de la poudre métallique, - disposer ladite tête en regard d’une zone interne à réparer de la turbomachine, - injecter de la pâte de brasage ou de la poudre métallique dans la zone interne à réparer, - retirer le premier outillage dudit orifice périphérique, - insérer un second outillage comportant des moyens de cuisson comprenant une source d’émission de chaleur, - cuire ladite pâte de brasage ou ladite poudre métallique à l’aide de la source de chaleur, - retirer le second outillage dudit orifice périphérique de la turbomachine. Un tel procédé permet de pouvoir réparer ou recharger aisément une zone interne de la turbomachine, sans nécessiter de dépose ou de démontage d’une partie de la turbomachine. La pâte de brasage ou la poudre permet alors de recharger en matériau la zone à traiter, ou permet de combler d’éventuelles fissures ou criques, par exemple. L’orifice peut être un orifice déjà existant de la turbomachine, comme par exemple un orifice destiné classiquement à l’insertion d’un endoscope lors d’opérations de maintenance. Un orifice est qualifié de périphérique dès lors qu’il est aisément accessible pour un opérateur depuis l’extérieur de la turbomachine. Un tel orifice peut être obturé par un bouchon ou recouvert d’un carter de protection, par exemple, le retrait du bouchon ou du carter ne nécessitant pas une dépose de la turbomachine ou un démontage d’une partie substantielle de la turbomachine. L’orifice traverse par exemple un carter de la turbine basse pression. Comme indiqué précédemment, un tel procédé peut être utilisé pour recharger des zones usées de pièces, ou encore pour traiter l’apparitions de criques, par exemple, ce qui permet de prolonger la durée de vie sous l’aile de la turbomachine, c’est-à-dire le temps avant dépose de la turbomachine. Une zone de la turbomachine est qualifiée de zone interne dès lors qu’elle n’est pas aisément accessible pour un opérateur, sans démontage d’une partie substantielle de la turbomachine ou sans dépose de la turbomachine. Le procédé peut comporter une étape préalable d’insertion d’un endoscope comportant des moyens de visualisation, au travers d’un orifice périphérique de la turbomachine, ledit endoscope comportant une extrémité placée à proximité de la zone interne à réparer. Ledit endoscope peut être distinct des premier et second outillages. Dans le cas d’un endoscope distinct, ledit endoscope peut être inséré au travers du même orifice périphérique que l’outillage concerné ou au travers d’un orifice distinct. L’utilisation d’un endoscope permet de visualiser l’étape d’injection de la pâte de brasage ou de la poudre métallique et l’étape de cuisson, de façon à guider l’outillage correspondant et à évaluer le bon déroulé de ces étapes. La zone interne à réparer peut être une zone d’une pale d’un distributeur d’une turbine basse pression de la turbomachine. La source de chaleur peut être une émission laser pulsée (par exemple à 5 pulses par seconde) d’une puissance maximum de 1500 watts dont la longueur d’onde est par exemple d’environ 1024 nanomètres. Le second outillage peut comprendre une fibre optique s’étendant d’une tête du second outillage à une extrémité opposée du second outillage, ladite extrémité opposée étant équipée d’une source laser. Les moyens d’injection de la pâte de brasage ou de la poudre métallique peuvent comporter un canal d’injection débouchant au niveau de la tête et s’étendant jusqu’à une extrémité opposée du premieroutillage, les moyens d’injection comportant en outre une seringue permettant d’injecter de la pâte de brasage ou de la poudre métallique dans ledit canal, au niveau de ladite extrémité opposée. La pâte de brasage ou la poudre métallique peut comporter un matériau à base Nickel ou à base Cobalt, La pâte de brasage peut comporter un matériau solide tel que l’Astroloy et un matériau de type brasure, tel que le NiCoSiB, permettant la diffusion du matériau solide dans le matériau de la zone à réparer. La composition du mélange de rechargement peut varier de 75% à 60% de matériau solide pour 25% à 40% de brasure. Des matériaux de rechargement peuvent en particulier être utilisés pour des zones à réparer réalisées en un matériau de type René 125 (NiCo10Cr9WAITaTiMo - NK10CWATaTD) et René 77 (NiCo15Cr15Al4Mo4Ti3 -NK15CADT), par exemple. Le procédé peut comporter une étape préalable d’usinage de la zone réparée, avant injection et cuisson de la pâte de brasage ou de la poudre métallique, à l’aide d’un outillage d’usinage. L’outillage d’usinage peut être introduit par un orifice périphérique de la turbomachine identique ou différent de celui utilisé pour les premier et second outillages servant à l’injection de pâte de brasage ou de poudre métallique et à la cuisson de ladite pâte ou de ladite poudre. L’outillage d’usinage peut comporter une fraise de sorte que l’usinage consiste à fraiser la zone à réparer. Une telle opération d’usinage est également désignée sous le terme anglais « boroblending ». Brève description des figures est une demie-vue en coupe d’une partie d’une turbine basse pression dans laquelle est inséré un outillage pour l’injection de pâte de brasage ou de poudre métallique, est une vue schématique en coupe tronquée, du premier outillage pour l’injection de pâte de brasage ou de poudre métallique, , et sont des vues illustrant différentes étapes de réparation ou de rechargement d’une zone de la turbomachine. Description détaillée de l’invention La illustre une turbine basse pression 1 de turbomachine, s’étendant selon un axe X. Comme cela est connu en soi, la turbine basse pression 1 comporte généralement plusieurs étages 2, chaque étage 2 comportant une roue aubagée de rotor 3 et un distributeur 4, situé en aval de la roue aubagée 3. Chaque distributeur 4 comporte une plate-forme radialement interne 5 et une plate-forme radialement externe 6 reliées par des pales 7. La turbine basse pression 1 comporte en outre un carter externe 8 entourant les roues aubagés de rotor 3 ainsi que les distributeurs 4. Lors d’opérations de maintenance, l’endommage de plusieurs zones de la turbomachine sont vérifiées, soit visuellement, soit à l’aide d’instruments. Les zones à vérifier peuvent être accessibles aisément depuis l’extérieur de la turbomachine ou nécessiter au contraire l’insertion d’un endoscope au travers d’orifices 9 prévus à cet effet. L’endoscope permet de visualiser des zones situées à l’intérieur de la turbomachine, notamment afin de contrôler l’état des distributeurs 4 de la turbine basse pression 1. Le carter externe 8 de la turbine basse pression comporte de tels orifices 9, visibles à la . En cas d’endommagement, certaines parties de la turbomachine, par exemple les pales 7 des distributeurs 4, doivent être réparées ou rechargées en matériau. Pour cela, l’invention propose un procédé de réparation comportant une première étape consistant à insérer un premier outillage 10 dans un des orifices 9. L’outillage 10 comporte une canne 11 flexible comportant une première extrémité ou extrémité proximale 12, formant une tête et destinée à être engagée à l’intérieur de la turbomachine au travers de l’orifice 9 correspondant, et une extrémité distale 13, maintenue à l’extérieur de la turbomachine. La canne 11 est équipée de moyens d’injection d’une pâte de brasage ou d’une poudre métallique. Ces moyens comportent en particulier un canal d’injection 14 débouchant au niveau de la tête 12 et s’étendant jusqu’à l’extrémité distale 13 de l’outillage 10. Les moyens d’injection comportent en outre une seringue 15 permettant d’injecter de la pâte de brasage ou de la poudre métallique dans ledit canal 14, au niveau de ladite extrémité distale 13. La canne 11 est insérée jusqu’à positionner la tête 12 de la canne 11 en regard de la zone 18 à réparer ou à recharger, par exemple une zone d’une pale 7 de distributeur 4. Une telle zone peut appartenir à un bord d’attaque, à un bord de fuite, à une surface d’intrados ou à une surface d’extrados de la pale 7. Une telle zone 18 est illustrée par un creux à la . Parallèlement, un endoscope (non représenté) est également introduit dans la turbomachine, soit au travers de l’orifice 9 précité, soit au travers d’un autre orifice 9 périphérique situé à proximité. L’endoscope comporte une extrémité proximale placée à proximité de la zone interne à réparer ou à recharger 18, de façon à pouvoir visualiser la zone à réparer ou à recharger 18 et surveiller le bon déroulement des différentes étapes du procédé. L’image obtenue à l’aide de l’endoscope peut par exemple être affichée à l’aide d’un écran à un opérateur. L’endoscope peut être formé par l’outillage 10 précité ou par un endoscope distinct. Le procédé selon l’invention comporte alors une étape lors de laquelle de la pâte de brasage ou de la poudre métallique 19 est injectée dans la zone interne à réparer ou à recharger 18, comme illustré à la . Pour cela, la seringue 15 est actionnée de façon à alimenter le canal 14 en pâte de brasage ou en poudre métallique, cette pâte ou cette poudre débouchant au niveau de l’extrémité distale du canal 14, en regard de la zone à réparer ou à recharger 18. Le premier outillage 10 est ensuite retiré et un second outillage (non représenté) est introduit dans ledit orifice 9, en regard de la zone à recharger. Le second outillage compote également une canne comportant une tête et équipée de moyens de cuisson de ladite pate de brasage ou de ladite poudre métallique, lesdits moyens de cuisson comportant une fibre optique s’étendant de la tête à l’extrémité distale de la canne, ladite extrémité distale de la fibre optique étant couplée à une source laser pulsée (par exemple à 5 pulses par seconde) d’une puissance maximum de 1500 W dont la longueur d’onde est d’environ 1024 nm. La pâte de brasage ou la poudre métallique 19 est cuite ou fusionné à l’aide de la source de chaleur 16, 17, de façon à adhérer à la pièce 7 à réparer ou à recharger, ou de manière à se diffuser, au moins en partie, dans le matériau de ladite pièce 7. Le second outillage peut ensuite être retiré de la turbomachine. Le procédé selon l’invention peut également comporter une étape d’usinage de la zone 18 réparée, après cuisson de la pâte de brasage ou de la poudre métallique 19, à l’aide d’un outillage d’usinage, de façon à obtenir une surface rechargée ou réparée 20 ( ) qui réponde aux spécifications dimensionnelles. Il est également possible d’envisager de réaliser un usinage préparatoire des surfaces avant dépôt de pâte ou de poudre de rechargement. L’outillage d’usinage peut être introduit par un orifice périphérique 9 de la turbomachine identique ou différent de celui utilisé pour les premier et second. L’outillage d’usinage peut comporter une fraise de sorte que l’usinage consiste à fraiser la zone réparer. Le procédé selon l’invention permet de pouvoir réparer ou recharger aisément une zone interne de la turbomachine, sans nécessiter de dépose ou de démontage d’une partie de la turbomachine. La pâte de brasage ou la poudre permet alors de recharger en matériau la zone à traiter, ou permet de combler d’éventuelles fissures ou criques, par exemple. Procédé de réparation d’une zone (18) interne d’une turbomachine, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes : insérer un endoscope et un premier outillage (10) dans un orifice périphérique d’endoscopie (9) de la turbomachine, ledit premier outillage (10) comportant des moyens d’injection (14, 15) d’une pâte de brasage ou d’une poudre métallique, ledit premier outillage (10) comportant une tête d’extrémité (12) comportant une buse d’injection appartenant aux moyens d’injection (14, 15) de la pâte de brasage ou de la poudre métallique (19), disposer ladite tête (12) en regard d’une zone interne (18) à réparer de la turbomachine, injecter de la pâte de brasage ou de la poudre métallique (19) dans la zone interne (18) à réparer, retirer le premier outillage (10) dudit orifice périphérique (9), insérer un second outillage comportant des moyens de cuisson comprenant une source d’émission de chaleur, cuire ladite pâte de brasage ou ladite poudre métallique (19) à l’aide de la source de chaleur, retirer le second outillage dudit orifice périphérique (9) de la turbomachine. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte une étape préalable d’insertion d’un endoscope comportant des moyens de visualisation, au travers d’un orifice périphérique (9) de la turbomachine, ledit endoscope comportant une extrémité placée à proximité de la zone interne (18) à réparer. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone interne (18) à réparer est une zone d’une pale (7) d’un distributeur (4) d’une turbine basse pression de la turbomachine. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source de chaleur est une émission laser pulsée d’une puissance maximum de 1500 W dont la longueur d’onde est par exemple d’environ 1024 nM. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second outillage comprend une fibre optique s’étendant d’une tête du second outillage à une extrémité opposée du second l’outillage, ladite extrémité opposée étant équipée d’une source laser. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d’injection (14, 15) de la pâte de brasage ou de la poudre métallique (19) comportent un canal d’injection (14) débouchant au niveau de la tête (12) et s’étendant jusqu’à une extrémité opposée du premier outillage (10), les moyens d’injection (14, 15) comportant en outre une seringue (15) permettant d’injecter de la pâte de brasage ou de la poudre métallique (19) dans ledit canal (14), au niveau de ladite extrémité opposée. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une étape préalable d’usinage de la zone réparée (18), avant injection de la pâte de brasage ou de la poudre métallique (19), à l’aide d’un outillage d’usinage.