用於檢測渦輪機轉子葉片上的裂紋的方法

2023-12-05 16:13:56

專利名稱：用於檢測渦輪機轉子葉片上的裂紋的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於檢測渦輪機轉子葉片裂紋的方法。
背景技術：
渦輪機的轉子，例如燃氣輪機或者汽輪機的轉子具有一個轉子基體和多個安裝在 轉子基體上的葉片。在轉子基體上安裝的轉子葉片也叫作工作葉片。每個葉片具有一個葉 根和一個葉身，並且用葉根安裝在轉子基體的一個相應的空隙中。在維修轉子時必須對葉片進行裂紋檢查。實踐表明採用顏料滲透方法和磁通量 方法進行裂紋檢查是可靠的。然而這些方法有這樣的缺點，即強制地將應進行裂紋檢查的 葉片從轉子基體上取下來，並且在裂紋檢查之前必須進行徹底的清潔。因此採用顏料滲透 方法和磁通量方法都不能對未經清潔的，安裝在轉子基體上的葉片進行快速有效的裂紋檢查。DE 10 2005 020 469A1、EP 1 610 122A1 以及 DE 35 30 595A1 公開了一些以超 聲波檢查為基礎的葉片裂紋檢查的辦法。DE 10 2005 020469A1涉及的是這樣一種辦法，借 助這種方法，並藉助超聲波檢查可對葉片的葉身的缺陷進行無損檢查。而DE 35 30 595A1 則涉及一種對葉片的葉根進行超聲波檢查的方法。

發明內容
由此本發明的問題是提供一種用於檢測渦輪機的轉子葉片的裂紋的方法。這個方 法可簡單和有效地檢查葉片裂紋。這個問題通過權利要求1所述的方法得以解決。根據本 發明提供一個具有在轉子基體上安裝的葉片的轉子，其中，用於檢查裂紋還安裝在轉子基 體上的葉片單個地時間上依次並且連續地被激振，其中，在這種情況中為每個被激振的葉 片記錄一個形成的頻譜，其中，從這些記錄的頻譜中計算出一個平均值，並且其中，將記錄 的頻譜和平均值進行如此的比較，即當一個葉片的頻譜和平均值的偏差為不允許時則可判 斷出該葉片有裂紋或者可能有裂紋。藉助根據本發明的方法可對為了進行裂紋檢查而還安裝在轉子基體上的葉片進 行有效的裂紋檢查。為了進行裂紋檢查不要求對轉子進行清潔。而是在未清潔轉子的情況 下進行裂紋檢查。從一些頻譜-這些頻譜是作為對安裝在轉子基體上的葉片的激振的反應 被檢測出來的-計算出一個平均值，這個平均值對於相應轉子用作比較值，並且以此比較 值為基礎推斷出葉片的缺陷。因此根據本發明沒有規定固定的基準值，而是為每個對它的 葉片應進行裂紋檢查的轉子從所檢測的頻譜中計算出單個的平均值，作為比較值。這種辦 法可對轉子的未經清潔的，且安裝在轉子基體上的葉片進行簡單而有效的裂紋檢查。


從從屬權利要求和下述說明中產生本發明的一些優選的改進方案。下面藉助附圖 對本發明的一些實施例進行更加詳細的說明，但本發明並不局限於這些實施例。這些附圖是圖1 渦輪機轉子的一個部分圖、用以說明根據本發明的方法。圖2:圖1裝置的詳細圖。圖3 圖1詳圖的頂視詳圖。
具體實施例方式本發明涉及一種用於檢測渦輪機，例如燃氣輪機或者汽輪機的轉子葉片的裂紋的方法。圖1示出了一個渦輪機的一個轉子10的部分圖，其中，轉子10具有一個轉子基體 11以及多個安裝在轉子基體11上的葉片12。在此的本發明涉及一種方法，藉助這種方法 可將這樣一種轉子10的葉片12的裂紋進行有效和簡單的檢查，確切地說是在葉片12安裝 在轉子基體11上，且未經清潔時。據此，為對葉片12進行裂紋檢查這些葉片還安裝在轉子 10的轉子基體11上。葉片12裂紋檢查是如此進行的，對安裝在轉子基體11上的葉片12單個地按時間 依次地激振，即藉助激勵器13。所述激勵器連續地激振相應葉片12。在這種情況中單個地 為每個單個被激振的葉片12記錄一個由於連續激振所形成的頻譜。然後從對於每個葉片 12記錄下來的頻譜中在所有葉片12上算出平均值。這個平均值用作根據本發明的裂紋檢 測的比較值，其中，將在所有葉片12上計算出來的平均值和所記錄下來的單個葉片的頻譜 進行如此的比較，即當所記錄下來的葉片12的頻譜和在所有葉片12上計算出來的平均值 的偏差為不允許時則推斷出葉片12有裂紋，或者可能有裂紋。本發明是以下述認識為依據，即通過下述措施未經清潔地、且在轉子基體11上安 裝的狀態下對轉子10的葉片12進行裂紋檢查，即首先將葉片12單個地，時間上依次且連 續地進行激振。然後從所記錄的應答頻譜中計算出一個平均值。這個平均值用作比較值。 通過這個平均值和所記錄的頻譜進行比較確定是否葉片有損壞。如已提到的，激勵器13用於單個地激振葉片12。根據圖2和圖3這個激勵器13 在葉片的葉身14上，在葉身14的葉尖15的區域中徑向在外地激振相應待激振的葉片12。 為此激勵器13根據圖2和圖3具有一個振動發生器16。這個振動發生器激振一個作用在 相應葉片12的葉尖15上的軛17，其中，這個軛17將發生器16的振動傳遞到葉片12上，即 傳遞到葉片的徑向外部的葉尖15上和因此也傳遞到葉片的葉身14上。其中，根據圖2和 圖3葉片12在其葉尖15的區域中通過軛17和一個與軛17共同作用的滑塊18-它可相對 於軛移動-被夾緊在流入邊緣19和流出邊緣20上，其中，這個滑塊18在葉尖15區域中的 葉片12的流入邊緣19上作用。根據應檢測的葉片12的具體的幾何尺寸滑塊18相對於軛17移動，並且通過一個 固定螺栓21將其壓向應檢測的葉片12的流入邊緣19。墊片22是防止藉助激勵器13，確 切地說振動發生器16激起振動的葉片12在裂紋檢測時通過軛17受到損壞。如已提到的，激勵器13，即激勵器的軛17和滑塊18徑向外部地在相應應激振的葉 片12的葉尖15的區域中施加作用，其中，激勵器13連續地激振相應的葉片12，即葉片的葉 身14。藉助傳感器23測量技術方面檢測並且記錄通過激振所形成的相應葉片12的頻
4譜。在這種情況中傳感器23作用在葉片12的葉身14的一個第二區域中，在所示的實施例 中這個區域相對於葉片12的第一區域，即相對於葉尖15-在此區域上作用有激勵器13-徑 向內置。相應的應激振的葉片12的激振是如此進行的，即僅激振相應應激振的葉片12、而 不激振轉子基體10。在具有相應大的葉片的汽輪機中必須使用整個頻譜。在本申請人的渦 輪結構類型中優選地是在超聲頻率範圍中完成相應葉片12的激振。精確的頻率與轉子的 結構形狀有關，並且優選地憑經驗得出。如已提到的，優選地對轉子10的所有葉片12，時間上依次單獨地，並且因此與其 它葉片無關地藉助激勵器13連續地激振，其中，為每個葉片12單個地記錄一個形成的頻 譜。也如所述地從這些單個的頻譜中計算出一個平均值。將單個葉片12的單個的頻譜和 這個平均值進行比較，為的是當與平均值的偏差為不允許時推斷出葉片有裂紋或者可能有 裂紋。直到(bis hin zu)高的頻率或者小的振幅的和平均值有明顯偏差時可推斷出葉 片12有裂紋，或者可能有裂紋。只必須從轉子基體10上拆卸這樣的葉片12，即該葉片根據在轉子上的裂紋檢查 已識別出有裂紋，或者可能有裂紋，以便在拆卸下來後對這些葉片進行進一步的裂紋檢查， 和/或進行維修。可將顏料滲透方法，或者磁通量方法用作進一步的裂紋檢查。藉助這些方法可對 葉片進行更加精確或者更加詳細的裂紋檢查。因此，藉助根據本發明的方法在裝有葉片12時可在渦輪機的未經清潔的轉子上 對葉片12進行有效的裂紋檢查。在這種情況中葉片12還安裝在轉子基體10上。只有當 在裂紋檢查時推斷出該葉片可能有裂紋時才將該葉片從轉子基體10上拆卸下來。本方法 特別是能識別葉片12的葉身14中的裂紋。附圖標記表
10轉子
11轉子基體
12葉片
13激勵器
14葉身
15葉尖
16振動發生器
17軛
18滑塊
19流入邊緣
20流出邊緣
21固定螺栓
22墊片
23傳感器
權利要求
1.用於檢測渦輪機轉子葉片裂紋的方法，其中，提供具有在轉子基體上安裝的葉片的 轉子，其中為了檢測裂紋還安裝在轉子基體上的葉片單個分開地時間上依次並且連續地被 激振，其中，在這種情況中為每個被激振的葉片記錄形成的頻譜，其中，從這些記錄的頻譜 中計算出平均值，並且其中，將記錄的頻譜和平均值進行比較，從而當葉片的頻譜和平均值 的偏差為不允許時則可推斷出該葉片有裂紋或者可能有裂紋。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，激振應激振的葉片，從而雖然激振相應應 激振的葉片，但不激振在其上安裝有葉片的轉子的轉子基體。
3.按照權利要求1至2的任一項所述的方法，其特徵在於，應激振的葉片藉助激勵器被 激振，從而該激勵器在葉片的第一區域上對應激振的葉片施加作用。
4.按照權利要求1至3的任一項所述的方法，其特徵在於，藉助傳感器檢測相應被激振 的葉片的頻譜，所述傳感器在所激振的葉片上作用在葉片的第二區域上。
5.按照權利要求1至4的任一項所述的方法，其特徵在於，應激振的葉片徑向外部地在 葉身的葉尖區域中被激振。
6.按照權利要求6所述的方法，其特徵在於，相對於葉尖進一步徑向內部在相應被激 振的葉片的葉身上檢測頻譜。
7.按照權利要求1至6的任一項所述的方法，其特徵在於，為了檢測裂紋還安裝在轉子 基體上的所有葉片單個地時間上依次並且連續地被激振。
8.按照權利要求1至7的任一項所述的方法，其特徵在於，當推斷出葉片有裂紋或者 可能有裂紋時然後將相應的葉片從轉子基體上拆卸下來，然後進行進一步的裂紋檢查，和/ 或進行修理。
9.按照權利要求8所述的方法，其特徵在於，通過顏料滲透方法或者磁通量方法進行 進一步的裂紋檢查。
全文摘要
本發明涉及一種用於檢測渦輪機轉子(10)的葉片(12)上的裂紋的方法，其中，提供在轉子基體(11)上的安裝有葉片(12)的轉子，其中，用於檢查裂紋保留安裝在轉子基體(11)上的葉片(12)單個地時間上依次地，並且連續地被激振，其中，在這種情況中為每個被激振的葉片(12)記錄形成的頻譜，其中，從這些記錄的頻譜中計算出平均值，並且其中，將記錄的頻譜和平均值進行如此的比較，即當葉片的頻譜和平均值的偏差為不允許時即推斷出該葉片(12)有裂紋，或者可能有裂紋。
文檔編號G01N29/12GK102095803SQ20101055590
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月18日 優先權日2009年11月18日
發明者M·魯勒夫斯基 申請人:曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司