[发明专利]涡轮组件维护方法

说明书

本发明针对用于维护涡轮组件(10)的原位方法。一种这样的方法包括：将维护装置(20)设置在转子(12)上；通过旋转该转子来将维护装置定位成接近于损坏区域(40)；并且通过操作设置在装置上的维修工具(22)来维修损坏区域。另一种方法包括：将维护装置设置在定子上；通过旋转该转子来将损坏区域定位成接近于维护装置；并且通过操作设置在装置上的维修工具来维修损坏区域。

技术领域

本发明涉及用于维护涡轮组件的原位(in situ，有时也称为原地)方法。

背景技术

用于飞行器发动机的涡轮以及用于工业应用的燃气和蒸汽动力涡轮包括承载多级翼型件(此后称为叶片)的至少一个转子，其相对于涡轮壳体旋转。继而，涡轮壳体承载多级翼型件(此后称为引导导叶)，使得涡轮包括叶片和引导导叶的交替级。为了减少空气、蒸汽或燃烧气体在叶片尖端上的泄漏，可在定子的径向内表面上设置护罩，以便围绕叶片尖端形成环形密封件。为了限制空气、蒸汽或燃烧气体进入转子腔或轮空间，叶片具有平台，并且引导导叶具有内侧壁。类似地，引导导叶具有外侧壁以限制径向向外泄漏。叶片、引导导叶和护罩一起限定了涡轮内的主要流动路径。

在使用期间，涡轮部件可经历退化。执行定期检查，如管道镜(borescope)检查，以便在服务间隔之间评估机器的状况。在检查期间可观察到的损坏的示例包括磨损(例如，从叶片尖端到护罩中的侵入、颗粒引起的侵蚀、水滴引起的侵蚀、由于固定部件之间的滑动接触引起的磨损)、冲击(例如，热或环境隔离涂层(分别地，“TBC”或“EBC”)从涡轮-区段部件的散裂、压缩机叶片的前缘翻边/弯曲)、开裂(例如，热疲劳、低循环疲劳或高循环疲劳)、固定部分之间的接触边缘损坏、高温金属区段的氧化或热腐蚀、静态密封件退化、引导导叶侧壁损伤和叶片平台损伤。

在服务间隔期间，涡轮至少部分地拆卸以允许维修和/或更换损坏的部件。目前，涡轮发动机的损坏的部件主要在大修设施处维修，其中在现场仅进行有限的干预。用于维修压缩机和涡轮流动路径部件的过程可包括表面清洁，以便移除积聚的污垢和氧化产物、剥离和修复涂层表面、裂缝维修、区段更换、航空造型和平滑化。虽然单元过程的成本通常低于损坏的部件的更换成本，但是强制停机是代价高的且对于发动机操作员来说是破坏性的。因此，使用定期检查和基于工厂的部件维修方法的维护涡轮的传统方法有时可导致由少量严重损伤的部件造成的意外停机，并且将使部件的一些部分超出其维修限制。

为了解决上述缺点，已经公开了维修损坏的部件的原位方法，如耐磨涂层(例如，美国专利号7,509,735、8,563,080，美国专利申请公开号2015/0174837)。然而，这些先前的公开内容集中于使用系绳工具(tethered tools，有时也称为系留工具)的管道镜式进入。这些系绳工具为了维护的目的而受到严格限制，因为它们仅可进入涡轮内的有限的位置。此外，即使利用系绳工具可到达损坏区域，进入损坏区域的角度对于执行维修任务而言可能是不利的。在极端情况中，系绳甚至可能变得卡住或切断，使工具困在燃气涡轮发动机内。不系绳的维护装置将不会具有这样的限制。在美国专利号8,400,501中公开了一种不系绳的检查设备，但所公开的装置不旨在用于执行维修且不能够执行维修。

因此，本发明试图提供一种维护涡轮组件的新颖方法，其通过使用能够执行维修的远程控制维护装置克服了以上提到的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于维护涡轮组件、如燃气涡轮发动机的方法。维护可包括检查涡轮组件的内部部分。维护还可包括维修涡轮组件的损坏的内部部分，包括护罩、叶片和引导导叶。

因此，在一种实施例中，本发明针对一种用于维护涡轮组件的方法，涡轮组件包括转子和定子，定子包括损坏区域，该方法包括：将可远程控制的维护装置设置在转子上；通过旋转该转子来将维护装置定位成接近于损坏区域；并且通过操作设置在装置上的维修工具来维修损坏区域。