(57)【要約】      （修正有）【課題】構成要素の一部分の狭ギャップを適正に処置するための、ウォータジェットを用いた汚染物除去処理を提供する。【解決手段】処置対象ギャップのデジタル画像をキャプチャし、前記ギャップの１つまたは複数の特徴を測定する。前記測定値を用い、洗浄経路、洗浄縁部、洗浄経路角度を決定する。前記決定に従い、前記ギャップをウォータジェットにより洗浄する。洗浄されたギャップは、その後に、適切なシール方法を用いて、ギャップ縁部を接合するために、更に処理される。【選択図】図１
2019007476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成要素（２０１）の中の狭ギャップを処置するための処理であって、
構成要素（２０１）の一部分のギャップ（２０３）のデジタル画像（１０１）をキャプチャするステップと、
ギャップ寸法を決定するために、前記ギャップ（２０３）の長さに沿った１つまたは複数の点で、前記ギャップ（２０３）の長さ、前記ギャップ（２０３）の内側幅、前記ギャップ（２０３）の外側幅、および前記ギャップ（２０３）の深さ、から選択される前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の特徴を測定するステップと、
ウォータジェット洗浄経路（３００）を決定するステップと、
ウォータジェット洗浄縁部（３０２）を選択するステップと、
ウォータジェット洗浄経路角度を選択するステップと、
前記選択した洗浄縁部（３０２）および洗浄経路角度に関して配向された前記ギャップ（２０３）の方にウォータジェットを方向付けるステップと、
前記ウォータジェットを活動化させて前記ウォータジェットを前記洗浄経路（３００）に沿って通過させるステップと、
前記ギャップ縁部（２０５）を接合して前記構成要素（２０１）の前記ギャップ（２０３）の少なくとも一部分をシールするために、前記ギャップ（２０３）を処理するステップと、
を含む、処理。
【請求項２】
前記ギャップ（２０３）の全てまたは一部分のデジタル画像（１０１）の前記キャプチャは、Ｘ線、ＣＴおよびＵＴ並びにそれらの組合せから選択される画像化モダリティを利用することを含み、前記洗浄経路（３００）の前記決定は、前記ウォータジェットを制御するソフトウエアプログラムを用いて達成される、請求項１記載の処理。
【請求項３】
前記測定は、前記ギャップ（２０３）の長さに沿った２つ以上の点での、前記ギャップ（２０３）の長さ、前記ギャップ（２０３）の内側幅、前記ギャップ（２０３）の外側幅、および前記ギャップ（２０３）の深さ、から選択される前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の特徴を測定することを含む、請求項１記載の処理。
【請求項４】
前記ウォータジェットは、工作物（４０１）の前記表面に垂直な軸（４００）から約５〜約３０度に角度付けされる、請求項１記載の処理。
【請求項５】
前記ギャップ（２０３）は、約０．００５〜約０．０８０インチの間である、請求項１記載の処理。
【請求項６】
前記洗浄経路（３００）によって画定される前記ウォータ洗浄縁部（３０２）は、前記ギャップ（２０３）の縁部から約０．０００５〜０．０２００インチの距離にある、請求項１記載の処理。
【請求項７】
前記ウォータジェットの圧力は、５ｐｓｉから約４０，０００ｐｓｉまでである、請求項１記載の処理。
【請求項８】
前記ウォータジェットのヘッドは、前記構成要素（２０１）から約０．０４０インチ〜約０．０６０インチの距離にある、請求項１記載の処理。
【請求項９】
前記ウォータジェットは、ギャップ（２０３）の全てもしくは一部分に沿って送達される少なくとも１つの研摩材料と、約０．０４０インチ〜約０．０５０インチの範囲にあるカーフと、のうちの１つまたは複数を含む、請求項１記載の処理。
【請求項１０】
前記処理は、前記ギャップ（２０３）の全てもしくは一部分に沿っており、前記処理は、前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の部分に沿った複数の通過で、任意選択で反復される、請求項１記載の処理。
【請求項１１】
少なくとも１つの追加の処理ステップを、ウォータジェット洗浄の前、後、ウォータジェット洗浄の通過相互間、のうちのいずれか１つまたは複数において含み、前記追加の処理ステップは、化学的洗浄、ＦＩＣ洗浄、ウォータ洗浄、ベーク洗浄、真空洗浄、レーザ洗浄、機械式洗浄、ろう付け、ギャップ溶接からなる群から選択される、請求項１記載の処理。
【請求項１２】
前記ギャップ（２０３）は、その長さの全てもしくは一部分に沿った少なくとも１つまたは複数の通過で処理され、各通過は、任意選択で、少なくとも１つの追加の処理ステップを、ウォータジェット洗浄の前、後、ウォータジェット洗浄の通過相互間、のうちのいずれか１つまたは複数において含み、前記追加の処理ステップは、化学的洗浄、ＦＩＣ洗浄、ウォータ洗浄、ベーク洗浄、真空洗浄、レーザ洗浄、機械式洗浄、ろう付け、ギャップ溶接からなる群から選択される、請求項１記載の処理。
【請求項１３】
前記ギャップ縁部（２０５）を接合するための前記ギャップ（２０３）の前記処理は、金、銅、銀、プラチナ、パラジウム、ニッケル、チタニウム、バナジウム、ジルコニウム、コバルト、および、それらの組合せ、からなる群から選択される材料を含むろう付け材料を用いるろう付けを含み、前記構成要素（２０１）は、ブレード（バケット）、ベーン（ノズル）、シュラウド、燃焼器ライナ、トランジションダクトのうちの少なくとも１つからなる群から選択されるタービン構成要素である、請求項１記載の処理。
【請求項１４】
前記構成要素（２０１）は、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、チタニウム基超合金、および、それらの組合せ、からなる群から選択される超合金材料を含む、請求項１記載の処理。
【請求項１５】
超合金のタービン構成要素部品の中の狭ギャップを処置するための処理であって、
構成要素（２０１）の一部分のギャップ（２０３）のデジタル画像（１０１）を、Ｘ線、ＣＴおよびＵＴ並びにそれらの組合せから選択される画像化モダリティを利用してキャプチャするステップと、
前記ギャップ（２０３）が約０．００５〜約０．０８０インチの間であり、ギャップ寸法を決定するために、前記ギャップ（２０３）の長さに沿った１つまたは複数の点で、前記ギャップ（２０３）の長さ、前記ギャップ（２０３）の内側幅、前記ギャップ（２０３）の外側幅、および前記ギャップ（２０３）の深さ、から選択される前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の特徴を測定するステップと、
ウォータジェット洗浄経路（３００）を決定するステップと、
前記ウォータ洗浄経路（３００）が前記ギャップ（２０３）の縁部から約０．０００５〜０．０２００インチの距離にあり、ウォータジェット洗浄縁部（３０２）を選択するステップと、
工作物（４０１）の前記表面に垂直な軸（４００）から約５〜約３０度であるウォータジェット洗浄経路角度を選択するステップと、
前記選択した洗浄縁部（３０２）および洗浄経路角度に関して配向された前記ギャップ（２０３）の方にウォータジェットを方向付けるステップと、
約５ｐｓｉ〜約２０，０００ｐｓｉまでと、２０，０００ｐｓｉを超えて約４０，０００ｐｓｉまでと、のうちの一方から選択される圧力で、前記構成要素（２０１）から約０．０４０インチ〜約０．０６０インチの距離で、ウォータ送達するために前記ウォータジェットを設定するステップと、
前記ウォータジェットを活動化させて前記ウォータジェットを前記洗浄経路（３００）に沿って通過させるステップと、
前記ギャップ縁部（２０５）を接合して前記構成要素（２０１）の前記ギャップ（２０３）の少なくとも一部分をシールするために前記ギャップ（２０３）を処理するステップと、を含み、
前記構成要素（２０１）は、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、チタニウム基超合金、および、それらの組合せ、からなる群から選択される超合金材料を含む、処理。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、処理のための構成要素部品を調製するための処理に向けられており、その部品は、ある例では金属部品、或る特定の例では超合金部品である。より具体的には、本実施形態は、クラック処理、例えば、１つまたは複数のろう付けおよび狭ギャップ溶接による処理の前の酸化物、泥、グリース、および他のデブリを含む汚染物の除去のためのギャップ（クレビスまたはクラック）の中の深い浸透のための処理に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
運転使用中に、機械構成要素は、過酷な作業環境条件に晒されるのを経験し、材料は、疲労、クリープ、腐食または酸化のせいで、劣化が起こる。このことは、特に超合金材料で形成されたタービンエンジン部品に当てはまり、それらは環境汚染物からの腐食、酸化、および侵襲によって損傷し易い。
【０００３】
サービス中のタービンエンジン部品の処理は、とりわけ、ろう付けや狭ギャップ溶接などの他の処理の前に、酸化物、有機や無機の不純物、および泥を除去するために、クラックおよびクレビス並びに他の表面などを洗浄することを伴う。フッ化物イオン洗浄（ＦＩＣ）またはエッチングは、浅いクラックを含むエンジン部品の表面を洗浄するためによく使用される。しかしながら、クラックおよびクレビスは、汚染物やデブリを除去することに関して独自の難題をもたらす。具体的には、クラックの深さおよび形態は、ＦＩＣなどの普通の機械的および化学的な処理方法によって、十分なクラック調製を妨げる場合がある。汚染物の不十分な除去は、不完全なギャップ処理をもたらし、クラックまたはクレビスの中の残留酸化物や他の汚染物は、部品の初期故障をもたらす場合がある。処理を最適化する目的で、部品の部分除去を伴う洗浄の選択肢も存在するが、材料除去は、材料の脆弱性を同じく取り入れることになり、部品の有効寿命に悪影響を及ぼす場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３３５０８９号公報
【発明の概要】
【０００５】
例示的な実施形態では、構成要素部品の狭ギャップを処置するための処理は、ギャップを特徴付けすることおよびそれを処置することを含み、加圧したウォータジェットを用いてデブリおよび酸化物を除去する。処理は、構成要素の一部分のギャップのデジタル画像をキャプチャするステップを含み、ギャップは、特徴付けされて、ギャップ壁と長さを有し、その長さに沿った任意の点で、ギャップ壁間の内側幅と、ギャップ壁間の外側壁と、深さという特徴を有する。処理は、１つまたは複数のそういった特徴をギャップの長さの全てもしくは一部分に沿って１つまたは複数の点で測定するステップと、ウォータジェット洗浄経路を決定し、ギャップ壁に対してウォータジェット洗浄縁部を決定し、ウォータジェット洗浄経路角度を決定する別のステップと、を更に含む。処理は、デブリおよび／またはギャップ壁の一部分を除去するために、選択した経路の全てもしくは一部分に沿ってウォータジェットを通過させるステップを更に含む。処理は、適切なシール方法を用いて、ギャップ縁部を接合するために、処置したギャップを処理することを更に含む。
【０００６】
本発明の他の特徴および利点については、本発明の原理を一例として例証する添付の図面と関連して解釈される以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】部分を処置する処理の１つの実施形態を例証するフローチャート図である。
【図２】本開示の実施形態に係る処置した部品の概略図である。
【図３】本開示の実施形態に係る処置した部品の概略図である。
【図４】本開示の実施形態に係る処置した部品の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
可能な限り、同じ参照番号は、図面全体にわたって同じ部品を指すために使用されるであろう。
【０００９】
同様の数字が同様の要素を指す添付の図面に関連して下で記載される詳細な説明は、開示する主題の様々な実施形態の説明として意図しており、単に実施形態だけを表すことを意図していない。本開示で説明される各実施形態は、一例または例証として単に提供されるが、他の実施形態を超えて好適または有利であると解釈すべきではない。本明細書で提供される例証的な例は、権利請求する主題を厳密な開示形態に徹底することもそれに限定することも意図していない。
【００１０】
成分量および／または反応条件を表現している全ての数は、別段の表示がない限り、全ての場合において用語「約（ａｂｏｕｔ）」によって修正されていると理解すべきである。
【００１１】
全ての百分率および比率は、別段の表示がない限り、重量によって算出される。全ての百分率は、別段の表示がない限り、組成の総重量に基づいて算出される。全ての構成要素レベルまたは組成レベルは、その構成要素または組成の活性レベルに関連しており、不純物、例えば、商業上利用可能な供給源に存在し得る残留溶剤または副産物、と両立しない。
【００１２】
本明細書で使用されるような冠詞「１つ（ａ）」および「１つ（ａｎ）」は、明細書および特許請求の範囲に記載された本発明の実施形態の任意の特徴への適用時に１つまたは複数を意味する。「１つ（ａ）」および「１つ（ａｎ）」の使用は、この意味を単一の特徴に限定しないが、そういった限定が具体的に記述されている場合を除く。単数名詞もしくは複数名詞あるいはそれらの名詞表現に先行する冠詞「その（ｔｈｅ）」は、１つまたは複数の特別な特定の特徴を表しており、それが使用される文脈にもよるが、単一または複数のコノテーションを有することがある。形容詞「任意の（ａｎｙ）」は、どんな数量でも無差別に１つ、幾つか、または全てを意味する。
【００１３】
「ギャップ」は、この用語が本明細書で使用されるとき、例えば、部品の中の、特に、対向する表面間の十分に小さいギャップ距離を有するクラック、フィッシャ、クレビス、またはアパーチャなどの任意の空の体積を表し、したがって、ギャップは、従来の化学的および機械的な洗浄処理を用いて妥当な浸透を可能にせず、したがって、ギャップの中の表面の酸化物や他の汚染物などの材料は、従来の処理を用いて欠陥から除去することができない。
【００１４】
「ろう付け」は、本明細書で使用されるとき、従来から金属接合処理として公知であるものを表し、部品などの金属部分は、互いに接合され、あるいは、ギャップは、金属充填材を溶かして接合部またはギャップの中に流し込むことによって充填／閉塞され、金属充填材は、隣接する金属よりも低い融点を有する。実施形態によっては、ろう付けは、ガスタービン電力発生部品において使用される。実施形態によっては、ろう付けは、ステンレススチール合金、ニッケル基超合金、および／またはコバルト基超合金において使用される。
【００１５】
用語「ウォータジェット洗浄」は、本明細書で使用されるとき、研摩剤を水流中に含有または不含有の加圧水流を用いて、材料を洗浄することを表す。ウォータジェットは、ジェットノズルを通して方向付けされる極めて高い圧力のウォータジェットを用いて多種多様な材料を切断するための産業ツールであり、ノズルは、直線状、湾曲状、または不規則状になり得る経路に沿って進行し、ノズルの角度配向は、経路に沿って固定または可変に角度付けされ、経路は、典型的には、構成要素に対してマッピングされて画像分析追跡システムによって制御される所定の経路に基づいてコンピュータプログラムによって方向付けされる。本開示の目的のために使用されるとき、「洗浄」は、材料またはデブリの除去を意味および包含し、実施形態によっては、部品のベース材料を切断するために十分に加圧することのできるウォータジェットが用いられ、他の実施形態では、高く加圧されず、したがって、表面的なデブリを除去するだけで、部品のベース材料を切断しないウォータアウトストリームが用いられる。実施形態によっては、部品の処理は、それらを組合せたものを、部品の処置した部分の１つのギャップまたは２つ以上のギャップに沿って、含むことがある。
【００１６】
用語「画像化」は、従来のデジタル写真術、Ｘ線、ＣＴおよびＵＴから選択されるいずれか１つまたは複数の画像化モダリティを意味および包含する。
【００１７】
本発明は、様々な実施形態において、ギャップ洗浄のための処理を含み、部品に、強化された欠陥の調製および修復を提供する。実施形態によっては、洗浄は、ギャップの少なくとも一部分のウォータジェット洗浄を構成し、それによって、１つまたは複数の表面汚染物および／または酸化物と、ギャップの中および／またはそれに隣接する部品の一部分は、ウォータジェット洗浄によって除去される。その処理は、ガスタービンを含む電力発生機器のために使用される部品およびハードウエアに特に適している。タービン部品の例には、タービンブレード、ベーン、バケット、ノズル等が含まれる。
【００１８】
本開示に係る処理は、溶接困難な超合金の構造修復を効果的に可能にでき、除去されねばならない部品のベース材料の量を最小化し、こうして最適な機械的特性を修復済み部品に付与する。実施形態によっては、本明細書で例証する修復部品は、金属または合金を含むことがある。合金は、超合金を含むことがある。用語「超合金」は、当技術分野で普通に使用されるように本明細書で使用される、即ち、高い耐腐食性および耐酸化性の合金は、高温での優れた機械強度およびクリープ抵抗性を呈する。
【００１９】
実施形態によっては、構成要素は、それに限定されないが、単結晶（ＳＸ）材料、一方向凝固（ＤＳ）材料、等軸結晶（ＥＸ）材料、および、それらの組合せを含むことがある。
【００２０】
実施形態によっては、超合金は、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、チタニウム基超合金、または、それらの組合せを含むことがある。超合金は、それに限定されないが、ＧＴＤ１１１、ＧＴＤ２２２、ＧＴＤ４４４、ＧＴＤ２６２、Ｍａｒ  Ｍ２４７、ＩＮ１００、ＩＮ  ７３８、Ｒｅｎｅ  ８０、ＩＮ  ９３９、Ｒｅｎｅ  Ｎ２、Ｒｅｎｅ  Ｎ４、Ｒｅｎｅ  Ｎ５、Ｒｅｎｅ  Ｎ６、Ｒｅｎｅ  ６５、Ｒｅｎｅ  ７７  （Ｕｄｉｍｅｔ  ７００）、Ｒｅｎｅ  ８０、Ｒｅｎｅ  ８８ＤＴ、Ｒｅｎｅ  １０４、Ｒｅｎｅ  １０８、Ｒｅｎｅ  １２５、Ｒｅｎｅ  １４２、Ｒｅｎｅ  １９５、Ｒｅｎｅ  Ｎ５００、Ｒｅｎｅ  Ｎ５１５、ＩＮ  ７０６、Ｎｉｍｏｎｉｃ  ２６３、ＣＭ２４７、ＭａｒＭ２４７、ＣＭＳＸ−４、ＭＧＡ１４００、ＭＧＡ２４００、ＩＮＣＯＮＥＬ  ７００、ＩＮＣＯＮＥＬ  ７３８、ＩＮＣＯＮＥＬ  ７９２、ＤＳ  Ｓｉｅｍｅｔ、ＣＭＳＸ１０、ＰＷＡ１４８０、ＰＷＡ１４８３、ＰＷＡ１４８４、ＴＭＳ−７５、ＴＭＳ−８２、Ｍａｒ−Ｍ−２００、ＵＤＩＭＥＴ  ５００、ＡＳＴＲＯＬＯＹ、およびそれらの組合せなどの、ハステロイ、インコネル合金、ワスパロイ、レネ合金からなる群から選択された材料を含むことがある。
【００２１】
本開示の実施形態は、強化された品質処理およびギャップ修復を提供するために、深いギャップの表面および内部から汚染物および酸化材料を除去する、例えば、狭ギャップ処理を提供する。その処理は、構成要素、例えば、タービンノズルのエーロフォイルの前縁に見出されるようなギャップを有するサービス実行部品（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｒｕｎ  ｐａｒｔｓ）、のギャップを処理およびシールするのを最適化することに特に良好に適している。処理は、１つまたは複数の研摩物質を具備または不具備の加圧水流を送達するウォータジェットを用いる、表面の汚染物および／またはギャップの内側、特に、深いギャップの中の酸化層の除去を含む。そのギャップまたは部分は、本発明に従って単一の通過または複数の通過で洗浄されることがあり、それによって、ギャップの１つまたは複数の部分もしくはセグメントは、単一の通過で処理されることがあり、全長は、単一の通過で処理されることがあり、少なくとも一部分は、２回以上の通過で処理されることがある。実施形態によっては、ギャップは、その長さの全てまたは一部分に沿って処理されることがあり、全ての部分または幾つかの部分だけは、研摩剤を含むジェットで洗浄され、実施形態によっては、ある長さのギャップは、当初、第１の通過で少なくとも１つの研摩剤を用いて、次いで、その後の通過で研摩剤を用いずに、処理される。
【００２２】
図１を参照すると、構成要素を処置するための処理を例証しているフローチャート図１００が提供される。構成要素を処置するための処理は、構成要素のギャップのデジタル画像をキャプチャするステップ１０１を含む。ステップ１０２で、ギャップの内側および外側の幅と深さは、ギャップの寸法を決定するために、ギャップの長さに沿って１つまたは複数の点で測定される。ステップ１０３で、ウォータジェット洗浄経路は、ギャップのデジタル画像およびその測定した寸法に基づいて決定される。ステップ１０４で、ウォータジェット洗浄縁部は、ギャップの縁部から約０．０００〜約０．０２０インチの距離に選択される。ステップ１０５で、ウォータジェット洗浄経路角度は、ウォータジェットの配向のために選択される。ステップ１０６で、ウォータジェットは、作動されてギャップに向けて方向付けられ、選択した洗浄縁部および洗浄経路角度に対して配向され、処理されているギャップの長さに沿って真っ直ぐまたは湾曲あるいは変化され得る洗浄経路に沿って通過される。ステップ１０７で、構成要素は、洗浄することまたは接合することによって更に処理されることがある。このように、例えば、他の予備的、介在する、または、反復式の処理ステップが可能であり、それには、それらに限定されないが、以下のウォータジェット洗浄の前および後あるいはウォータジェット洗浄の通過相互間のそれ：化学的もしくはＦＩＣ洗浄、ウォータ洗浄、ベークまたは真空洗浄；レーザまたは機械式の洗浄；および、それらに限定されないが、構成要素のギャップ縁部を接合してギャップをシールするために、ろう付けすることおよびギャップ溶接することを含む１つまたは複数の充填および接合する処理、のいずれか１つまたは複数が含まれる。
【００２３】
図２を参照すると、処置する処理２００の構成要素２０１は、処置した部分２０２を含む。構成要素２０１は、任意の適切な材料で、実施形態にもよるが、金属または合金で製作されることがある。例えば、構成要素２０１として使用するための適切な金属は、超合金を含むが、それには限定されない。具体的には、構成要素２０１は、ニッケル基、コバルト基、鉄基またはチタニウム基超合金を含むことがある。処置した部分２０２は、１つまたは複数のギャップ（例えば、クラックまたはフィッシャ）２０３を含む。処置した部分２０４の拡大領域は、処置した部分２０２の拡大した図を示す。実施形態によっては、ギャップ２０３は、それに限定されないが、１つまたは複数の前縁クラックまたは後縁クラックを含むことがある。
【００２４】
方法は、ウォータジェット洗浄経路を確立して案内するソフトウエアを用いて処理するためのギャップ２０３のデジタル画像１０１をキャプチャすることを含む。画像は、洗浄経路を確立するために要求に応じて処理を可能にする任意の適切な手段によってキャプチャされることがある。方法は、ギャップの長さ、並びに、ギャップ２０３の長さに沿った１つまたは複数の点での内側と外側のギャップの寸法、を測定して、それらの寸法を決定することを更に含む（ステップ１０２）。ある実施形態では、測定は、それに限定されないが、白色光３Ｄ測定システム、青色光３Ｄ測定システム、および、レーザに基づく測定システム、または、それらの組合せ、を利用することなどの測定技術を更に含むことがある。ジェット洗浄縁部は、ギャップの内側と外側の表面形態に基づいて湾曲または真っ直ぐにされる場合がある。実施形態によっては、部分的または貫通壁の洗浄経路は、ギャップの深さ内部の部品の中へのギャップの浸透の程度に従って作り出される場合がある。
【００２５】
図３を参照すると、構成要素２０１の処置した部分２０４は、洗浄経路３００を決定するためにステップ１０３に従って処理される。図４を参照すると、ギャップ２０３の断面図が示され、ギャップ２０３の様々な態様および寸法が表されている。示されているように、ギャップ２０３は、ギャップの深さ２０６に沿って対向するギャップ壁（または縁部）２０５によって画定されている外側寸法ＯＤおよび内側寸法ＩＤを有するように全体的に特徴付けされている。様々な実施形態に従って、ジェット洗浄角度θ、洗浄幅２０７、および、経路３００（図３参照）の選択は、ギャップ形態の全体によって影響を及ぼされ、洗浄経路３００は、外側寸法ＯＤおよび内側寸法ＩＤの両方を貫通するためにウォータジェットを方向付けするように確立され、ギャップの洗浄経路縁部３０２は、経路の長さに沿って画定され、経路の長さは、ギャップの全長またはその一部分もしくは複数の部分になり得るか、あるいは、ギャップの長さよりも長くなり得る。
【００２６】
こうして、実施形態によっては、洗浄したギャップ幅３０４は、ＩＤおよびＯＤの一方または双方と等しいことがあり、あるいは、それがＩＤおよびＯＤの双方よりも狭いことがあり、あるいは、ＩＤおよびＯＤの双方よりも大きいことがある。理解されるであろうことは、実施形態によっては、本明細書に開示された処理が、洗浄経路縁部３０２が本質的にギャップ縁部２０５と同一の広がりを持ち得る処理したギャップを算出するであろう、ということであり、こうして、ギャップの元のＯＤおよびＩＤに密に調和するようにギャップの少なくとも一部分に沿った角度付けされた洗浄経路を用いることによって幾つかの例で達成される元のギャップ２０３と本質的に同一である洗浄したギャップ幅３０４が作り出される。そして、実施形態によっては、ギャップの処理は、ギャップを作り出し、切断ジェット（高めに加圧された）を用いて幾つかの実施形態で達成されるＩＤおよびＯＤは、本質的に等しいであろう。
【００２７】
様々な実施形態に従って、ウォータジェットのカーフまたは幅は、約０．０４０インチ〜約０．０５０インチの範囲にあり、約０．０２０インチと同じくらい狭い場合がある。非研摩切断は、普通０．００７インチ〜約０．０１３インチであるが、人毛の概ね幅である０．００３インチと同じくらい小さい場合がある。ウォータジェットは、精度が約０．００５インチまで、繰り返し精度が約０．００１インチまで、を達成できる。こうして、例えば、タービンノズルなどのサービス実行部品で有利に処理され得るギャップ幅は、大きめのギャップが処理によって有益に処理され得るが、典型的には０．０４０インチより小さい。こうして、約０．００１インチ〜約０．０５０インチの範囲の幅を有するギャップは、本処理に従って洗浄されることがある。こうして、様々な実施形態では、ギャップ幅は、その増分と間の隔たりとを含めて、約０．００５、０．０１０、０．０２０、０．０３０、０．０４０、０．０５０、０．０６０、および０．０７０から約０．０８０までにすることがある。処理後、ギャップは、ギャップの内側および外側の壁表面の形態がしばしば同一の平面にないので、表面の酸化汚染物の適切な洗浄および除去を可能にするために更に大きくされることがある。
【００２８】
ウォータジェットツールは、当技術分野で公知の任意の種類から選択されることがある。本開示に従って使用されるウォータジェットは、約５〜４０，０００ｐｓｉ以上の範囲の圧力に関して調整されることがある。理解されるであろうことは、圧力が、縁部の洗浄とギャップの深さ内部の浸透とを制御する目的で、ギャップの全てまたは一部分に沿って変化することがあるということである。こうして、低めの圧力のウォータジェットは、ギャップ縁部からの表面的な材料の除去を可能にし、他方、高めの圧力のウォータジェットは、部品を切断せずに深いギャップの中に浸透するのを可能にし、また、より高めの圧力のウォータジェットは、部品ベース材料の切断および除去を可能にする。理解されるであろうことは、ウォータジェットの圧力が、ギャップに沿って選択的に変化することがあり、また、ジェットの角度、部品からのその距離、および、ギャップ縁部からの洗浄縁部の距離と共に、ギャップの深さの中への処理と、それによって作り出される洗浄したギャップ縁部と、についての正確な制御を可能にするであろう、ということである。
【００２９】
こうして、様々な実施形態では、ウォータジェットの圧力は、約５ｐｓｉ〜約４０，０００ｐｓｉまでであることがあり、実施形態によっては、圧力は、切断を伴わずに洗浄を達成するために、約２０，０００以下であることがあり、圧力は、工作物、特に、金属または合金、の切断を伴わずに洗浄を達成するために、約２０，０００ｐｓｉ、約１５，０００ｐｓｉ、約１０，０００ｐｓｉ、約５，０００ｐｓｉ、約１，０００ｐｓｉ、約１００ｐｓｉ、約１０ｐｓｉ以下であることがある。そして、実施形態によっては、圧力は、工作物、特に、金属または合金、の切断を達成するために、少なくとも約２０，０００ｐｓｉ、約２５，０００ｐｓｉ、約３０，０００ｐｓｉ、約３５，０００ｐｓｉ、約４０，０００ｐｓｉ以上であることがある。
【００３０】
ウォータジェット圧力を制御することに加えて、工作物に対するウォータジェットヘッドの位置は、約０．０４０インチ〜約０．０６０インチの範囲内で変化することがある。こうして、ウォータジェットヘッドは、約０．０４０、０．０４５、０．０５０、および、０．０５５から約０．０６０インチまで工作物の上方に位置決めされることがあり、この位置は、一定に維持されることがあり、または、洗浄経路に沿って変化されることがある。再度図４を参照すると、ウォータジェットヘッドの位置は、選択した洗浄角度に従うために、工作物に対してその角度θで変化されることもある。こうして、ヘッドは、本質的に約ゼロの角度を有することがあり、工作物４０１の表面に垂直な軸４００に対して０〜９０度に、より具体的には、工作物の表面に対して、約５〜約７０度に、約５〜約３０度に、約１０〜約２０度に、角度付けされることがある。こうして、様々な実施形態では、ウォータジェットは、工作物の表面に垂直な軸から約１〜約９０度に角度付けされる。
【００３１】
様々な実施形態に従って、ギャップは、その全長に沿って、または、その長さの任意の部分に沿って、処理されることがある。ギャップは、ギャップの１つまたは複数のセグメントまたは部分の処理を含む反復のステップによって処理されることがあり、１つまたは複数の洗浄縁部および洗浄角度を画像化、測定、および選択する任意の１つまたは複数のステップは、ギャップの個々の部分のために反復されることがある。実施形態によっては、ギャップの一部分だけが、処理の１つまたは複数のステップにさらされることがある。
【００３２】
様々な実施形態に従って、ウォータジェット洗浄縁部３０２は、ギャップの縁部から約０．０００５インチ〜約０．０２００インチ離れている。こうして、様々な実施形態では、洗浄縁部３０２は、増分と間の隔たりとを含めて、約０．０００５〜約０．０２００インチ、約０．０００５〜約０．０１５インチ、約０．０００５〜約０．０１０インチ、約０．００１０〜約０．００７５インチ、または、約０．００２５〜約０．００５０インチ、そして、約０．０２００インチに至るまで、にすることがある。
【００３３】
図１に示すような処理にもしたがって、別の処理のステップ１０７は、実施形態によっては、様々な手段のいずれかによる１つまたは複数の洗浄、並びに、それに限定されないが、ろう付け、狭ギャップ溶接、および他の適切な接合もしくは充填方法などの接合、から選択された１つまたは複数の予備的、中間、および事後のウォータジェット洗浄処理によって処理することを含む。そういったステップのいずれかおよび全ては、単独で、単一のギャップもしくは複数のギャップの処理と組み合わせて、または、それと関連して、起こることがあり、また、反復されることがある。こうして、実施形態によっては、ギャップは、その長さに沿って、各セグメントの処理の前、後、および中間のうちの１つまたは複数で、セグメントで処理されることがあり、１つまたは複数の追加の処理ステップは、追跡されることがあり、ギャップの各セグメントは、それに限定されないが、工作物からの距離、圧力、ヘッドの角度（洗浄縁部角度）、および、ギャップ縁部からの距離を含むウォータジェットの使用のパラメータのいずれかを維持するかまたは変化させることによって処理されることがある。ろう付けが選択されている実施形態に従って、処理は、ギャップ１０３の外側表面にろう付け材料の層を成膜することを含む。１つの実施形態では、層の厚さは、ギャップ１０３の合成した幅に対応することがある。ろう付け材料は、それに限定されないが、金、銅、銀、プラチナ、パラジウム、ニッケル、チタニウム、バナジウム、ジルコニウム、コバルト、および、それらの組合せ、を含むことがある。
【００３４】
本発明について好適な実施形態を参照して説明してきたが、当業者なら理解するであろうことは、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができること、また、等価なものでその要素を置き換えることができることである。加えて、本発明の教示に対して、その本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況や材料を適合させるために、多くの修正を行うことができる。したがって、意図していることは、本発明が本発明を実施するために企図したベストモードとして開示した特定の実施形態に限定されないこと、しかし、本発明が添付した特許請求の範囲の範囲内に入る全ての実施形態を含むであろうことである。
【００３５】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
構成要素（２０１）の中の狭ギャップを処置するための処理であって、
構成要素（２０１）の一部分のギャップ（２０３）のデジタル画像（１０１）をキャプチャするステップと、
ギャップ寸法を決定するために、前記ギャップ（２０３）の長さに沿った１つまたは複数の点で、前記ギャップ（２０３）の長さ、前記ギャップ（２０３）の内側幅、前記ギャップ（２０３）の外側幅、および前記ギャップ（２０３）の深さ、から選択される前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の特徴を測定するステップと、
ウォータジェット洗浄経路（３００）を決定するステップと、
ウォータジェット洗浄縁部（３０２）を選択するステップと、
ウォータジェット洗浄経路角度を選択するステップと、
前記選択した洗浄縁部（３０２）および洗浄経路角度に関して配向された前記ギャップ（２０３）の方にウォータジェットを方向付けるステップと、
前記ウォータジェットを活動化させて前記ウォータジェットを前記洗浄経路（３００）に沿って通過させるステップと、
前記ギャップ縁部（２０５）を接合して前記構成要素（２０１）の前記ギャップ（２０３）の少なくとも一部分をシールするために、前記ギャップ（２０３）を処理するステップと、
を含む、処理。
［実施態様２］
前記ギャップ（２０３）の全てまたは一部分のデジタル画像（１０１）の前記キャプチャは、Ｘ線、ＣＴおよびＵＴ並びにそれらの組合せから選択される画像化モダリティを利用することを含み、前記洗浄経路（３００）の前記決定は、前記ウォータジェットを制御するソフトウエアプログラムを用いて達成される、実施態様１に記載の処理。
［実施態様３］
前記測定は、前記ギャップ（２０３）の長さに沿った２つ以上の点での、前記ギャップ（２０３）の長さ、前記ギャップ（２０３）の内側幅、前記ギャップ（２０３）の外側幅、および前記ギャップ（２０３）の深さ、から選択される前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の特徴を測定することを含む、実施態様１に記載の処理。
［実施態様４］
前記測定は、前記ギャップ（２０３）の全長に沿った２つ以上の点での、前記ギャップ（２０３）の長さ、前記ギャップ（２０３）の内側幅、前記ギャップ（２０３）の外側幅、および前記ギャップ（２０３）の深さ、から選択される前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の特徴を測定することを含む、実施態様１に記載の処理。
［実施態様５］
前記ウォータジェットは、工作物（４０１）の前記表面に垂直な軸（４００）から約５〜約３０度に角度付けされる、実施態様１に記載の処理。
［実施態様６］
前記ギャップ（２０３）は、約０．００５〜約０．０８０インチの間である、実施態様１に記載の処理。
［実施態様７］
前記洗浄経路（３００）によって画定される前記ウォータ洗浄縁部（３０２）は、前記ギャップ（２０３）の縁部から約０．０００５〜０．０２００インチの距離にある、実施態様１に記載の処理。
［実施態様８］
前記ウォータジェットの圧力は、５ｐｓｉから約４０，０００ｐｓｉまでである、実施態様１に記載の処理。
［実施態様９］
前記ウォータジェットのヘッドは、前記構成要素（２０１）から約０．０４０インチ〜約０．０６０インチの距離にある、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１０］
前記ウォータジェットは、ギャップ（２０３）の全てもしくは一部分に沿って送達される少なくとも１つの研摩材料を含む、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１１］
前記処理は、前記ギャップ（２０３）の全てもしくは一部分に沿っており、前記処理は、前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の部分に沿った複数の通過で、任意選択で反復される、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１２］
少なくとも１つの追加の処理ステップを、ウォータジェット洗浄の前、後、ウォータジェット洗浄の通過相互間、のうちのいずれか１つまたは複数において含み、前記追加の処理ステップは、化学的洗浄、ＦＩＣ洗浄、ウォータ洗浄、ベーク洗浄、真空洗浄、レーザ洗浄、機械式洗浄、ろう付け、ギャップ溶接からなる群から選択される、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１３］
前記ギャップ（２０３）は、その長さの全てもしくは一部分に沿った少なくとも１つまたは複数の通過で処理され、各通過は、任意選択で、少なくとも１つの追加の処理ステップを、ウォータジェット洗浄の前、後、ウォータジェット洗浄の通過相互間、のうちのいずれか１つまたは複数において含み、前記追加の処理ステップは、化学的洗浄、ＦＩＣ洗浄、ウォータ洗浄、ベーク洗浄、真空洗浄、レーザ洗浄、機械式洗浄、ろう付け、ギャップ溶接からなる群から選択される、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１４］
前記ウォータジェットは、約０．０４０インチ〜約０．０５０インチの範囲にあるカーフを有する、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１５］
前記構成要素（２０１）は、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、チタニウム基超合金、および、それらの組合せ、からなる群から選択される超合金材料を含む、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１６］
前記ギャップ縁部（２０５）を接合するための前記ギャップ（２０３）の前記処理は、ろう付けを含む、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１７］
前記ろう付けは、金、銅、銀、プラチナ、パラジウム、ニッケル、チタニウム、バナジウム、ジルコニウム、コバルト、および、それらの組合せ、からなる群から選択される材料を含むろう付け材料による、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１８］
前記構成要素（２０１）は、ブレード（バケット）、ベーン（ノズル）、シュラウド、燃焼器ライナ、トランジションダクトのうちの少なくとも１つからなる群から選択されるタービン構成要素である、実施態様１に記載の処理。
［実施態様１９］
超合金のタービン構成要素部品の中の狭ギャップを処置するための処理であって、
構成要素（２０１）の一部分のギャップ（２０３）のデジタル画像（１０１）を、Ｘ線、ＣＴおよびＵＴ並びにそれらの組合せから選択される画像化モダリティを利用してキャプチャするステップと、
前記ギャップ（２０３）が約０．００５〜約０．０８０インチの間であり、ギャップ寸法を決定するために、前記ギャップ（２０３）の長さに沿った１つまたは複数の点で、前記ギャップ（２０３）の長さ、前記ギャップ（２０３）の内側幅、前記ギャップ（２０３）の外側幅、および前記ギャップ（２０３）の深さ、から選択される前記ギャップ（２０３）の１つまたは複数の特徴を測定するステップと、
ウォータジェット洗浄経路（３００）を決定するステップと、
前記ウォータ洗浄経路（３００）が前記ギャップ（２０３）の縁部から約０．０００５〜０．０２００インチの距離にあり、ウォータジェット洗浄縁部（３０２）を選択するステップと、
工作物（４０１）の前記表面に垂直な軸（４００）から約５〜約３０度であるウォータジェット洗浄経路角度を選択するステップと、
前記選択した洗浄縁部（３０２）および洗浄経路角度に関して配向された前記ギャップ（２０３）の方にウォータジェットを方向付けるステップと、
約５ｐｓｉ〜約２０，０００ｐｓｉまでと、２０，０００ｐｓｉを超えて約４０，０００ｐｓｉまでと、のうちの一方から選択される圧力で、前記構成要素（２０１）から約０．０４０インチ〜約０．０６０インチの距離で、ウォータ送達するために前記ウォータジェットを設定するステップと、
前記ウォータジェットを活動化させて前記ウォータジェットを前記洗浄経路（３００）に沿って通過させるステップと、
前記ギャップ縁部（２０５）を接合して前記構成要素（２０１）の前記ギャップ（２０３）の少なくとも一部分をシールするために前記ギャップ（２０３）を処理するステップと、を含み、前記構成要素（２０１）は、ニッケル基超合金、コバルト基超合金、鉄基超合金、チタニウム基超合金、および、それらの組合せ、からなる群から選択される超合金材料を含む、処理。
【符号の説明】
【００３６】
１０１  デジタル画像
２００  処理
２０１  構成要素
２０２  処置した部分
２０３  ギャップ
２０４  処置した部分
２０５  ギャップ縁部
２０６  ギャップの深さ
２０７  洗浄幅
３００  洗浄経路
３０２  洗浄経路縁部
３０４  ギャップ幅
４００  軸
４０１  工作物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019007476.tif 000006
【外国語明細書】
2019007476000001.pdf