[发明专利]制作具有一体式应变指示器的部件的方法

说明书

本发明公开了一种用于制作具有一体式应变指示器的部件的方法。所述方法包括形成具有由第一材料形成的内部体积以及外表面的所述部件，并且在所述外表面的一部分上直接沉积多个基准标记。所述基准标记由与所述第一材料兼容的第二材料形成，并且所述外表面的所述部分界定所述部件的所述外表面上的分析区域。所述分析区域界定标距，并且所述多个基准标记中的每个基准标记具有介于所述标距的十分之一与二十分之一之间的最大直径。

技术领域

本发明大体上涉及用于监测部件应变(component strain)的方法以及用于制作具有一体式应变指示器(integral strain indicator)的部件的方法。

背景技术

贯穿各种工业应用，设备部件会经历多种极端条件(例如，高温、高压、较大应力负荷等)。随时间推移，设备的个别部件可能遭受蠕变和/或变形，这些蠕变和/或变形可能缩减部件的使用寿命。这种问题可能与例如一些涡轮机相关。

涡轮机广泛应用于发电和航天发动机等领域。例如，传统燃气涡轮系统包括压缩机段、燃烧室段和至少一个涡轮段。压缩机段被配置成当工作流体(例如，空气)流过压缩机段时压缩工作流体。压缩机段将高压压缩过的工作流体供应到燃烧室，其中高压工作流体与燃料混合并且在燃烧腔室中燃烧以产生具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体沿着热气路径流入涡轮段。涡轮段通过自燃烧气体提取能量来利用燃烧气体产生功。例如，燃烧气体在涡轮段中的膨胀可以使轴旋转从而为压缩机、发电机和其它各种负荷供能。

在涡轮机操作期间，涡轮机内的各种部件且尤其是沿着热气路径的例如在涡轮机的涡轮段内的涡轮叶片等部件可能由于高温和应力而经历蠕变。对于涡轮叶片，蠕变可能导致叶片的部分或整个叶片伸长，使得叶片尖端接触稳定结构，例如涡轮机壳，并且潜在地导致操作期间的非所需振动和/或性能降低。

发明内容

本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实践而得知。

根据本发明的一个实施例，提供一种制作具有一体式应变指示器的部件的方法。所述方法包括形成所述部件，所述部件包括内部体积和外表面，所述内部体积包括第一材料。所述方法进一步包括在外表面的一部分上直接沉积多个基准标记(fiducialmarkers)。基准标记包括与第一材料兼容的第二材料，并且外表面的一部分包括在部件的该外表面上的分析区域。所述分析区域界定标距/测量长度(gage length)，并且所述多个基准标记中的每个基准标记具有介于所述标距的十分之一与二十分之一之间的最大直径。

其中，所述多个基准标记包括呈非线性图案的至少四个基准标记。

其中，所述多个基准标记中的每个基准标记部分地界定球形表面。

其中，所述分析区域的所述标距介于十分之三英寸与一英寸之间。

其中，所述分析区域的所述标距为至少二十毫米。

其中，每个基准标记具有介于百分之二英寸与百分之十二英寸之间的最大直径、以及千分之一英寸与千分之三十英寸之间的高度。

其中，所述直接沉积所述多个基准标记的步骤包括将所述多个基准标记焊接到所述外表面的所述部分上。

其中，所述形成所述部件的步骤包括通过增材制造形成所述部件，并且所述直接沉积所述多个基准标记的步骤包括在形成所述部件期间直接沉积所述基准标记。