(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンロータの動翼の蒸気入口側の表面に切欠部を形成する工程と、前記切欠部にステライト材を溶射する工程と焼鈍する工程とを備え、前記動翼の前記蒸気入口側の表面にステライト皮膜を形成するエロージョン防止皮膜の作成方法であって、
前記溶射工程は２０Ａ以下の低電流を使用し、溶射時の過大入熱を防止するＰＴＡ（Ｐｌａｓｍａ  Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ  Ａｒｃ）法を用いてステライト材で前記切欠部を埋める工程であり、
前記焼鈍工程は前記動翼を５５０〜６５０0Ｃで１時間焼鈍する工程であることを特徴とするエロージョン防止皮膜の作成方法。
【請求項２】
蒸気タービンの主蒸気加減弁の蒸気入口部の表面に切欠部を形成する工程と、前記切欠部にステライト材を溶射する工程と焼鈍する工程とを備え、前記主蒸気加減弁の蒸気入口部の表面にステライト皮膜を形成するエロージョン防止皮膜の作成方法であって、
前記溶射工程は２０Ａ以下の低電流を使用し、溶射時の過大入熱を防止するＰＴＡ（Ｐｌａｓｍａ  Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ  Ａｒｃ）法を用いてステライト材で前記切欠部を埋める工程であり、
前記焼鈍工程は前記主蒸気加減弁を５５０〜６５０0Ｃで１時間焼鈍する工程であることを特徴とするエロージョン防止皮膜の作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービンロータの動翼の蒸気入口側の表面あるいは蒸気タービンの主蒸気加減弁の蒸気入口部の表面におけるエロージョンを防止するための皮膜の作成方法に関し、特に、エロージョン防止皮膜を低温で作成することにより、動翼部の疲労限度を低下させることなく、また密着性等の品質確保を容易にするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の蒸気タービンの動翼を概略的に示す構成図である。
図６は、従来の蒸気タービンの動翼の要部を拡大して示す構成図である。
図７は、図６におけるＣ−Ｃ断面を概略的に示す断面図である。
図５に示すように、タービンロータ２の回りには複数の動翼１Ａ〜１Ｇが植設されており、これら複数段の動翼１Ａ〜１Ｇに主蒸気加減弁３を通じて矢印で示す蒸気ｇをあてることによってタービンロータ２を回転させ、この回転動力を発電機や圧縮機等の運転に利用している。
【０００３】
図６および図７に示すように、蒸気ｇは矢印のように流れることにより動翼１を介してタービンロータ２を回転させる。
このように、主蒸気加減弁３を通じて導入される高温・高圧の蒸気ｇは、高圧段側の動翼１Ａ〜１Ｄを経て低圧段側の動翼１Ｅ〜１Ｇへと流入する。このとき、低圧段側ではエロージョンが発生し易い低温・低圧の蒸気ｇ’となる。
そこで従来は、主として低圧段の動翼１Ｅ〜１Ｇの蒸気入口側の表面１ａに、ステライト板１ｂを銀ろうで貼り付け、エロージョンを防止する方法が一般に行なわれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、銀ろう付けは高温下で行われるため、動翼母材（ステンレス鋼）の疲労限度が大幅（１／２〜１／３）に低下してしまうため設計上の制約が生じ、また、動翼１Ａ〜１Ｇのプロファイル形状が複雑なため、低圧側の動翼１Ｅ〜１Ｇにおけるステライト板の密着性等の品質確保が難しいなどといった課題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、動翼母材の疲労限度が大幅に低下しない温度範囲の低温でステライト皮膜を形成することにより、動翼母材の疲労限度を低下させることなく、また密着性等の品質確保を容易にするためのエロージョン防止皮膜の作成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法は、タービンロータの動翼の蒸気入口側の表面に切欠部を形成する工程と、前記切欠部にステライト材を溶射する工程と焼鈍する工程とを備え、前記動翼の前記蒸気入口側の表面にステライト皮膜を形成するエロージョン防止皮膜の作成方法であって、前記溶射工程は２０Ａ以下の低電流を使用し、溶射時の過大入熱を防止するＰＴＡ（Ｐｌａｓｍａ  Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ  Ａｒｃ）法を用いてステライト材で前記切欠部を埋める工程であり、前記焼鈍工程は前記動翼を５５０〜６５０0Ｃで１時間焼鈍する工程である構成である。また、本発明の他の形態に係るエロージョン防止皮膜の作成方法は、蒸気タービンの主蒸気加減弁の蒸気入口部の表面に切欠部を形成する工程と、前記切欠部にステライト材を溶射する工程と焼鈍する工程とを備え、前記主蒸気加減弁の蒸気入口部の表面にステライト皮膜を形成するエロージョン防止皮膜の作成方法であって、前記溶射工程は２０Ａ以下の低電流を使用し、溶射時の過大入熱を防止するＰＴＡ（Ｐｌａｓｍａ  Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ  Ａｒｃ）法を用いてステライト材で前記切欠部を埋める工程であり、前記焼鈍工程は前記主蒸気加減弁を５５０〜６５０0Ｃで１時間焼鈍する工程である構成である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるエロージョン防止皮膜の作成方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。
なお、従来装置と同一または同等部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法により工作される動翼１の要部を概略的に示す構成図である。
本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法では、図示するように、低圧段側の動翼１Ｅ〜１Ｇの蒸気入口側の表面１ａにステライト材を溶射することによりエロージョン防止皮膜としてのステライト皮膜を形成するものである。溶射は、例えばＰＴＡ（Ｐｌａｓｍａ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ Ａｒｃ）等の方法で行う。
このような溶射によるステライト皮膜１ｄの形成は、主としてエロージョンが発生し易い低圧段、例えば図５に示す動翼１Ｅ、１Ｆ、１Ｇを対象として行うものである。
【０００９】
図２は、本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法によるステライト皮膜の作成工程を段階的に示す概念図である。
まず、図２（ａ）に示すように、対象とする低圧段の動翼１Ｅ〜１Ｇの蒸気入口側の表面１ａに、所定深さの切欠部１ｃを形成する。次に図２（ｂ）に示すように、この切欠部１ｃに対して、溶射ノズル４よりステライト材を吹き付けるが、動翼母材の疲労限度が大幅に低下しない程度（従来のように１／２〜１／３のように大幅に低下しない程度）の温度範囲で行うべく、この溶射には２０Ａ以下の低電流を使用するＰＴＡ法を用いる。さらに動翼を５５０〜６５０0Ｃの温度で約１時間程度焼鈍し、空冷した後にステライト材を吹き付けた部分の表面を研磨して仕上げればステライト皮膜１ｄが完成する。
【００１０】
上述のように、本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法によれば、エロージョンが発生し易い低圧段の動翼１Ｅ〜１Ｇの蒸気入口側の表面１ａに、低電流を使用してステライト材を溶射し、その後焼鈍してステライト皮膜１ｄを形成するため、従来のように銀ろう付けによる高温下でステライト板１ｂが熱影響を受けることがなく、動翼母材の硬度は通常の硬度が確保できて疲労限度の低下が生じにくい。また、溶射による変形はほとんど起こらず、応力腐食割れの恐れもない。従来のようにステライト板１ｂを貼り付けていた場合に比べて低コストとなるなどの有利な効果があり、良質で経済的なエロージョン防止皮膜としてのステライト皮膜１ｄを作成することができる。
【００１１】
なお、図１に示すタービンロータ２では、説明の便宜上、動翼１Ａ〜１Ｄを高圧段とし、動翼１Ｅ〜１Ｇを低圧段として分けて説明したが、タービンロータ２の構成によって高圧段と低圧段の範囲は異なるものであり、ここでは複数段ある動翼１Ａ〜１Ｇのうちの低圧段のものにステライト皮膜を形成する場合について説明したに過ぎない。従って、必要な場合には全ての動翼１Ａ〜１Ｇに本発明の作成方法によりステライト皮膜を施しても良い。
【００１２】
また、ここではＰＴＡ法を用いて溶射工程を行う場合について説明したが、この溶射工程は、動翼母材の疲労限度が大幅に低下しない程度（従来のように１／２〜１／３のように大幅に低下しない程度）の温度範囲で行う工程であって、動翼母材があまり熱影響を受けない方法であれば、他の方法でも良い。
【００１３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るエロージョン防止皮膜の作成方法は、蒸気タービンの主蒸気加減弁３の蒸気入口部の表面３ｃにステライト皮膜３ｄを作成するものである。
図３は、本発明の実施の形態２に係るエロージョン防止皮膜の作成方法によりステライト皮膜を形成する主蒸気加減弁の蒸気入口部の構成を概略的に示す側面図である。
図４は、図３に示す主蒸気加減弁の蒸気入口部のＢ−Ｂ断面を概略的に示す断面図である。
【００１４】
図３及び図４に示すように、主蒸気加減弁３（図５参照）の弁体３ａが係合する弁座３ｂの蒸気入口周りの表面３ｃに、実施の形態１の場合と同様にステライト材を２０Ａの低電流で溶射した後、溶射部周りを５５０〜６５０0Ｃの温度で約１時間程度焼鈍し、空冷した後仕上げ研磨してステライト皮膜３ｄを完成させる。
【００１５】
このように本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法を用れば、弁座母材の疲労限度を大幅に低下させることなく（従来のように１／２〜１／３のように大幅に低下させることなく）、蒸気タービンの主蒸気加減弁３の弁体３ａが係合する弁座３ｂの蒸気入口周りの表面３ｃにエロージョン防止効果の高いステライト皮膜３ｄを低コストで作成することができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法によれば、溶射工程は動翼母材の疲労限度が大幅に低下しない温度範囲で行う工程であり、前記焼鈍工程は前記動翼を５５０〜６５０0Ｃで約１時間焼鈍する工程であるので、従来のように銀ろう付けによる高温下で熱影響を受けることがなく、動翼母材の硬度は通常の硬度が確保できて疲労限度の低下が生じにくく、溶射による変形はほとんど起こらず、応力腐食割れの恐れのない低コストエロージョン防止皮膜を作成することができる。
また、本発明の他の形態に係るエロージョン防止皮膜の作成方法によれば、溶射工程は弁座母材の疲労限度が大幅に低下しない温度範囲で行う工程であり、前記焼鈍工程は前記主蒸気加減弁を５５０〜６５０0Ｃで約１時間焼鈍する工程であるので、弁座母材の疲労限度を大幅に低下させることなく、蒸気タービンの主蒸気加減弁の弁体が係合する弁座の蒸気入口周りの表面にエロージョン防止効果の高いステライト皮膜を低コストで作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法により工作される動翼１の要部を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明のエロージョン防止皮膜の作成方法によるステライト皮膜の作成工程を段階的に示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るエロージョン防止皮膜の作成方法によりステライト皮膜を形成する主蒸気加減弁の蒸気入口部の構成を概略的に示す側面図である。
【図４】図３に示す主蒸気加減弁の蒸気入口部のＢ−Ｂ断面を概略的に示す断面図である。
【図５】従来の蒸気タービンの動翼を概略的に示す構成図である。
【図６】従来の蒸気タービンの動翼の要部を拡大して示す構成図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ断面を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｇ  動翼
１ａ  蒸気入口側の表面
１ｃ  切欠部
１ｄ  ステライト皮膜
２  タービンロータ
３  主蒸気加減弁
３ａ  弁体
３ｂ  弁座
３ｃ  蒸気入口周りの表面
３ｄ  ステライト皮膜
４  溶射ノズル
ｇ、ｇ’  蒸気
【図１】
0004703901.tif 000002
【図２】
0004703901.tif 000003
【図３】
0004703901.tif 000004
【図４】
0004703901.tif 000005
【図５】
0004703901.tif 000006
【図６】
0004703901.tif 000007
【図７】
0004703901.tif 000008