[发明专利]旋转构件的可视蠕变检查

说明书

本公开提供用于对旋转构件、诸如燃气涡轮中的旋转构件进行可视蠕变检查的系统、构件和方法。构件设有外表面和旋转轴线。外表面具有周边和沿周边形成参照型式的多个三维参照标记。光学数据捕捉装置基于多个三维参照标记来产生数据信号。数据分析系统处理数据信号，以计算参照型式沿周边的间距的偏差，且确定应变或蠕变测量。

技术领域

本公开涉及用于光学地测量蠕变、以及更特别地测量旋转构件的蠕变的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮典型地包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。压缩机区段对流到涡轮中的空气加压。燃烧区段接收加压空气，使其与燃料混合，且燃烧混合物。涡轮区段接收来自燃烧区段的燃烧流，以驱动涡轮和产生功率。沿流径的各种构件，尤其是压缩机和涡轮区段中的各种构件，在运行期间围绕一个或多个中心轴线旋转。这些旋转构件在使用期间经受磨损、膨胀、收缩和移动。旋转构件在运行期间由于高的温度和应力会经受蠕变且可能耐久地变形。在一些系统中，显著的变形可导致效率损失和机械失效。可定期或偶尔检查旋转构件，以确保连续运行和/或计划维护或结束服务。

对燃气涡轮构件测量蠕变的传统方法需要将系统拆开且移除这样的构件，以便精确地测量构件内的应变。为了提高系统的可用性，这可能是个问题且产生显著生产率损失。

已经采用了可视测量方法，以及更特别地基于数字图像的测量方法来测量一些构件中的蠕变，但往往需要精确夹具，以使得能够有图像关联，这需要从燃气涡轮移除构件。移除旋转构件可能是尤其不合需要的。为了获得应变信息而基于图像来分析附接到构件上的试样或型式可能还需要足以捕捉整个试样或型式的视野。在现场可能难以在单个图像中捕捉旋转构件。

发明内容

本本公开的第一方面提供一种用于对旋转构件进行可视蠕变检查的系统。构件具有外表面和旋转轴线。外表面具有周边和沿周边形成参照型式的多个三维参照标记。光学数据捕捉装置基于多个三维参照标记来产生数据信号。数据分析系统处理数据信号，以计算参照型式沿周边的间距的偏差且确定应变测量。

本公开的第二方面提供一种用于进行可视蠕变检查的旋转构件。构件本体具有外表面和旋转轴线。外表面具有周边。多个三维参照标记形成沿周边的参照型式且具有从外表面的标记高度。

本公开的第三方面提供一种用于对旋转构件进行可视蠕变检查的方法。使具有外表面和旋转轴线的构件旋转。外表面具有周边和沿周边形成参照型式的多个三维参照标记。基于多个三维参照标记产生数据信号。使用数据信号来计算参照型式沿周边的间距的偏差。确定应变测量。

本公开的说明性方面布置成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。

技术方案1. 一种系统，包括：

具有外表面和旋转轴线的构件，其中所述外表面具有周边和沿所述周边形成参照型式的多个三维参照标记；

光学数据捕捉装置，其传输基于所述多个三维参照标记的数据信号；以及

数据分析系统，其处理所述数据信号，以计算所述参照型式沿所述周边的间距的偏差且确定应变测量。

技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述参照型式选自沿所述周边的有规律地间隔开且不连续的三维参照标记，或包括平行于所述周边的多个参照线和垂直于所述周边的多个参照线的梯型式。

技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述参照型式包括单个周向位置处的锚标记，且所述多个三维参照标记各自具有从所述锚标记的计数，以用于由所述数据分析系统使用。

技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述多个三维参照标记具有从所述外表面测量的标记高度，且所述多个三维参照标记通过选自电火花沉积、激光焊接或机械点式打标的过程而添加到所述外表面。