[go: up one dir, main page]

RU2426632C1 - Method of reconditioning turbo machine nozzle vanes assembly made from nickel and cobalt alloys - Google Patents

Method of reconditioning turbo machine nozzle vanes assembly made from nickel and cobalt alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2426632C1
RU2426632C1 RU2009144440/02A RU2009144440A RU2426632C1 RU 2426632 C1 RU2426632 C1 RU 2426632C1 RU 2009144440/02 A RU2009144440/02 A RU 2009144440/02A RU 2009144440 A RU2009144440 A RU 2009144440A RU 2426632 C1 RU2426632 C1 RU 2426632C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
blade
insert
heat
rest
Prior art date
Application number
RU2009144440/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009144440A (en
Inventor
Антон Владимирович Новиков (RU)
Антон Владимирович Новиков
Аскар Джамилевич Мингажев (RU)
Аскар Джамилевич Мингажев
Марина Константиновна Смыслова (RU)
Марина Константиновна Смыслова
Евгений Александрович Кишалов (RU)
Евгений Александрович Кишалов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис"
Priority to RU2009144440/02A priority Critical patent/RU2426632C1/en
Publication of RU2009144440A publication Critical patent/RU2009144440A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2426632C1 publication Critical patent/RU2426632C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to machine building. Vanes flaw detection is performed in compliance with operating conditions separately for entry and exit edges. Size, arrangement and geometry of faulty zone are determined for each edge. Depending upon said magnitudes, vanes are divided into groups. Equal line of repair section is selected in each said group. Identical inserts are produced for each group. Number of groups varies from 1 to 20. Insert is made from material and to geometry approximating to those of vane to be reconditioned with due allowance for welding in joint zone. Insert height for both edges, measured along vane root, makes 5% to 100% of said root with pitch of 5% while insert width measured root axis varies from 15% to 100% of insert height. Insert and vane are assembled along repair section line, thermally and mechanically processed.
EFFECT: higher quality, reduced costs.
25 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при ремонте деталей горячего тракта газовой турбины авиационных, корабельных и энергетических газотурбинных двигателей: сопловых лопаток, в том числе сегментов соплового аппарата, изготовленных из никелевых и кобальтовых сплавов.The invention relates to the field of engineering and can be used in the repair of parts of a hot path of a gas turbine of aircraft, ship and power gas turbine engines: nozzle blades, including segments of the nozzle apparatus made of nickel and cobalt alloys.

Направляющие лопатки турбин ГТД и ГТУ в процессе эксплуатации подвергаются воздействиям значительных динамических и статических нагрузок, высоких и быстросменяющихся температур, а также коррозионному и эрозионному разрушению. Исходя из предъявляемых требований, для изготовления лопаток газовых турбин применяются жаропрочные и жаростойкие никелевые и кобальтовые сплавы типа ЦНК-7, ЦНК-21, FSX-414, ЖС-6, ЖС-6У, ЭИ-893, U-5000 и др.During operation, guide vanes of turbine engines and turbine engines are exposed to significant dynamic and static loads, high and rapidly changing temperatures, as well as corrosion and erosion destruction. Based on the requirements, for the manufacture of gas turbine blades, heat-resistant and heat-resistant nickel and cobalt alloys of the type TsNK-7, TsNK-21, FSX-414, ZhS-6, ZhS-6U, EI-893, U-5000, etc. are used.

Замена поврежденных лопаток турбин является трудоемким и дорогостоящим мероприятием, так как требует снятия их с ротора, приобретения новых лопаток, установки их на ротор и проч. [Гонсеровский Ф.Г., Силевич В.М. Технико-экономическое обоснование способа ремонта эрозионно-изношенных паротурбинных лопаток в условиях электростанций // Тяжелое машиностроение. - 2001. - №9. - С.21-22]. В связи с этим разработка новых способов упрочняющей обработки лопаток турбин, позволяющих повысить их ресурс, является актуальной задачей.Replacing damaged turbine blades is a time-consuming and expensive undertaking, since it requires removing them from the rotor, acquiring new blades, installing them on the rotor, etc. [Gonserovsky F.G., Silevich V.M. Feasibility study for a method of repairing erosion-worn steam turbine blades in power plants // Heavy engineering. - 2001. - No. 9. - S.21-22]. In this regard, the development of new methods of hardening treatment of turbine blades, allowing to increase their resource, is an urgent task.

Известен способ упрочняющей обработки при ремонте лопатки турбины [А.С. СССР №1278469 F01D 25/28. Опубл. 23.12.1986]. При ремонте лопатки по этому способу на место изношенного участка кромки приваривается пластина.A known method of hardening during the repair of a turbine blade [A.S. USSR No. 1278469 F01D 25/28. Publ. 12/23/1986]. When repairing a blade according to this method, a plate is welded to the place of the worn edge section.

Известен также способ ремонта лопаток газовых турбин, включающий досварочную термообработку, сварку и размерную обработку дефектных участков и окончательную термообработку с целью придания сплаву комплекса заданных свойств [патент РФ №2143011, МПК C22F 1/10, 1999].There is also a known method of repairing gas turbine blades, including pre-heat treatment, welding and dimensional processing of defective areas and final heat treatment to give the alloy a set of desired properties [RF patent No. 2143011, IPC C22F 1/10, 1999].

Известен также способ ремонта лопаток газовых турбин, включающий наплавку с последующим выполнением полного цикла термообработки [патент РФ №2179915, МПК В23Р 6/00, 2002].There is also a known method of repairing gas turbine blades, including surfacing followed by a complete heat treatment cycle [RF patent No. 2179915, IPC ВРР 6/00, 2002].

Известен также способ ремонта пера лопатки, при котором на пере лопатки выбирают линию ремонтного сечения и отрезают дефектную часть пера лопатки, сборку вставки и пера лопатки осуществляют в замок по линии ремонтного сечения, электронно-лучевую сварку ведут со сквозным проплавлением при постоянной фокусировке и скорости сварки, а затем осуществляют термическую обработку сварного соединения [патент РФ №2240215]. При этом линию ремонтного сечения выбирают в зоне несовпадения максимальных вибрационных нагрузок, входную кромку пера устанавливают на полке вставки, на спинке пера с перекрытием входной кромки пера размещают пластину, причем суммарная толщина пластины и пера лопатки по всему ремонтному сечению равна толщине профиля пера в ремонтном сечении, сварку сквозным проплавлением ведут от торца пера к выходной кромке пера, второй проход осуществляют со смещением электронного луча на вставку, а термическую обработку производят сканирующим электронным лучом.There is also a known method for repairing a blade feather, in which a repair section line is selected on the blade and the defective part of the blade feather is cut off, the insert and blade blade are assembled into the lock along the repair section line, electron beam welding is carried out with through penetration with constant focusing and welding speed and then carry out the heat treatment of the welded joint [RF patent No. 2240215]. In this case, the line of the repair section is selected in the zone of mismatch of the maximum vibrational loads, the input edge of the pen is installed on the insert shelf, the plate is placed on the back of the pen with the overlapping of the input edge of the pen, and the total thickness of the plate and the pen of the blade over the entire repair section is equal to the thickness of the profile of the pen in the repair section , through-penetration welding is carried out from the end of the pen to the outlet edge of the pen, the second pass is carried out with the offset of the electron beam to the insert, and the heat treatment is performed by scanning ele ctron beam.

Наиболее близким к предлагаемому является способ восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов, при котором проводят дефектацию лопатки, на лопатке выбирают линии ремонтного сечения и отрезают дефектные части входной и выходной кромок лопатки, изготавливают вставки, обеспечивающие восстановление исходных размеров и формы лопатки, проводят сборку и сварку вставок и лопатки по линиям ремонтного сечения, термическую и механическую обработки лопатки [патент РФ №2185945, МПК8 В23Р 6/00, опубл. 2002.07.27].Closest to the proposed one is a method for reconstructing a block of nozzle blades of turbomachines from nickel and cobalt alloys, in which the blades are defected, repair lines are selected on the blades and defective parts of the input and output edges of the blades are cut, inserts are made to restore the original size and shape of the blades, carry out the assembly and welding of inserts and blades along the lines of the repair section, thermal and mechanical processing of the blades [RF patent No. 2185945, IPC 8 В23Р 6/00, publ. 2002.07.27].

Основными недостатками известных способов являются значительная трудоемкость ремонта и низкое качество восстановленных блоков сопловых лопаток, в связи со значительным разбросом эксплуатационных свойств восстановленных лопаток, в частности из-за отсутствия подготовки поверхности материала перед сваркой.The main disadvantages of the known methods are the significant complexity of the repair and the low quality of the restored blocks of nozzle blades, due to the significant variation in the operational properties of the restored blades, in particular due to the lack of preparation of the surface of the material before welding.

Задачей изобретения является создание способа восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов, а также создание способа, позволяющего повысить качество восстанавливаемых деталей при снижении его трудоемкости ремонта.The objective of the invention is to provide a method for restoring a block of nozzle blades of turbomachines from nickel and cobalt alloys, as well as creating a method to improve the quality of restored parts while reducing its repair labor.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых или кобальтовых сплавов, при котором проводят дефектацию лопатки, на лопатке выбирают линии ремонтного сечения и отрезают дефектные части входной и выходной кромок лопатки, изготавливают вставки, обеспечивающие восстановление исходных размеров и формы лопатки, проводят сборку и сварку вставок и лопатки по линиям ремонтного сечения, термическую и механическую обработки лопатки, в отличие от прототипа, дефектацию лопаток, проводят по условиям эксплуатации раздельно для входной и выходной кромок, при этом для каждой из них определяют размер, расположение и геометрию дефектной зоны, и в зависимости от размера, расположения и геометрии дефектной зоны разделяют лопатки на группы, в каждой из которых выбирают одинаковую линию ремонтного сечения и для каждой группы изготавливают одинаковые вставки, причем число групп берут от 1 до 20, а вставки изготавливают из материала, близкого по составу и/или свойствам материалу лопатки, размерами и формой соответствующими исходным размерам и форме восстанавливаемой этой вставкой частью лопатки, с учетом припуска на сварку в зоне стыка с лопаткой, причем для группы входных или выходных кромок высоты вставок, измеренные в направлении оси пера лопатки берут равными от 5% до 100% от высоты пера лопатки с шагом 5%, а ширины вставок, измеренные в направлении, перпендикулярном продольной оси пера лопатки, берут равными от 15% до 100% от высоты вставки.The problem is solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines from nickel or cobalt alloys, in which the blades are defected, repair lines are selected on the blade and the defective parts of the input and output edges of the blade are cut, inserts are made to restore the original dimensions and the shape of the blades, carry out the assembly and welding of inserts and blades along the lines of the repair section, thermal and mechanical processing of the blades, in contrast to the prototype, fault detection of the shovels ok, carried out according to operating conditions separately for the input and output edges, while for each of them determine the size, location and geometry of the defective zone, and depending on the size, location and geometry of the defective zone, the blades are divided into groups, in each of which the same the repair section line and the same inserts are made for each group, the number of groups being taken from 1 to 20, and the inserts are made of material similar in composition and / or properties to the material of the blade, the dimensions and shape corresponding to and the initial size and shape of the part of the blade restored by this insert, taking into account the welding allowance in the area of the joint with the blade, and for a group of input or output edges, the heights of the inserts, measured in the direction of the axis of the blade’s feather, are taken from 5% to 100% of the blade’s feather in increments of 5%, and the widths of the inserts, measured in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the feather blade, are taken equal to from 15% to 100% of the height of the insert.

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин рабочие поверхности вставки полируют электролитно-плазменным методом, а также проводят ионно-имплантационную обработку вставок, при этом в качестве ионов для имплантации используют ионы Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti или их комбинации, а ионную имплантацию проводят при энергии ионов 0,2-30 кэВ и дозе имплантации ионов 1010 до 5·1020 ион/см2.The problem is also solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines, the working surfaces of the insert are polished by the electrolyte-plasma method and ion-implant treatment of the inserts is carried out, while ions Nb, Pt, Cr, Y are used for implantation , Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti, or combinations thereof, and ion implantation is carried out at an ion energy of 0.2-30 keV and an ion implantation dose of 10 10 to 5 · 10 20 ion / cm 2 .

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин, на рабочую поверхность вставки шликерным или газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0% до 12, 0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное, или на рабочую поверхность вставки ионно-плазменным методом или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное, причем нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si или их сочетанием, которую проводят до образования микро- или нанослоя, разделяющего жаростойкий слой на микрослои, а количество микрослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1000.The problem is also solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines, a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 μm is applied to the working surface of the insert using slip or gas-thermal or ion-plasma methods or electron beam evaporation and condensation in vacuum, and Either an alloy of the MeCrAlY system, where Me is Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si — from 4.0% to 12.0%, is used as the coating material; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, or a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 μm is applied to the working surface of the insert by ion-plasma method or electron beam evaporation and condensation in vacuum, and either the alloy of the MeCrAlY system, where Me is Ni, Co, is used as the coating material NiCo, NiPtAl, or alloy composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, and the application of the heat-resistant layer is alternated with periodic implantation with ions of Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si or a combination thereof, which is carried out until the formation of a micro- or nanolayer that separates the heat-resistant layer into microlayers, and the number of microlayers in the heat-resistant layer is from 3 to 1000.

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин после приварки вставки на рабочую поверхность пера лопатки шликерным или газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное, или на рабочую поверхность пера лопатки после приварки вставки ионно-плазменным методом или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtSl, либо сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное, причем нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, которую проводят до образования микро- или нанослоя, разделяющего жаростойкий слой на микрослои.The problem is also solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines after welding the insert onto the working surface of the blade’s feather, slip-resistant or gas-thermal or ion-plasma methods or electron beam evaporation and condensation in vacuum apply a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 microns , and as the coating material use either an alloy of the MeCrAlY system, where Me is Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, or on the working surface of the pen blade after welding the insert by ion-plasma method or electron beam evaporation and condensation in vacuum, a heat-resistant coating is applied with a thickness of 10 to 70 μm, and either the alloy of the MeCrAlY system is used as the coating material, where Me - Ni, Co, NiCo, NiPtSl, or alloy composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, and the application of the heat-resistant layer is alternated with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si ions or a combination thereof, which is carried out until the formation of a micro- or nanolayer that separates the heat-resistant layer into microlayers.

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин, после нанесения жаростойкого покрытия на лопатку наносят слой керамического материала толщиной от 20 мкм до 300 мкм, в качестве материала керамического слоя используют ZiO2-Y2O3 в соотношении Y2O3 - 5..9 вес.%, ZrO2 - остальное, а нанесение слоя керамического материала осуществляют газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.The problem is also solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines, after applying a heat-resistant coating, a layer of ceramic material from 20 μm to 300 μm thick is applied to the blade, ZiO 2 -Y 2 O 3 is used as the material of the ceramic layer in the ratio Y 2 O 3 - 5..9 wt.%, ZrO 2 - the rest, and the deposition of a layer of ceramic material is carried out by gas thermal or ion-plasma methods or by electron beam evaporation and condensation in vacuum.

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Ta, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 3,0 мкм, а также перед нанесением керамического слоя дополнительно наносят слой из Та, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм.The problem is also solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines before applying the heat-resistant layer, a layer of Ta, Nb, Pt, Cr or a combination thereof with a thickness of 0.1 μm to 3.0 μm is additionally applied to the surface of the blade also, before applying the ceramic layer, an additional layer of Ta, Nb, Pt, Cr, or a combination thereof, from 0.1 μm to 2.0 μm thick is applied.

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин, сборку вставки и пера лопатки осуществляют в замок по линии ремонтного сечения, а сварку ведут электронно-лучевым методом со сквозным проплавлением при постоянной фокусировке и скорости сварки, а также сварку ведут либо электонно-лучевым, либо лазерным, либо плазменным, либо электродуговым методами или сборку и сварку вставок и лопатки по линиям ремонтного сечения проводят одновременно, а в качестве сварки используют сварку трением в защитной среде.The problem is also solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines, the assembly of the insert and the blade feather is carried out in the lock along the repair section line, and the welding is carried out by the electron beam method with through penetration with constant focusing and welding speed, as well as welding either electron beam or laser, or plasma, or electric arc methods, or the assembly and welding of inserts and blades along repair section lines is carried out simultaneously, and welding is used as welding rhenium in a protective environment.

Поставленная задача решается также за счет того, что в способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин перед сваркой проводят термическую обработку путем нагрева лопатки до температуры 200°С…680°С, термической выдержки в вакууме при этой температуре в течение не менее 0,5 ч с обеспечением процесса дегазации металла лопатки и восстановления его дислокационной структуры и последующего охлаждения лопатки; перед сваркой проводят разделку кромок под сварку, а сварку вставки и пера лопатки ведут колеблющимся электродом; перед сваркой вставки и пера лопатки проводят обработку материала вставки и лопатки в вакууме ионами аргона при температуре 200°С…680°С с последующей выдержкой в вакууме при этой температуре в течение не менее 0,5 ч, при вакууме не хуже 10-3 Па.The problem is also solved due to the fact that in the method of reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines before welding, heat treatment is carried out by heating the blades to a temperature of 200 ° C ... 680 ° C, thermal exposure in vacuum at this temperature for at least 0.5 hours ensuring the process of degassing of the metal of the blade and restoration of its dislocation structure and subsequent cooling of the blade; Before welding, they carry out the cutting of the edges for welding, and the insert and the feather of the blade are welded with an oscillating electrode; before welding the insert and the blade blade, the material of the insert and blade is vacuum treated with argon ions at a temperature of 200 ° C ... 680 ° C, followed by exposure to vacuum at this temperature for at least 0.5 hours, and at a vacuum of no worse than 10 -3 Pa .

В предлагаемом способе восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов на стадии дефектации лопаток, в зависимости от размера, расположения и геометрии дефектной зоны лопатки разделяют по группам ремонта. При этом производят раздельное группирование по дефектам на входной и выходной кромках лопатки. В зависимости от величины дефектной зоны лопатки разделяют от 1 до 20 групп. Количество групп зависит от разброса размеров дефектных зон на восстанавливаемых лопатках. Если размеры зон приблизительно одинаковы, то достаточно 1 или 2 групп. При этом необходимо изготовить соответственно 1 или 2 вида ремонтных вставок под соответственно подготовленные участки на лопатке, образующиеся при удалении дефектных зон. Если разброс величин дефектных зон достаточно велик, то по мере необходимости количество ремонтных групп увеличивают до необходимого числа, максимальным из которых является 20. Для обеспечения равномерности перехода от одной группы ремонта в другую группу шаг между группами берут исходя из следующих принципов. Для группы входных кромок: высоты вставок, измеренные в направлении оси пера лопатки, берут равными от 5% до 100% от высоты пера лопатки с шагом 5%, а ширины вставок, измеренные в направлении, перпендикулярном продольной оси пера лопатки, берут равными от 15% до 100% от высоты вставки. Для группы выходных кромок: высоты вставок, измеренные в направлении оси пера лопатки, берут равными от 5% до 100% от высоты пера лопатки с шагом 5%, а ширины вставок, измеренные в направлении, перпендикулярном продольной оси пера лопатки, составляют от 15% до 100% от высоты вставки. Наличие групп ремонта для входных и выходных кромок лопаток позволяет иметь уже готовые вставки, выполненные, применительно для конкретных лопаток по размерам и форме согласно групповому разделению. При этом отпадает необходимость в индивидуальной подгонке вставки под каждую восстанавливаемую зону лопатки. Кроме того, разделение по группам позволяет заранее, с учетом опыта ремонта аналогичных лопаток подготовить ремонтные вставки или изготавливать их параллельно с вырезкой дефектных зон лопаток. Возможность подготовки вставок с одним размером позволяет более рационально и с меньшими трудозатратами и более качественно выполнить изготовление вставок с качественным проведением защитно-упрочняющей обработки и нанесения покрытий. Например, при групповом разделении можно применить ионно-имплантационную обработку и нанесение покрытий для однотипных деталей (вставок) с использованием устройств, обеспечивающих обработку именно этих вставок. Использование же подобных технологий защитно-упрочняющей обработки для вставок, не имеющих одинаковый размер и форму - не рационально, поскольку связано с необходимостью обеспечения параметров процесса упрочнения и создания индивидуальных приспособлений, не гарантирующих, впрочем, стабильность результатов обработки.In the proposed method for reconstructing the block of nozzle blades of turbomachines from nickel and cobalt alloys at the stage of defect detection, depending on the size, location and geometry of the defective zone, the blades are divided into repair groups. In this case, separate grouping is performed according to defects at the inlet and outlet edges of the blade. Depending on the size of the defective zone, the blades are divided from 1 to 20 groups. The number of groups depends on the size variation of the defective areas on the restored blades. If the sizes of the zones are approximately the same, then 1 or 2 groups are sufficient. In this case, it is necessary to manufacture, respectively, 1 or 2 types of repair inserts for appropriately prepared areas on the blade, which are formed when defective areas are removed. If the spread in the values of the defective areas is large enough, then, as necessary, the number of repair groups is increased to the required number, the maximum of which is 20. To ensure a uniform transition from one repair group to another group, the step between the groups is taken based on the following principles. For a group of input edges: the heights of the inserts, measured in the direction of the blade axis of the blade, are taken from 5% to 100% of the height of the blade feathers in increments of 5%, and the widths of the inserts, measured in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the blade feather, are taken equal to 15 % to 100% of the insertion height. For the group of output edges: the heights of the inserts, measured in the direction of the axis of the feather of the blade, are taken from 5% to 100% of the height of the feather of the blade in increments of 5%, and the widths of the inserts, measured in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the feather of the blade, are from 15% up to 100% of the insertion height. The presence of repair groups for the input and output edges of the blades allows you to have ready-made inserts made for specific blades in size and shape according to group separation. This eliminates the need for individual fitting of the insert for each restored area of the scapula. In addition, the division into groups allows in advance, taking into account the experience of repairing similar blades, to prepare repair inserts or to produce them in parallel with the cutting of defective areas of the blades. The possibility of preparing inserts with one size allows more efficiently and with less labor and higher quality to perform the manufacture of inserts with high-quality protective-hardening treatment and coating. For example, in group separation, ion implant treatment and coating for the same type of parts (inserts) can be used using devices that process these inserts. The use of such technologies of protective hardening processing for inserts that do not have the same size and shape is not rational, since it is associated with the need to provide parameters of the hardening process and create individual devices that do not guarantee, however, the stability of the processing results.

При этом осуществление нагрева лопатки до температуры 200°С…680°С с осуществлением термической выдержки в вакууме при этой температуре в течение не менее 0,5 ч позволяет произвести как дегазацию материала лопатки, так и восстановить его физико-химические и структурные свойства.Moreover, the implementation of heating the blades to a temperature of 200 ° C ... 680 ° C with the implementation of thermal exposure in vacuum at this temperature for at least 0.5 hours allows both the degassing of the material of the blade and the restoration of its physicochemical and structural properties.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

На фигуре 1 представлен блок лопаток с эксплуатационными дефектами на входных и выходных кромках. На фигуре 2 блок с удаленными на лопатках дефектными зонами. На фигуре 3 - восстановленный приваркой вставок блок лопаток. На чертеже обозначено: 1 - нижняя полка блока; 2 - входная кромка лопатки; 3 - верхняя полка блока; 4 - лопатка; 5 - выходная кромка лопатки; 6 - дефектные зоны; 7 - линии ремонтного сечения; 8 - полости, образованные при удалении дефектных зон; 9 - ремонтные вставки.The figure 1 presents a block of blades with operational defects at the inlet and outlet edges. In figure 2, a block with defective areas removed on the blades. In figure 3 - restored by welding inserts block blades. The drawing indicates: 1 - the lower shelf of the block; 2 - the input edge of the blade; 3 - the upper shelf of the block; 4 - scapula; 5 - output edge of the blade; 6 - defective areas; 7 - line repair section; 8 - cavity formed by removal of defective areas; 9 - repair inserts.

Способ осуществляют следующим образом. Проводят дефектацию блока лопаток 4 с дефектами 6, подразделяя их от 1 до 20 групп, в зависимости от величины дефекта, раздельно, по входной и выходной кромке (фиг.1). При этом в соответствии с размерами вставок 9 в каждой ремонтной группе назначают ремонтные сечения 7. Удаляют дефектные зоны 6 (фиг.1), при этом образуются полости 8 (фиг.2), соответствующие по размерам и форме ремонтным вставкам 9 (фиг.3). Поскольку вставки подразделены на группы, то их подготавливают уже параллельно со стадией дефектации блоков (или даже раньше). При этом вставки подвергают электролитно-плазменной полировке, упрочняющей ионно-имплантационной обработки ионами Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti или их комбинацией, при энергии ионов 0,2-30 кэВ и дозе имплантации ионов 1010 до 5·1020 ион/см2, а также нанесению жаростойкого и, при необходимости, теплозащитного покрытия. При этом в процессе защитно-упрочняющей обработки и нанесения покрытия вставки закрепляются в устройстве-держателе, обеспечивающем экранирование зоны приварки вставки к лопатке. После нанесения покрытия блок подвергается термообработке для снятия остаточных напряжений и формирования переходного слоя на границе «покрытие-основа».The method is as follows. A block of blades 4 with defects 6 is faulted, dividing them from 1 to 20 groups, depending on the size of the defect, separately, along the inlet and outlet edges (Fig. 1). Moreover, in accordance with the dimensions of the inserts 9, repair sections are assigned in each repair group 7. Defective zones 6 are removed (FIG. 1), and cavities 8 (FIG. 2) are formed, corresponding in size and shape to the repair inserts 9 (FIG. 3 ) Since the inserts are divided into groups, they are prepared already in parallel with the stage of block detection (or even earlier). In this case, the inserts are subjected to electrolyte-plasma polishing, hardening the ion-implantation treatment with Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti, or a combination thereof, at an ion energy of 0.2 -30 keV and a dose of implantation of ions 10 10 to 5 · 10 20 ion / cm 2 , as well as the application of heat-resistant and, if necessary, heat-protective coating. Moreover, in the process of protective-hardening processing and coating, the inserts are fixed in the holder device, which provides shielding of the zone of welding of the insert to the blade. After coating, the block is subjected to heat treatment to relieve residual stresses and form a transition layer at the coating-base interface.

Жаростойкое покрытие наносится на рабочую поверхность вставки одним из известных методов или их сочетанием: шликерным, газотермическим, ионно-плазменным методами, электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме. Жаростойкое покрытие наносят толщиной от 10 до 70 мкм. В качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное. При этом, как вариант, нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si или их сочетанием которую проводят до образования микро- или нанослоя, разделяющего жаростойкий слой на микрослои, а количество микрослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1000. Кроме того, перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Ta, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 3,0 мкм, а также перед нанесением керамического слоя дополнительно наносят слой из Та, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм. После нанесения жаростойкого покрытия на лопатку наносят слой керамического материала толщиной от 20 мкм до 300 мкм, в качестве материала керамического слоя используют ZrO2-Y2O3 в соотношении Y2O3 - 5..9 вес.%, ZrO2 - остальное, а нанесение слоя керамического материала осуществляют: газотермическим или ионно-плазменным методам, а также электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.A heat-resistant coating is applied to the working surface of the insert using one of the known methods or a combination thereof: slip, gas thermal, ion-plasma methods, electron beam evaporation and condensation in vacuum. Heat-resistant coating is applied with a thickness of 10 to 70 microns. Either an alloy of the MeCrAlY system, where Me is Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si — from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni is the rest. In this case, as an option, the application of a heat-resistant layer is alternated with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si ions, or a combination thereof, which is carried out until the formation of a micro- or nanolayer separating the heat-resistant layer into microlayers, and the number of microlayers in the heat-resistant layer is from 3 to 1000. In addition, before applying the heat-resistant layer, a layer of Ta, Nb, Pt, Cr or a combination of them from 0.1 μm to 3.0 μm thick is additionally applied to the surface of the blade, as well as before by applying a ceramic layer, an additional layer of Ta, Nb, Pt, Cr or their combination is applied anija thickness from 0.1 microns to 2.0 microns. After applying a heat-resistant coating, a layer of ceramic material from 20 μm to 300 μm thick is applied to the blade, ZrO 2 -Y 2 O 3 is used as the material of the ceramic layer in a ratio of Y 2 O 3 - 5..9 wt.%, ZrO 2 - the rest , and the deposition of a layer of ceramic material is carried out: by thermal or ion-plasma methods, as well as electron beam evaporation and condensation in vacuum.

Для оценки заявляемого способа и сравнения его со способом-прототипом были проведены следующие исследования для лопаток из никелевых и кобальтовых сплавов. Первая группа лопаток с эксплуатационными дефектами была восстановлена в дефектных зонах согласно способу-прототипов. Вторая группа лопаток с эксплуатационными дефектами была восстановлена по вариантам заявляемого способа. Вставки для лопаток изготавливались из никелевых и кобальтовых сплавов, а также сплавов никеля с кобальтом, никеля с железом и кобальта с железом, а также сплавов никеля, кобальта и железа (брались сплавы: ЦНК-7, ЦНК-21, FSX-414, ЖС-6, ЖС-6У; ЭИ-893, U-5000). Дефектацию входных и выходных кромок проводили по группам, при этом число групп как в том, так и в другом случае составляло: 1; 4; 12; 20. Для групп входных и выходных кромок высоты вставок, измеренные в направлении оси пера лопатки, брали равными: 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100% от высоты пера лопатки (с шагом 5%); ширины вставок, измеренные в направлении, перпендикулярном продольной оси пера лопатки, брали равными 15%, 25%, 50%, 100% от высоты вставки.To evaluate the proposed method and compare it with the prototype method, the following studies were carried out for blades made of nickel and cobalt alloys. The first group of blades with operational defects was restored in the defective areas according to the prototype method. The second group of blades with operational defects was restored according to the variants of the proposed method. Inserts for blades were made of nickel and cobalt alloys, as well as alloys of nickel with cobalt, nickel with iron and cobalt with iron, as well as alloys of nickel, cobalt and iron (alloys were taken: TsNK-7, TsNK-21, FSX-414, ZhS -6, ZhS-6U; EI-893, U-5000). The defect of the inlet and outlet edges was carried out by groups, while the number of groups in both cases was: 1; four; 12; 20. For groups of inlet and outlet edges, the heights of the inserts, measured in the direction of the axis of the pen blade, were taken to be: 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% , 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100% of the height of the feather blade (in increments of 5%); the widths of the inserts, measured in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the feather blade, were taken equal to 15%, 25%, 50%, 100% of the height of the insert.

Рабочие поверхности вставки полировали электролитно-плазменным методом (параметры процесса обработки ноу-хау). Ионно-имплантационную обработку вставок проводили, используя ионы: Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti и их комбинации, при энергии ионов 0,2 кэВ; 0,6 кэВ; 1,2 кэВ; 5,0 кэВ; 10,0 кэВ; 20,0 кэВ; 30 кэВ; дозе имплантации ионов: 1·1010 ион/см2; 5·1010 ион/см2; 1·1020 ион/см2; 5·1020 ион/см2 (согласно таблице 1).The working surfaces of the insert were polished by the electrolyte-plasma method (know-how processing parameters). Ion implantation processing of the inserts was carried out using ions: Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti and their combinations, at an ion energy of 0.2 keV; 0.6 keV; 1.2 keV; 5.0 keV; 10.0 keV; 20.0 keV; 30 keV; ion implantation dose: 1 · 10 10 ion / cm 2 ; 5 · 10 10 ion / cm 2 ; 1 · 10 20 ion / cm 2 ; 5 · 10 20 ion / cm 2 (according to table 1).

Табл.1Table 1 № Группы образцовSample Group No. Ионы, имплантируем. в основуIons are implanted. basis Ионы, имплантируем. в покрытиеIons are implanted. to cover Внутренний слойThe inner layer Внешний слойOuter layer Дополнительный слой на поверхности лопаткиExtra layer on the surface of the scapula Дополнительный слой на внутреннем слоеAdditional layer on the inner layer 1one 22 33 4four 55 66 77 (Прот)(Prot) -- -- Co - 20%Co - 20% Si - 12%Si - 12% -- -- Cr - 30%Cr - 30% Ni - 10%Ni - 10% Al - 13%Al - 13% B - 1,6%B - 1.6% Y - 0,6%Y - 0.6% Al - ост.Al - ost. Ni - ост.Ni - stop 1one NbNb Y+PtY + Pt Cr - 18%Cr - 18% Si - 4,0%Si - 4.0% Nb, толщ. 0,1 мкмNb, thickness 0.1 μm Nb, толщ. 0,1 мкмNb, thickness 0.1 μm 22 YbYb Y+CrY + Cr Al - 5%Al - 5% Y - 1,0%Y - 1.0% 33 Yb+NbYb + nb Y+CrY + Cr Y - 0,2%Y - 0.2% Al - ост.Al - ost. Pt, толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm 4four PtPt NbNb Ni - ост.Ni - stop 55 YY NbNb Cr - 30%,Cr - 30% Si - 12,0%Si - 12.0% Nb+Pt, толщ. 0,5 мкмNb + Pt, thickness 0.5 μm Nb, толщ. 2,0 мкмNb, thickness 2.0 μm 66 Y+PtY + Pt YbYb Al - 13%,Al - 13% Y - 2,0%Y - 2.0% Y - 0,65%,Y 0.65% Al - ост.Al - ost. 77 Y+CrY + Cr YbYb Ni - ост.Ni - stop Nb, толщ. 2,0 мкмNb, thickness 2.0 μm Cr, толщ. 0,1 мкмCr, thickness 0.1 μm 88 Y+CrY + Cr PtPt 99 Hf+NbHf + nb YY Cr - 22%Cr - 22% Si- 6,0%Si 6.0% Pt,толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm Pt+Cr, толщ. 2,0 мкмPt + Cr, thickness 2.0 μm 1010 La+Nb+YLa + Nb + Y Cr+SiCr + Si Al - 11%,Al - 11% Y - 1,5%Y - 1.5% Y - 0,5%,Y - 0.5% Al - ост.Al - ost. 11eleven Yb+NbYb + nb Yb+NbYb + nb Ni - ост.Ni - stop Cr, толщ. 0,1 мкмCr, thickness 0.1 μm Nb+Cr, толщ. 2,0 мкмNb + Cr, thickness 2.0 μm 1212 Si+CrSi + Cr Hf+NbHf + nb 1313 YY YY Cr - 24%Cr - 24% Si - 8,0%Si - 8.0% Pt+Cr, толщ. 2,0 мкмPt + Cr, thickness 2.0 μm Pt, толщ. 2,0 мкмPt, thickness 2.0 μm 14fourteen PtPt NbNb Al - 8%,Al - 8% Y - 1.0%Y - 1.0% Y - 0,4%Y - 0.4% Al - ост.Al - ost. 15fifteen Cr+SiCr + Si PtPt Ni - ост.Ni - stop Pt, толщ. 2,0 мкмPt, thickness 2.0 μm Nb+Pt, толщ. 0,5 мкмNb + Pt, thickness 0.5 μm 1616 NbNb Cr+SiCr + Si 1717 LaLa HfHf Cr - 26%Cr - 26% Si - 10%Si - 10% Cr,толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm Pt, толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm 18eighteen LaLa LaLa Al - 10%,Al - 10% Y - 2,0%Y - 2.0% Y - 0,3%,Y - 0.3% Al - ост.Al - ost. 1919 Yb+NbYb + nb YbYb Ni - ост.Ni - stop Nb+Cr, толщ. 2,0 мкмNb + Cr, thickness 2.0 μm Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm 20twenty YbYb YbYb 2121 La+Hf,La + Hf, HfHf Cr - 26%Cr - 26% Si - 10%Si - 10% Та, толщ. 3,0 мкмThat, thick. 3.0 μm Pt, толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm 2222 La+Hf,La + Hf, LaLa Al - 10%,Al - 10% Y - 2,0%Y - 2.0% Y - 0,3%,Y - 0.3% Al - ост.Al - ost. 2323 Yb+NbYb + nb YbYb Ni - ост.Ni - stop Nb+Ta, толщ. 2,0 мкмNb + Ta, thickness 2.0 μm Cr, толщ.2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm 2424 Yb+HfYb + hf YbYb 2525 La+NbLa + nb HfHf Cr - 26%Cr - 26% Si - 10%Si - 10% Та, толщ. 3,0 мкмThat, thick. 3.0 μm Pt, толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm 2626 LaLa La+NbLa + nb Al - 10%,Al - 10% Y - 2,0%Y - 2.0% Y - 0,3%,Y - 0.3% Al - ост.Al - ost. 2727 Yb+NbYb + nb Yb+NbYb + nb Ni - ост.Ni - stop Nb+Cr, толщ. 2,0 мкмNb + Cr, thickness 2.0 μm Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm 2828 YbYb YbYb 2929th La+PtLa + pt Hf+PtHf + pt Cr - 26%Cr - 26% Si - 10%Si - 10% Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm Pt, толщ. 0,1 мкмPt, thickness 0.1 μm 30thirty LaLa LaLa Al - 10%,Al - 10% Y - 2,0%Y - 2.0% Y - 0,3%,Y - 0.3% Al - ост.Al - ost. 3131 Yb+NbYb + nb YbYb Ni - ост.Ni - stop Ta+Cr, толщ. 2,0 мкмTa + Cr, thickness 2.0 μm Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm 3232 YbYb Yb+PtYb + pt 3333 LaLa HfHf Cr - 26%Cr - 26% Si - 10%Si - 10% Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm Pt, толщ. 2,0 мкмPt, thickness 2.0 μm 3434 La+PtLa + pt LaLa Al - 10%,Al - 10% Y - 2,0%Y - 2.0% Y - 0,3%,Y - 0.3% Al - ост.Al - ost. 3535 Yb+NbYb + nb YbYb Ni - ост.Ni - stop Nb+Та, толщ. 3,0 мкмNb + Ta, thickness. 3.0 μm Cr, толщ. 2,0 мкмCr, thickness 2.0 μm 3636 Yb+PtYb + pt YbYb

Жаростойкие покрытия составов сплав системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0, 2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное (таблица 1). На рабочую поверхность вставки или лопатки наносили жаростойкое покрытие толщинами: 10 мкм; 20 мкм; 40 мкм; 60 мкм; 70 мкм. Покрытия наносили шликерным, газотермическим, ионно-плазменным методами, электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме. Также нанесение жаростойкого слоя чередовали с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si и их сочетанием, которую проводили до образования микро- или нанослоя, разделяющего жаростойкий слой на микрослои, а количество микрослоев в жаростойком слое составляло от 3 до 1000 (3; 36; 120; 350; 700; 1000), при энергии ионов 0,2 кэВ; 0,6 кэВ; 1,2 кэВ; 5,0 кэВ; 10,0 кэВ; 20,0 кэВ; 30 кэВ; дозе имплантации ионов: 1·1010 ион/см2; 5·1010 ион/см2; 1·1020 ион/см2; 5·1020 ион/см2. Как вариант, перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносили слой из Ta, Nb, Pt, Cr и их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 3,0 мкм (0,1 мкм; 0,5 мкм; 1,2 мкм; 2,1 мкм; 3,0 мкм). Как вариант, перед нанесением керамического слоя дополнительно наносили слой из Та, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм ((0,1 мкм; 0,5 мкм; 1,2 мкм; 2,0 мкм). Как вариант, после нанесения жаростойкого покрытия на лопатку наносили слой керамического материала толщиной от 20 мкм до 300 мкм (20 мкм; 40 мкм; 70 мкм; 120 мкм; 200 мкм; 300 мкм), в качестве материала керамического слоя использовали ZrO2-Y2O3 в соотношении Y2O3 - 5..9 вес.% (5%; 6%; 7%; 8%; 9%), ZrO2 - остальное. Нанесение слоя керамического материала осуществляли: газотермическим или ионно-плазменным методами, а также электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.Heat-resistant coatings of the compositions of the alloy system MeCrAlY, where Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or alloy composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest (table 1). A heat-resistant coating with a thickness of 10 microns was applied to the working surface of the insert or blade; 20 microns; 40 microns; 60 microns; 70 microns. The coatings were applied by slip, gas thermal, ion-plasma methods, electron beam evaporation, and vacuum condensation. Also, the application of a heat-resistant layer was alternated with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si ions and their combination, which was carried out before the formation of a micro- or nanolayer, dividing the heat-resistant layer into microlayers, and the number of microlayers in heat-resistant the layer ranged from 3 to 1000 (3; 36; 120; 350; 700; 1000), with an ion energy of 0.2 keV; 0.6 keV; 1.2 keV; 5.0 keV; 10.0 keV; 20.0 keV; 30 keV; ion implantation dose: 1 · 10 10 ion / cm 2 ; 5 · 10 10 ion / cm 2 ; 1 · 10 20 ion / cm 2 ; 5 · 10 20 ion / cm 2 . Alternatively, before applying the heat-resistant layer, a layer of Ta, Nb, Pt, Cr and their combinations were additionally applied to the surface of the blade from 0.1 μm to 3.0 μm (0.1 μm; 0.5 μm; 1.2 μm ; 2.1 μm; 3.0 μm). Alternatively, before applying the ceramic layer, an additional layer of Ta, Nb, Pt, Cr or a combination thereof was applied, with a thickness of 0.1 μm to 2.0 μm ((0.1 μm; 0.5 μm; 1.2 μm; 2 , 0 μm). Alternatively, after applying a heat-resistant coating, a layer of ceramic material with a thickness of 20 μm to 300 μm (20 μm; 40 μm; 70 μm; 120 μm; 200 μm; 300 μm) was applied to the blade as a material of the ceramic layer used ZrO 2 -Y 2 O 3 in a ratio of Y 2 O 3 - 5..9 wt.% (5%; 6%; 7%; 8%; 9%), ZrO 2 - the rest. A layer of ceramic material was applied: gas thermal or ion-plasma method mi, as well as electron beam evaporation and condensation in vacuum.

Изотермическая жаростойкость покрытий оценивалась на образцах диаметром d=10 мм и длиной 1=30 мм. Образцы покрытиями помещались в тигли и выдерживались на воздухе при температуре Т=1200°С. Жаростойкость покрытий оценивалась по характерному времени (τ) до появления первых очагов газовой коррозии или других дефектов, которые определялись путем визуального осмотра через каждые 50 часов испытаний при температуре 1200°С. Взвешивание образцов вместе с окалиной производилось через 500 и 1000 ч испытаний, при этом определялась величина удельного прироста массы образца на единицу его поверхности по сравнению с исходным весом ΔP, г/м2. Полученные результаты представлены в таблице 2.The isothermal heat resistance of the coatings was evaluated on samples with a diameter of d = 10 mm and a length of 1 = 30 mm. Coated samples were placed in crucibles and kept in air at a temperature of T = 1200 ° C. The heat resistance of the coatings was evaluated by the characteristic time (τ) until the first foci of gas corrosion or other defects appeared, which were determined by visual inspection after every 50 hours of testing at a temperature of 1200 ° C. The samples were weighed together with the scale after 500 and 1000 hours of testing, and the specific weight gain of the sample per unit surface was determined in comparison with the initial weight ΔP, g / m 2 . The results are presented in table 2.

Проведенные результаты экспериментальной оценки трудоемкости процесса ремонта блока лопаток, показали, что при использовании предложенного способа восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов, по сравнению с прототипом трудоемкость, в среднем снижается на 16%-36% в зависимости от объема продукции.The results of an experimental assessment of the complexity of the process of repairing a block of blades showed that when using the proposed method for restoring a block of nozzle blades of turbomachines from nickel and cobalt alloys, the laboriousness, on average, decreases by 16% -36% depending on the volume of production.

Табл.2Table 2 № группы образцовSample Group No. Циклическая жаростойкость, цикл.Cyclical heat resistance, cycle. Изотермическая жаростойкость,Isothermal heat resistance, τ, чτ, h ΔP, г/м2 ΔP, g / m 2 500 ч500 h 1000 ч1000 h 1one 22 33 4four 55 Прототип (№0)Prototype (No. 0) 500-550500-550 300-320300-320 8,3-8,78.3-8.7 13,6-14,213.6-14.2 Предлагаемый способ (№№1-36)The proposed method (No. 1-36) 750-850750-850 600-800600-800 4,4-6,14.4-6.1 7,8-10,17.8-10.1

Перед сваркой была проведена термическая обработка путем нагрева лопатки до температур: 200°С; 400°С; 550°С; 680°С, термической выдержки в вакууме при этой температуре в течение 0,5 ч; 0,8 ч; 1,5 ч, при этом был обеспечен процесс дегазации металла лопатки и восстановлена его дислокационная структура.Before welding, heat treatment was carried out by heating the blades to temperatures: 200 ° C; 400 ° C; 550 ° C; 680 ° C, thermal exposure in vacuum at this temperature for 0.5 h; 0.8 h; 1.5 hours, while the process of degassing of the metal of the blade was ensured and its dislocation structure was restored.

Перед сваркой колеблющимся электродом проводилась разделка кромок под сварку. Составы сварочной проволоки и параметры ее колебания в процессе сварки являются ноу-хау.Before welding with an oscillating electrode, the edges were cut for welding. The composition of the welding wire and its oscillation parameters during the welding process are know-how.

Перед сваркой вставки и пера лопатки проводилась обработка материала вставки и лопатки в вакууме ионами аргона при температурах: 200°С; 400°С; 550°С; 680°С, термической выдержки в вакууме при этой температуре в течение 0,5 ч; 0,8 ч; 1,5 ч, в вакууме не хуже 10-3 Па.Before welding the insert and the blade feather, the material of the insert and blade was vacuum treated with argon ions at temperatures: 200 ° C; 400 ° C; 550 ° C; 680 ° C, thermal exposure in vacuum at this temperature for 0.5 h; 0.8 h; 1.5 hours, in a vacuum no worse than 10 -3 Pa.

Использование следующих приемов восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых и кобальтовых сплавов: проведение дефектации лопатки; выбор на лопатке линии ремонтного сечения; отрезание дефектных частей входной и выходной кромок лопатки; изготовление вставки, обеспечивающей восстановление исходных размеров и формы лопатки; проведение сборки и сварки вставок и лопатки по линиям ремонтного сечения; термическая и механическая обработки лопатки; проведение дефектации лопаток, раздельно для входной и выходной кромок; проведение дефектации для входной или выходной кромки: определение размера, расположения и геометрии дефектной зоны, разделение в зависимости от размера, расположения и геометрии дефектной зоны лопатки на группы, выбор в каждой группе одинаковой линии ремонтного сечения и изготовление для каждой группы одинаковых вставок, при числе групп от 1 до 20; изготовление вставки из материала, близкого по составу и/или свойствам материалу лопатки, размерами и формой соответствующими исходным размерам и форме восстанавливаемой этой вставкой частью лопатки, с учетом припуска на сварку в зоне стыка с лопаткой; использование для группы входных или выходных кромок высот вставок, измеренных в направлении оси пера лопатки от 5% до 100% от высоты пера лопатки с шагом 5%, а ширин вставок, измеренных в направлении, перпендикулярном продольной оси пера лопатки от 15% до 100% от высоты вставки; полирование рабочих поверхностей вставки электролитно-плазменным методом; проведение ионно-имплантационной обработки вставок; использование в качестве ионов для имплантации ионы Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti или их комбинации; проведение ионной имплантации при энергии ионов 0,2-30 кэВ и дозе имплантации ионов 1010 до 5·1010 ион/см2; нанесение жаростойкого покрытия толщиной от 10 до 70 мкм на рабочую поверхность вставки шликерным или газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме; использование в качестве материала покрытия либо сплава системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплава состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное; или нанесение жаростойкого покрытия толщиной от 10 до 70 мкм на рабочую поверхность вставки ионно-плазменным методом или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, используя в качестве материала покрытия либо сплава системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплава состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплава состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0, 2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное, при чередовании нанесения жаростойкого слоя с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si или их сочетанием, которую проводят до образования микро- или нанослоя, разделяющего жаростойкий слой на микрослои, при количестве микрослоев в жаростойком слое от 3 до 1000; нанесение после приварки вставки жаростойкого покрытия толщиной от 10 до 70 мкм на рабочую поверхность пера лопатки шликерным или газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, при использовании в качестве материала покрытия либо сплава системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплава состава: Si - от 4,0% до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплава состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное; нанесение после приварки вставки жаростойкого покрытия толщиной от 10 до 70 мкм на рабочую поверхность пера лопатки ионно-плазменным методом или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме, при использовании в качестве материала покрытия либо сплава системы MeCrAlY, где Me - Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплава состава: Si - от 4,0% до 12, 0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплава состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18% до 34%; Al - от 3% до 16%; Y - от 0,2% до 0,7%; Co - от 16% до 30%; Ni - остальное, при чередовании нанесения жаростойкого слоя с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием, которую проводят до образования микро- или нанослоя, разделяющего жаростойкий слой на микрослои; после нанесения жаростойкого покрытия на лопатку нанесение слоя керамического материала толщиной от 20 мкм до 300 мкм, при использовании в качестве материала керамического слоя ZrO2-Y2O3 в соотношении Y2O3 - 5..9 вес.%, ZrO2 - остальное, при осуществлении нанесения слоя керамического материала газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме; перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки нанесение слоя из Ta, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 3,0 мкм, а перед нанесением керамического слоя - нанесение слоя из Ta, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 мкм до 2,0 мкм; осуществление сборки вставки и пера лопатки в замок по линии ремонтного сечения; ведение сварки электронно-лучевым методом со сквозным проплавлением при постоянной фокусировке и скорости сварки; ведение сварки либо электонно-лучевым, либо лазерным, либо плазменным, либо электродуговым методами; одновременное проведение сборки и сварки вставки и лопатки по линии ремонтного сечения; использование в качестве сварки сварку трением в защитной среде; проведение перед сваркой термической обработки путем нагрева лопатки до температуры 200°С…680°С, с термической выдержкой в вакууме при этой температуре в течение не менее 0,5 ч с обеспечением процесса дегазации металла лопатки и восстановления его дислокационной структуры и последующего охлаждения лопатки; проведение перед сваркой разделки кромок под сварку; проведение сварки вставки и пера лопатки колеблющимся электродом; проведение перед сваркой вставки и пера лопатки обработки материала вставки и лопатки в вакууме ионами аргона при температуре 200°С…680°С с последующей выдержкой в вакууме при этой температуре в течение не менее 0,5 ч, при вакууме не хуже 10-3 Па, позволяет достичь решения поставленной в изобретении задачи - создания способа, позволяющего повысить качество восстанавливаемых деталей при снижении его трудоемкости ремонта.The use of the following techniques for reconstructing a block of nozzle blades of turbomachines from nickel and cobalt alloys: defective blades; selection of a repair section line on the blade; cutting off defective parts of the inlet and outlet edges of the blade; the manufacture of an insert that provides restoration of the original dimensions and shape of the blade; assembly and welding of inserts and blades along repair section lines; thermal and mechanical processing of the blade; defective blades, separately for the input and output edges; fault detection for the input or output edge: determining the size, location and geometry of the defective zone, dividing depending on the size, location and geometry of the defective zone of the blade into groups, choosing the same repair section line in each group and making the same inserts for each group, with the number groups from 1 to 20; the manufacture of the insert from a material similar in composition and / or properties to the material of the blade, the size and shape corresponding to the original size and shape of the part of the blade restored by this insert, taking into account the allowance for welding in the area of the junction with the blade; the use for a group of input or output edges of the heights of the inserts, measured in the direction of the axis of the pen blade from 5% to 100% of the height of the feather of the blade in increments of 5%, and the widths of the inserts, measured in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the pen blade from 15% to 100% from the height of the insert; polishing the working surfaces of the insert with an electrolytic-plasma method; carrying out ion-implantation processing of inserts; the use of Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti, or a combination of ions as implantation ions; conducting ion implantation at an ion energy of 0.2-30 keV and an ion implantation dose of 10 10 to 5 · 10 10 ion / cm 2 ; applying a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 μm on the working surface of the insert by slip or gas-thermal or ion-plasma methods or electron beam evaporation and condensation in vacuum; use as a coating material either an alloy of the MeCrAlY system, where Me is Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni is the rest; or applying a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 μm on the working surface of the insert by the ion-plasma method or electron beam evaporation and condensation in vacuum, using either the MeCrAlY system, where Me is Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or alloy composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, when alternating the application of a heat-resistant layer with periodic implantation with ions of Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si or a combination thereof, which is carried out until the formation of a micro- or nanolayer that separates the heat-resistant layer into microlayers, the number of microlayers in the heat-resistant layer from 3 to 1000; applying after welding the insert a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 μm on the working surface of the blade feather with slip or gas-thermal or ion-plasma methods or electron beam evaporation and condensation in vacuum, when using the coating material or alloy of the MeCrAlY system, where Me - Ni , Co, NiCo, NiPtAl, or alloy composition: Si - from 4.0% to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni is the rest; application after welding of the insert of a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 μm on the working surface of the blade pen using the ion-plasma method or electron beam evaporation and condensation in vacuum, using the MeCrAlY system, where Me is Ni, Co, NiCo, as a coating material , NiPtAl, or alloy composition: Si - from 4.0% to 12, 0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18% to 34%; Al - from 3% to 16%; Y - from 0.2% to 0.7%; Co - from 16% to 30%; Ni - the rest, when alternating the application of a heat-resistant layer with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si ions or a combination thereof, which is carried out before the formation of a micro- or nanolayer that separates the heat-resistant layer into microlayers; after applying a heat-resistant coating to the blade, applying a layer of ceramic material with a thickness of 20 μm to 300 μm, using ZrO 2 -Y 2 O 3 as a ceramic layer material in a ratio of Y 2 O 3 - 5..9 wt.%, ZrO 2 - the rest, when applying a layer of ceramic material by gas thermal or ion-plasma methods or by electron beam evaporation and condensation in vacuum; before applying the heat-resistant layer to the surface of the blade, applying a layer of Ta, Nb, Pt, Cr, or a combination thereof, from 0.1 μm to 3.0 μm thick, and before applying the ceramic layer, applying a layer of Ta, Nb, Pt, Cr or their combinations from 0.1 microns to 2.0 microns thick; assembly of the insert and feather of the blade into the lock along the line of the repair section; electron beam welding with through penetration with constant focusing and welding speed; welding either by electron beam, or laser, or plasma, or electric arc methods; simultaneous assembly and welding of the insert and the blade along the repair section line; use as friction welding in a protective environment; carrying out heat treatment before welding by heating the blade to a temperature of 200 ° C ... 680 ° C, with thermal exposure in vacuum at this temperature for at least 0.5 hours, ensuring the degassing of the metal of the blade and restoration of its dislocation structure and subsequent cooling of the blade; pre-welding cutting of edges for welding; welding of the insert and the blade pen with an oscillating electrode; pre-welding of the insert and the blade of the blade to process the material of the insert and the blade in vacuum with argon ions at a temperature of 200 ° C ... 680 ° C, followed by exposure to vacuum at this temperature for at least 0.5 hours, in vacuum no worse than 10 -3 Pa , allows to achieve the solution of the problem set in the invention - to create a method that allows to improve the quality of the restored parts while reducing its complexity of repair.

Claims (25)

1. Способ восстановления блока сопловых лопаток турбомашин из никелевых или кобальтовых сплавов, при котором проводят дефектацию лопатки, на лопатке выбирают линии ремонтного сечения и отрезают дефектные части входной и выходной кромок лопатки, изготавливают вставки, обеспечивающие восстановление исходных размеров и формы лопатки, проводят сборку и сварку вставок и лопатки по линиям ремонтного сечения, термическую и механическую обработки лопатки, отличающийся тем, что дефектацию лопаток проводят по условиям эксплуатации раздельно для входной и выходной кромок, при этом для каждой из них определяют размер, расположение и геометрию дефектной зоны, в зависимости от размера, расположения и геометрии дефектной зоны разделяют лопатки на группы, в каждой из которых выбирают одинаковую линию ремонтного сечения и для каждой группы изготавливают одинаковые вставки, причем число групп берут от 1 до 20, а вставки изготавливают из материала, близкого по составу и/или свойствам материалу лопатки, размерами и формой соответствующими исходным размерам и форме восстанавливаемой этой вставкой части лопатки с учетом припуска на сварку в зоне стыка с лопаткой, причем для группы входных или выходных кромок высоты вставок, измеренные в направлении оси пера лопатки, берут равными от 5 до 100% от высоты пера лопатки с шагом 5%, а ширины вставок, измеренные в направлении, перпендикулярном продольной оси пера лопатки, берут равными от 15 до 100% от высоты вставки.1. A method for reconstructing a block of nozzle blades of turbomachines made of nickel or cobalt alloys, in which the blades are defected, repair lines are selected on the blades and defective parts of the inlet and outlet edges of the blades are cut, inserts are made to restore the original size and shape of the blades, assembly is carried out, and welding of inserts and blades along the lines of the repair section, thermal and mechanical processing of the blades, characterized in that the blades are faulted according to operating conditions separately for I input and output edges, while for each of them determine the size, location and geometry of the defective zone, depending on the size, location and geometry of the defective zone, the blades are divided into groups, in each of which the same repair section line is chosen and for each group they make identical inserts, and the number of groups is from 1 to 20, and the inserts are made of material similar in composition and / or properties to the material of the blade, the size and shape corresponding to the original size and shape restored this by inserting a part of the blade, taking into account the welding allowance in the area of contact with the blade, moreover, for a group of input or output edges, the heights of the inserts, measured in the direction of the axis of the pen blade, are taken from 5 to 100% of the height of the pen blade in increments of 5%, and the width of the inserts measured in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the feather of the scapula, take equal to from 15 to 100% of the height of the insert. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочие поверхности вставки полируют электролитно-плазменным методом.2. The method according to claim 1, characterized in that the working surfaces of the insert are polished by the electrolyte-plasma method. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что проводят ионно-имплантационную обработку вставок.3. The method according to claim 2, characterized in that the ion-implantation processing of the inserts is carried out. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве ионов для имплантации используют ионы Nb, Pt, Cr, Y, Yb, С, В, Zr, N, La, Hf, Si, Ti или их комбинации.4. The method according to claim 3, characterized in that the ions for implantation use ions of Nb, Pt, Cr, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Hf, Si, Ti, or a combination thereof. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что ионную имплантацию проводят при энергии ионов 0,2-30 кэВ и дозе имплантации ионов от 1010 до 5·1020 ион/см2.5. The method according to claim 4, characterized in that the ion implantation is carried out at an ion energy of 0.2-30 keV and an ion implantation dose of 10 10 to 5 · 10 20 ion / cm 2 . 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что на рабочую поверхность вставки шликерным или газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 microns is applied to the working surface of the insert by slip or gas-thermal or ion-plasma methods or electron beam evaporation and condensation in vacuum, and as The coating material is used either an alloy of the MeCrAlY system, where Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si - from 4.0 to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Co - from 16 to 30%; Ni is the rest. 7. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что на рабочую поверхность вставки ионно-плазменным методами или электроннолучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное, причем нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si или их сочетанием которую проводят до образования микро- или нанослоя разделяющего жаростойкий слой на микрослои, а количество микрослоев в жаростойком слое составляет от 3 до 1000.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 μm is applied to the working surface of the insert by ion-plasma methods or by electron beam evaporation and condensation in vacuum, and either the system alloy is used as the coating material MeCrAlY, where Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si - from 4.0 to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Co - from 16 to 30%; Ni - the rest, and the application of a heat-resistant layer is alternated with periodic implantation with ions of Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, N, Si or a combination thereof which is carried out until a micro- or nanolayer separates the heat-resistant layer into microlayers, and the number of microlayers in the heat-resistant layer is from 3 to 1000. 8. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что после приварки вставки на рабочую поверхность пера лопатки шликерным или газотермическим или ионно-плазменным методами или электроннолучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное.8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after welding the insert onto the working surface of the blade pen with slip or gas-thermal or ion-plasma methods or electron beam evaporation and condensation in vacuum, a heat-resistant coating is applied with a thickness of 10 to 70 microns, and as the coating material, either an alloy of the MeCrAlY system is used, where Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si - from 4.0 to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Co - from 16 to 30%; Ni is the rest. 9. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что после приварки вставки на рабочую поверхность пера лопатки ионно-плазменным методом или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме наносят жаростойкое покрытие толщиной от 10 до 70 мкм, а в качестве материала покрытия используют либо сплав системы MeCrAlY, где Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, либо сплав состава: Si - от 4,0 до 12,0%; Y - от 1,0 до 2,0%; Al - остальное, либо сплав состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Ni - остальное или состава: Cr - от 18 до 34%; Al - от 3 до 16%; Y - от 0,2 до 0,7%; Со - от 16 до 30%; Ni - остальное, причем нанесение жаростойкого слоя чередуют с периодической имплантацией ионами Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si или их сочетанием которую проводят до образования микро- или нанослоя разделяющего жаростойкий слой на микрослои.9. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after welding the insert onto the working surface of the blade pen, the ion-plasma method or electron beam evaporation and condensation in vacuum apply a heat-resistant coating with a thickness of 10 to 70 microns, and as The coating material is used either an alloy of the MeCrAlY system, where Me-Ni, Co, NiCo, NiPtAl, or an alloy of the composition: Si - from 4.0 to 12.0%; Y - from 1.0 to 2.0%; Al - the rest, or alloy composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Ni - the rest or composition: Cr - from 18 to 34%; Al - from 3 to 16%; Y - from 0.2 to 0.7%; Co - from 16 to 30%; Ni is the rest, and the application of a heat-resistant layer is alternated with periodic implantation with Nb, Pt, Yb, Y, La, Hf, Cr, Si ions, or a combination thereof, which is carried out until a micro- or nanolayer separates the heat-resistant layer into microlayers. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что после нанесения жаростойкого покрытия наносят слой керамического материала толщиной от 20 до 300 мкм, в качестве материала керамического слоя используют ZrO2-Y2O3 в соотношении Y2O3 - 5…9 вес.%, ZrO2 - остальное, а нанесение слоя керамического материала осуществляют газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.10. The method according to claim 8, characterized in that after applying the heat-resistant coating, a layer of ceramic material is applied with a thickness of 20 to 300 μm, ZrO 2 -Y 2 O 3 in the ratio of Y 2 O 3 - 5 ... 9 is used as the material of the ceramic layer wt.%, ZrO 2 - the rest, and the deposition of a layer of ceramic material is carried out by thermal or ion-plasma methods or electron beam evaporation and condensation in vacuum. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что после нанесения жаростойкого покрытия наносят слой керамического материала толщиной от 20 мкм до 300 мкм, в качестве материала керамического слоя используют ZrO2-Y2O3 в соотношении Y2O3 - 5…9 вес.%, ZrO2 - остальное, а нанесение слоя керамического материала осуществляют газотермическим или ионно-плазменным методами или электронно-лучевым испарением и конденсацией в вакууме.11. The method according to claim 9, characterized in that after applying the heat-resistant coating, a layer of ceramic material is applied with a thickness of 20 microns to 300 microns, ZrO 2 -Y 2 O 3 in the ratio of Y 2 O 3 - 5 is used as the material of the ceramic layer ... 9 wt.%, ZrO 2 - the rest, and the deposition of a layer of ceramic material is carried out by gas thermal or ion-plasma methods or by electron beam evaporation and condensation in vacuum. 12. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Та, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 3,0 мкм,12. The method according to claim 8, characterized in that before applying the heat-resistant layer on the surface of the blade additionally apply a layer of Ta, Nb, Pt, Cr or a combination thereof with a thickness of from 0.1 to 3.0 μm, 13. Способ по п.9, отличающийся тем, что перед нанесением жаростойкого слоя на поверхность лопатки дополнительно наносят слой из Та, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 3,0 мкм.13. The method according to claim 9, characterized in that before applying the heat-resistant layer on the surface of the blade additionally apply a layer of Ta, Nb, Pt, Cr or a combination thereof with a thickness of from 0.1 to 3.0 microns. 14. Способ по любому из пп.10 и 11, отличающийся тем, что перед нанесением керамического слоя дополнительно наносят слой из Та, Nb, Pt, Cr или их сочетания толщиной от 0,1 до 2,0 мкм.14. The method according to any one of paragraphs.10 and 11, characterized in that before applying the ceramic layer, an additional layer of Ta, Nb, Pt, Cr, or a combination thereof, from 0.1 to 2.0 μm thick is applied. 15. Способ по любому из пп.1-5, 10-13, отличающийся тем, что сборку вставки и пера лопатки осуществляют в замок по линии ремонтного сечения, а сварку ведут электронно-лучевым методом со сквозным проплавлением при постоянной фокусировке и скорости сварки.15. The method according to any one of claims 1 to 5, 10 to 13, characterized in that the insert and the blade pen are assembled into the lock along the repair section line, and the welding is carried out by the electron beam method with through penetration with constant focusing and welding speed. 16. Способ по любому из пп.1-5, 10-13, отличающийся тем, что сварку ведут либо электронно-лучевым, либо лазерным, либо плазменным, либо электродуговым методами.16. The method according to any one of claims 1 to 5, 10 to 13, characterized in that the welding is carried out either by electron beam, or laser, or plasma, or electric arc methods. 17. Способ по любому из пп.1-5, 10-13, отличающийся тем, что сборку и сварку вставок и лопатки по линиям ремонтного сечения проводят одновременно, а в качестве сварки используют сварку трением в защитной среде.17. The method according to any one of claims 1 to 5, 10-13, characterized in that the assembly and welding of the inserts and blades along the lines of the repair section is carried out simultaneously, and friction welding in a protective medium is used as welding. 18. Способ по п.6, отличающийся тем, что сборку вставки и пера лопатки осуществляют в замок по линии ремонтного сечения, а сварку ведут электронно-лучевым методом со сквозным проплавлением при постоянной фокусировке и скорости сварки.18. The method according to claim 6, characterized in that the insert and the feather of the blade are assembled into the lock along the repair section line, and the welding is carried out by the electron beam method with through penetration with constant focusing and welding speed. 19. Способ по п.6, отличающийся тем, что сварку ведут либо электроннолучевым, либо лазерным, либо плазменным, либо электродуговым методами.19. The method according to claim 6, characterized in that the welding is either electron beam, or laser, or plasma, or electric arc methods. 20. Способ по п.6, отличающийся тем, что сборку и сварку вставок и лопатки по линиям ремонтного сечения проводят одновременно, а в качестве сварки используют сварку трением в защитной среде.20. The method according to claim 6, characterized in that the assembly and welding of the inserts and blades along the lines of the repair section is carried out simultaneously, and friction welding in a protective medium is used as welding. 21. Способ по п.7, отличающийся тем, что сборку вставки и пера лопатки осуществляют в замок по линии ремонтного сечения, а сварку ведут электронно-лучевым методом со сквозным проплавлением при постоянной фокусировке и скорости сварки.21. The method according to claim 7, characterized in that the insert and the blade feather are assembled into the lock along the repair section line, and the welding is carried out by the electron beam method with through penetration with constant focusing and welding speed. 22. Способ по п.7, отличающийся тем, что сварку ведут либо электроннолучевым, либо лазерным, либо плазменным, либо электродуговым методами.22. The method according to claim 7, characterized in that the welding is either electron beam, or laser, or plasma, or electric arc methods. 23. Способ по любому из пп.1-5, 10-13, отличающийся тем, что перед сваркой проводят термическую обработку путем нагрева лопатки до температуры 200…680°С, термической выдержки в вакууме при этой температуре в течение не менее 0,5 ч с обеспечением процесса дегазации металла лопатки и восстановления его дислокационной структуры и последующего охлаждения лопатки.23. The method according to any one of claims 1 to 5, 10-13, characterized in that before welding, heat treatment is carried out by heating the blade to a temperature of 200 ... 680 ° C, thermal exposure in vacuum at this temperature for at least 0.5 h with the provision of the process of degassing of the metal of the blade and restoration of its dislocation structure and subsequent cooling of the blade. 24. Способ по п.7, отличающийся тем, что перед сваркой проводят разделку кромок под сварку, а сварку вставки и пера лопатки ведут колеблющимся электродом.24. The method according to claim 7, characterized in that before welding, they carry out the cutting of the edges for welding, and the welding of the insert and the feather of the blade is carried out by an oscillating electrode. 25. Способ по любому из пп.1-5, 10-13, отличающийся тем, что перед сваркой вставки и пера лопатки проводят обработку материала вставки и лопатки в вакууме ионами аргона при температуре 200…680°С с последующей выдержкой в вакууме при этой температуре в течение не менее 0,5 ч, при вакууме не хуже 10-3 Па. 25. The method according to any one of claims 1 to 5, 10-13, characterized in that before welding the insert and the blade pen, the material of the insert and blade is vacuum treated with argon ions at a temperature of 200 ... 680 ° C, followed by exposure to vacuum at this temperature for at least 0.5 h, under vacuum no worse than 10 -3 Pa.
RU2009144440/02A 2009-11-30 2009-11-30 Method of reconditioning turbo machine nozzle vanes assembly made from nickel and cobalt alloys RU2426632C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144440/02A RU2426632C1 (en) 2009-11-30 2009-11-30 Method of reconditioning turbo machine nozzle vanes assembly made from nickel and cobalt alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144440/02A RU2426632C1 (en) 2009-11-30 2009-11-30 Method of reconditioning turbo machine nozzle vanes assembly made from nickel and cobalt alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009144440A RU2009144440A (en) 2011-06-10
RU2426632C1 true RU2426632C1 (en) 2011-08-20

Family

ID=44736300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009144440/02A RU2426632C1 (en) 2009-11-30 2009-11-30 Method of reconditioning turbo machine nozzle vanes assembly made from nickel and cobalt alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2426632C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496987C1 (en) * 2012-07-16 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Vaned disc
RU2524037C1 (en) * 2012-12-20 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Argon-arc processing of welds produced by linear friction welding
RU2550055C2 (en) * 2013-04-30 2015-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис" Reconditioning of gas turbine plant including nozzle blades from nickel or cobalt alloys composed of multibank structure
RU2795514C1 (en) * 2022-03-11 2023-05-04 Научно-производственная ассоциация "Технопарк Авиационных Технологий" Method for linear friction welding of two parts of the unicycle blade during repair

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2111889A (en) * 1981-11-20 1983-07-13 Mtu Muenchen Gmbh A method of increasing the reliability of creep loaded components in particular turbine blades
EP0276404B1 (en) * 1986-12-12 1992-06-03 BBC Brown Boveri AG Process for lengthening a turbo machine blade
RU2094200C1 (en) * 1996-07-10 1997-10-27 Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" Method for repair of gas turbine engine blades
RU2185945C1 (en) * 2001-03-12 2002-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Method for restoring turbomachine blades
JP2006188760A (en) * 2004-12-17 2006-07-20 General Electric Co <Ge> Method of repairing nickel-base superalloy, preform for repairing and component repaired thereby
RU2279960C1 (en) * 2005-04-05 2006-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Method of repairing of gas-turbine engine wheels

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2111889A (en) * 1981-11-20 1983-07-13 Mtu Muenchen Gmbh A method of increasing the reliability of creep loaded components in particular turbine blades
EP0276404B1 (en) * 1986-12-12 1992-06-03 BBC Brown Boveri AG Process for lengthening a turbo machine blade
RU2094200C1 (en) * 1996-07-10 1997-10-27 Тушинское машиностроительное конструкторское бюро "Союз" Method for repair of gas turbine engine blades
RU2185945C1 (en) * 2001-03-12 2002-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Method for restoring turbomachine blades
JP2006188760A (en) * 2004-12-17 2006-07-20 General Electric Co <Ge> Method of repairing nickel-base superalloy, preform for repairing and component repaired thereby
RU2279960C1 (en) * 2005-04-05 2006-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Method of repairing of gas-turbine engine wheels

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496987C1 (en) * 2012-07-16 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Vaned disc
RU2524037C1 (en) * 2012-12-20 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Argon-arc processing of welds produced by linear friction welding
RU2550055C2 (en) * 2013-04-30 2015-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Производственное предприятие Турбинаспецсервис" Reconditioning of gas turbine plant including nozzle blades from nickel or cobalt alloys composed of multibank structure
RU2795514C1 (en) * 2022-03-11 2023-05-04 Научно-производственная ассоциация "Технопарк Авиационных Технологий" Method for linear friction welding of two parts of the unicycle blade during repair

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009144440A (en) 2011-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090026182A1 (en) In-situ brazing methods for repairing gas turbine engine components
KR101836400B1 (en) Repair of superalloy component
RU2015147032A (en) METHOD FOR REPAIR AND MANUFACTURE OF COMPONENTS OF A GAS TURBINE ENGINE AND COMPONENTS OF A GAS TURBINE ENGINE, REPAIRED OR MANUFACTURED WITH ITS USE
EP1013788A1 (en) Repair of high pressure turbine shrouds
US11203064B2 (en) Section replacement of a turbine airfoil with a metallic braze presintered preform
TW201235551A (en) Method for repairing or reconditioning a badly damaged component, in particular from the hot gas region of a gas turbine
JP2017020501A (en) System and method for turbine blade repair
CN108977698B (en) Method of repairing a component using an additive manufacturing replacement test piece and alloy for additive manufacturing
RU2426632C1 (en) Method of reconditioning turbo machine nozzle vanes assembly made from nickel and cobalt alloys
JP6371168B2 (en) Modification process and article
EP2903764A1 (en) Method for repairing a component for use in a turbine engine
CN110712002A (en) Method for restoring blade or guide vane platform
US20120084980A1 (en) Extending Useful Life of a Cobalt-Based Gas Turbine Component
US20050139581A1 (en) High-strength superalloy joining method for repairing turbine blades
JP2015001163A (en) Method of repairing component pertaining to used jet engine
US20220143759A1 (en) Precipitation-strengthened cast product welding repair method
JP2004012390A (en) Quality evaluation method of heat barrier coating material of high-temperature component
EP2113633A2 (en) Method to weld repair blade outer air seals
RU2445199C2 (en) Method of hardening turbo machine nozzle vane unit made from nickel and cobalt alloys
JP5038990B2 (en) Heat treatment method and repair method for gas turbine parts and gas turbine parts
EP2453030A1 (en) A method for repairing/refurbishing/creating a turbine engine component
JP5254116B2 (en) Damage repair method for high temperature parts and high temperature parts
RU2207238C1 (en) Method of turbine blade repair
RU2426631C1 (en) Method to recondition steam turbine vanes from alloyed steels
RU2424886C2 (en) Method of recovering operating properties of turbo machine vanes from alloyed steels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121201

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20131127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151201