專利名稱：酸洗旋轉(zhuǎn)體形中空部件的方法及實施該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酸洗旋轉(zhuǎn)體形狀的中空部的方法，尤其是酸洗大尺寸的中空部，例如具有被焊接起來的盤片分隔開的環(huán)形腔的渦輪機葉輪。本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域是在熱處理過程中用化學方法分解在由鈦合金制成的這種部件上形成的富氧污染層，其通常被稱為“α-case層”。
背景技術(shù)：
眾所周知，假定在構(gòu)成葉輪的多個焊接在一起的盤片之間限定多個相鄰環(huán)形腔，則很難進入上述類型的鈦合金渦輪機葉輪的內(nèi)部。制備所述部件所需的熱處理過程會在其表面(外部和內(nèi)部)產(chǎn)生污染層，其厚度是幾十毫米，是富氧層，并且被稱為“α-case層”。目前，由于酸洗該部件的內(nèi)部具有較大的風險，因此只有該部件的外部進行酸洗處理。
遺憾的是，這種污染層的出現(xiàn)是在形成裂紋之后產(chǎn)生的，這些裂紋會縮短部件壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種酸洗方法，其能同時去除內(nèi)部和外部的污染層，使該化學去除均勻。
更具體地，本發(fā)明提供一種酸洗旋轉(zhuǎn)體形狀的中空部的方法，其特征在于，其包括使所述部件在水平方位繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，將所述部件局部浸入裝有酸洗劑的容器中，使所述酸洗劑進入所述部件的內(nèi)部，在酸洗過程中使所述部件旋轉(zhuǎn)，并且通過泵連續(xù)地從所述部件的內(nèi)部泵抽酸洗劑，使酸洗劑的高度相對于所述部件保持基本恒定。
將所述部件局部浸入并同時使其旋轉(zhuǎn)能夠使所述部件內(nèi)部和外部的整個表面酸洗深度均勻。特別地，本方法優(yōu)選將所述部件完全浸入酸洗劑池中，但在實際中由于聚集在所述部件內(nèi)部的氣泡，使得這是不可能的。
例如，所述部件可以浸入到大致到達其旋轉(zhuǎn)軸線的位置。
有利地是以這種方式泵出的酸洗劑重新進入容器中所述部件的外部。假定所述腔的體積不同，泵抽操作是將酸洗劑從所述腔內(nèi)抽出，同時相對于彼此調(diào)節(jié)流速使其大致與所述腔各自的體積成比例。
這樣，腔內(nèi)部的酸洗劑被有規(guī)律的更新，并且所有腔中的酸洗劑在任何時刻保持同樣的有效度(換言之，相同的消耗程度)。例如，分別插入到各個腔中的多個泵抽管的流速可以由不同孔徑流體收縮部調(diào)節(jié)。
在所述酸洗結(jié)束時，所述部件被從裝有酸洗劑的池中抽出，同時連續(xù)地從所述部件內(nèi)部泵抽酸洗劑。在所述部件被抽出的同時優(yōu)選同時旋轉(zhuǎn)。所述部件在相對短的時間內(nèi)被抽出，大約為30秒。之后，所述部件被輸送并放入到裝有中性劑的池中。在該漂洗過程中所述部件優(yōu)選連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。中性劑可以由例如水構(gòu)成。污染層被利用由硝酸和氫氟酸的混合物構(gòu)成的酸洗劑去除。
本發(fā)明還提供一種酸洗形狀為旋轉(zhuǎn)體的中空部的設(shè)備，其特征在于包括支承件，其裝配有用于保持所述部件并驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的裝置，所述裝置布置成在水平方位保持所述部件并使其繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；裝有酸洗劑的容器；使所述部件下降進入所述容器并使其局部浸入所述酸洗劑的裝置；泵裝置，用于連續(xù)地將酸洗劑從所述部件內(nèi)部抽出；以及用于使酸洗劑相對于所述部件保持大致恒定高度的裝置。
所述泵裝置的排出口被布置成將酸洗劑循環(huán)到容器中，所述部件的外部。
當所述部件是由多個焊接起來的盤片制成的轉(zhuǎn)子葉輪時，所述泵裝置可以包括多個分別浸入到各個所述腔中的抽吸管。
為了更容易將抽吸系統(tǒng)放置于合適位置，所述抽吸管是一個柔性管，其與單泵相連的連接器歧管相通。這些抽吸管可以設(shè)置有經(jīng)校準的流體收縮部。這樣，每個收縮部的截面被設(shè)計為內(nèi)部浸有相應(yīng)抽吸管的腔的體積的函數(shù)。
本發(fā)明的設(shè)備還包括裝有中性劑的容器和將所述部件從裝有酸洗劑的容器輸送到裝有中性劑的容器的裝置。


通過下面參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的酸洗設(shè)備的示例性說明，將很容易理解本發(fā)明及其優(yōu)點。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的正視圖，其局部為剖視圖；圖2是與圖1類似的設(shè)備，更具體地示出如何將該部件放在酸洗設(shè)備中的正確位置；圖3是沿圖2中的箭頭III觀察時的視圖；圖4-7是以較小比例示出酸洗過程中各操作步驟的視圖。
具體實施例方式
設(shè)備11包括支承件13，所述支承件裝配有保持和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置17，該保持和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置17用于保持和旋轉(zhuǎn)將被酸洗的形狀為旋轉(zhuǎn)體的中空部件19。可以看到，該部件構(gòu)成噴氣式渦輪發(fā)動機的葉輪或中心部。其是一由在公共軸線上的多個焊接在一起盤片21制成的形狀復雜的部件，這些盤片21形成多個內(nèi)腔23，這些內(nèi)腔23彼此軸向相鄰并且很難觸及。已知對由鈦合金制成的部件進行熱處理會導致在其表面上產(chǎn)生污染層，該層通常被稱為“α-case層”并希望被去除。到目前為止，酸洗所述部件的內(nèi)表面仍然被認為是不可能的。
支承件13包括一種臺架25，在其頂部，在平臺27上承載有保持和旋轉(zhuǎn)部件19所需要的全部裝置(電機和機電零件)。更精確的，電機29使水平軸線的支承件31旋轉(zhuǎn)，支承件31由在平臺27下方延伸的下降部32承載。支承件31由一組齒輪33驅(qū)動。該支承件的形狀和尺寸使其適配于所述部件的一端部36。所述支承件31具有多個孔以避免阻礙所述部件內(nèi)的液體的流動，尤其是避免阻礙酸洗劑或中性劑，或者漂洗劑的流動。非機動旋轉(zhuǎn)元件37承載三個臂38，它們適配于所述部件的另一端39。該旋轉(zhuǎn)部件由安裝在平臺27下方的豎直下降部41承載。所述組件軸向運動從而將所述部件置于合適的位置。所述支承件31和所述旋轉(zhuǎn)元件37具有相同的水平軸線。當置于正確位置時，所述部件保持在它們之間，并且由兩個圓形端部36和39對中。因此，所述部件可以繞處于水平位置的自身的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。在進行酸洗之前，所述部件通過被承載在升降機46(圖2和3)上而運動到臺架25下方，并且被置于支承件31和臂38之間。然后，其在電機29的驅(qū)動下開始旋轉(zhuǎn)。
平臺27還具有泵50，其入口51連接到一個管，該管的一端53軸向布置(在軸線x′x上)，并且連接到一個適于軸向安裝在所述部件內(nèi)部的剛性的可分離連接器54上，如圖所示。柔性抽吸管55連接到連接器54。當連接器54和部件19置于支承件13上的正確位置時，每個管55插入相應(yīng)的腔23中，如圖1所示。管的長度取決于其連接到的相應(yīng)腔，因此其底端浸入在很深的部分，即所述相應(yīng)腔的底部，處于所述部件的底壁附近。因此，泵裝置50，54，55適于連續(xù)從所述部件內(nèi)部以及從各個腔的底部抽出酸洗劑，并且所述部件被局部浸入具有酸洗劑的容器59中。如果酸洗的部件是其它類型的，尤其是沒有多個腔的，則用于在部件內(nèi)部提供泵抽裝置的系統(tǒng)可以簡化，例如其可以包括浸入最深部的單個柔性管。另外，在臺架上安置一高度檢測器60，隔離器包括用于調(diào)節(jié)支承件13的位置(高度)的裝置，使得所述部件部分地浸入到預定深度處，例如如圖所示，到達其旋轉(zhuǎn)軸線xx′。在所示示例中，是整個支承件13，即臺架25本身浸入到該容器中。為此，其被安裝在現(xiàn)場的升降裝置61承載并運輸，該升降裝置61可以是例如移動吊車等的構(gòu)成部件。所述升降裝置能使支承件13的位置在容器中可被調(diào)節(jié)，從而使部件19的位置可被調(diào)節(jié)。所述裝置由高度檢測器60控制，高度檢測器60安裝在該支承件的一個位置處，在該位置處，當所述部件浸入大致到達軸線x′x時，便于高度檢測器60檢測酸洗劑池的表面。升降裝置可以通過伺服控制到檢測高度，從而將高度檢測器60保持在酸洗劑池的表面。
所述設(shè)備優(yōu)選包括用于使酸洗劑相對于所述部件保持大致恒定高度的裝置。由于所述泵裝置從所述部件的底部將酸洗劑抽出，泵50用于連續(xù)地使酸洗劑在所述部件19的外側(cè)循環(huán)進入所述容器內(nèi)。與泵的排出口52相連接的管56伸入容器中。在實際中，這種循環(huán)的作用是當支承件13已經(jīng)伸入容器中到達由高度檢測器60確定的一深度時，保持容器中的酸洗劑的高度恒定。由于酸洗劑被從腔23的底部連續(xù)泵出，然后循環(huán)入容器內(nèi)部件的外部，因此在容器內(nèi)各個部分的酸洗劑的有效度保持均勻。為了在考慮酸洗劑的有效度(假定其逐漸被消耗)的情況下確定所需的處理時間，通過酸洗一個經(jīng)過與所述部件相同的熱處理過程的測試件來推導出酸洗所述部件所需的時間是完全可以的。
另外，至少一些抽吸管55具有經(jīng)校準的流體收縮部65(連接器54的上游)，每個收縮部的截面積是相應(yīng)抽吸管伸入其中的腔的體積的函數(shù)。這能夠保持所述部件本身內(nèi)部的酸洗劑的高度恒定，尤其是在酸洗結(jié)束將所述部件從容器中抽出并連續(xù)地排空時。
在熱處理本身過程中，對多個腔之間的泵送進行平衡，從而使它們內(nèi)部的酸洗更加均勻。
所述設(shè)備還包括裝有中性劑的容器62，其位置靠近容器59，并且還包括將部件19從容器59輸送到容器62的裝置(在此實例中，被輸送的組件包括所述部件和臺架25)。這些裝置由上述升降裝置61構(gòu)成。
在所述示例中，所述部件由鈦合金制成，所述酸洗劑是硝酸和氫氟酸的混合物。中性劑是水。
從上面的描述很容易知道如何實施該方法。首先，將所述部件放在支承件13上的適當位置，如圖2和3所示。連接器54也被放在適當位置使得每個柔性管55伸入一個腔。然后該連接器被連接到泵50。該狀態(tài)如圖1所示。支承件13被升降裝置61輸送到容器59的上方，如圖4所示。其一直下降，直到高度檢測器60碰到容器59中的酸洗劑的表面。當該檢測器被觸發(fā)時，支承件13停止下降。在下降的同時，所述部件已經(jīng)受到驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，在外部和內(nèi)部均進行酸洗處理，由腔內(nèi)泵出的酸洗劑被連續(xù)地循環(huán)。如上所述，從各個腔抽出的酸洗劑的流速被相對彼此進行調(diào)節(jié)，使其與各個腔的體積大致成比例。流速的調(diào)節(jié)通過具有不同孔徑的的流量收縮部65實現(xiàn)。在酸洗結(jié)束時，通過將支承件13提出而將所述部件從池中抽出，同時連續(xù)地從所述部件內(nèi)部泵出酸洗劑，從而利用泵抽作用使保持在所述部件內(nèi)部的酸洗劑的高度逐漸降低并使所有腔中的酸洗劑的高度保持大致相同。當所述部件已經(jīng)被完全抽出并排空酸洗劑時(圖6)，其被輸送到含有中性劑的容器62處并浸入其中。有利的是，所述部件在整個漂洗過程中連續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且在該過程中同樣地連續(xù)執(zhí)行循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種酸洗旋轉(zhuǎn)體形狀的中空部的方法，其特征在于，其包括使所述部件在水平方位繞其旋轉(zhuǎn)軸線(x′x)旋轉(zhuǎn)，將所述部件局部浸入裝有酸洗劑的容器(59)中，使所述酸洗劑進入所述部件的內(nèi)部，在酸洗過程中使所述部件旋轉(zhuǎn)，并且通過泵(50)連續(xù)地從所述部件的內(nèi)部泵抽酸洗劑，使酸洗劑的高度相對于所述部件保持基本恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件浸入到大致到達其旋轉(zhuǎn)軸線(x′x)的深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述酸洗劑在所述部件的外側(cè)被再次引入所述容器中，從而再循環(huán)到所述容器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，被用于酸洗由焊接在一起的盤片制成并且包括多個同軸的相鄰環(huán)形腔(23)的、繞所述軸線的轉(zhuǎn)子葉輪，其中，所述泵抽操作是將酸洗劑從所述腔內(nèi)抽出，同時相對于彼此調(diào)節(jié)流速使其大致與所述腔各自的體積成比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述酸洗劑經(jīng)多個伸入各個所述腔的抽吸管(55)被泵抽，所述抽吸管中的流速通過不同孔徑的流體收縮部(65)來調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在所述酸洗結(jié)束時，所述部件被從裝有酸洗劑的池中抽出，同時連續(xù)地從所述部件內(nèi)部泵抽酸洗劑。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在所述部件從裝有酸洗劑的池中抽出后，使其浸入到裝有中性劑的池中。
8.一種酸洗形狀為旋轉(zhuǎn)體的中空部的設(shè)備，其特征在于包括支承件(13)，其裝配有用于保持所述部件并驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的裝置(17)，所述裝置布置成在水平方位保持所述部件并使其繞其旋轉(zhuǎn)軸線(x′x)旋轉(zhuǎn)；裝有酸洗劑的容器(59)；使所述部件下降進入所述容器并使其局部浸入所述酸洗劑的裝置；泵裝置(50，54，55)，用于連續(xù)地將酸洗劑從所述部件內(nèi)部抽出；以及用于使酸洗劑相對于所述部件保持大致恒定高度的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于包括高度傳感器(60)以及用于調(diào)節(jié)所述支承件(13)位置的裝置，使所述部件局部浸入到預定深度，例如大致到達其旋轉(zhuǎn)軸線的深度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵裝置包括至少一個抽吸管(55)，其一端在所述部件的最深浸入部分，位于所述部件內(nèi)壁附近。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一所述的設(shè)備，其特征在于，所述泵裝置的排出口被布置成將酸洗劑在所述部件的外側(cè)循環(huán)到容器中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其被用于酸洗由焊接在一起的盤片制成并且包括多個相鄰環(huán)形腔(23)的、繞所述軸線的轉(zhuǎn)子葉輪，其中，所述泵裝置包括多個浸入各個所述腔中的所述抽吸管(55)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述抽吸管是柔性軟管，其與連接到一泵的連接器(54)相連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其特征在于，至少一些所述抽吸管設(shè)置有經(jīng)校準的流體收縮部(65)，每個收縮部的截面被作為內(nèi)部浸有相應(yīng)抽吸管的腔的體積的函數(shù)來確定。
15.根據(jù)權(quán)利要求8-14中任一所述的設(shè)備，其特征在于，其包括裝有中性劑的容器(62)和將所述部件從裝有酸洗劑的容器輸送到裝有中性劑的容器的裝置(61)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，所述酸洗劑是氫氟酸和硝酸的混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，所述中性劑是水。
全文摘要
一種酸洗形狀為旋轉(zhuǎn)體例如尤其是鈦合金制成的渦輪機葉輪的中空體的內(nèi)部和外部的方法和裝置。部件(19)的旋轉(zhuǎn)軸線水平布置，其局部浸入到裝有酸洗劑的容器(59)中，同時繞其旋轉(zhuǎn)軸線(x′x)旋轉(zhuǎn)。
文檔編號B08B9/02GK1699626SQ200510072889
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者帕特里克·德沙爾 申請人:Snecma發(fā)動機公司