用于检查燃气涡轮构件的校准块及制造方法与流程

本公开大体上涉及检查方法及装置，更具体地涉及校准块及制作用于检查燃气涡轮构件的校准块的方法。

背景技术：

燃气涡轮构件如燃气涡轮中的燃烧室的EV衬套(EV=环境)大体上适于保护燃烧室的燃烧器壁免受热气体。此类EV衬套大体上经受在使用期间发生的损坏，其包括构件开裂、氧化和腐蚀。具有此类损坏的EV衬套使用有风险，并且因此，存在识别具有相对较大损坏的EV衬套并且报废此类EV衬套的需要。

技术实现要素：

本公开公开了一种校准块和制作用于检查燃气涡轮构件如EV衬套的校准块的方法，其将在以下简化概述中提出，以提供本公开的一个或更多个方面的基本理解，该一个或更多个方面旨在克服论述的缺陷，但包括其所有优点，连同提供一些附加优点。该概述不是本公开的广泛综述。意图是，既不识别本公开的主要或关键元件，也不划定本公开的范围。相反，该概述的唯一目的在于以简化形式提出本公开的一些构思、其方面和优点来作为下文中提出的更详细描述的前序部分。

本公开的大体目的在于提供一种校准块及制作用于检查燃气涡轮构件如EV衬套的校准块的方法。

在本公开的一个方面中，提供了一种用于制造用于检查燃气涡轮构件的校准块的方法。该方法包括：使用红外热成像法筛选由预先限定的材料制成且涂覆有热障物的燃气涡轮构件，以限定具有热障物上或下方的缺陷的区域；从燃气涡轮构件切割具有缺陷的区域；构造具有带相对的第一侧和第二侧的基础材料的基底，并且基础材料的第一侧具有粘结涂层和热障涂层，其中基底和燃气涡轮构件的基础材料是相同的，并且其中涂覆在基底和燃气涡轮构件上的热障物是相同的；形成具有孔和缺口的基底中的人工缺陷；以及将具有缺陷的切割区域从燃气涡轮构件连同人工缺陷移植到基底上。

构造基底的方法步骤还包括：提供具有3.5mm到6mm之间的范围的厚度的HASTELLOY X合金的基础材料；在基础材料的第一侧上涂覆基础材料，其中镍合金的粘结涂层具有198μm到200μm之间的范围；以及在第一侧上在粘结涂层上方涂覆基础材料，其中热障涂层具有1450μm到1750μm之间的范围。

形成呈孔形式的人工缺陷的方法步骤还包括：在基础材料上钻取从第二侧延伸至第一侧的孔，并且排除粘结和热腐蚀涂层。

形成呈缺口形式的人工缺陷的方法步骤还包括：在基础材料上钻取从第二侧延伸至第一侧的孔，并且排除粘结和热腐蚀涂层；以及至少以螺纹螺钉或凝胶填充孔，以便螺钉或凝胶在基底表面的高度上方延伸以复制呈缺口形式的人工缺陷。

移植切割区域的方法步骤包括：在基础材料上钻取从第二侧延伸至第一侧的孔，并且排除粘结和热腐蚀涂层；以及以来自燃气涡轮构件的具有缺陷的切割区域填充孔，以复制原始缺陷。

在本公开的一个方面中，提供了一种用于检查燃气涡轮构件的校准块。校准块包括具有带相对的第一侧和第二侧的基础材料的基底、涂覆在基础层的第一侧上的粘结层，以及在镍合金层上方涂覆在基础层的第一侧上的热障层。校准块包括以孔和缺口形式构造在基底中的人工缺陷，其中基础材料上的孔从第二侧延伸至第一侧，排除粘结和热腐蚀涂层，并且其中孔中的至少一些适于将螺钉或凝胶并入在其中，以便螺钉或凝胶在基底的高度上方突出以形成缺口。校准块还包括在孔中的至少一些中的燃气涡轮构件的原始缺陷的切割部分，以在基底上复制原始缺陷。

在本公开的又一个方面中，提供了一种用于使用如上文所述的校准块检查燃气涡轮构件的方法。该方法包括：提供校准块；使用红外热成像法将来自燃气涡轮构件的缺陷与校准块上的燃气涡轮构件的移植区域的原始缺陷和人工缺陷相比较；分析具有缺陷的燃气涡轮构件是否满足预定技术要求，如果满足预定技术要求，则燃气涡轮构件用于燃气涡轮中，否则燃气涡轮构件修复或报废。

与本公开的其它方面一起，连同使本公开特征化的新颖性的各种特征的这些具体在本公开中指出。为了本公开、其操作优点和其使用的更好理解，将参照其中存在本公开的示出示例性实施例的附图和描述性内容。

附图说明

本公开的优点和特征将参照连同附图进行的以下详细描述和权利要求而更好理解，其中相似的元件以相似的标号识别，并且在该附图中：

图1A和1B示出了根据本公开的示例性实施例的校准块的两侧；

图2A和2B示出了根据本公开的示例性实施例的校准块的侧视截面图；

图3示出了根据本公开的各种示例性实施例的具有各种缺陷位置的校准块；以及

图4示出了根据本公开的各种示例性实施例的、其中校准块可用于检查的燃气涡轮构件。

相似的附图标记表示附图的若干视图的描述各处的相似部分。

部件列表

10 校准块

12 基底

14 基础材料

16a,16b 相对的第一侧和第二侧

18 粘结层

19 热障层

20 燃气涡轮构件

22 切割部分

30 人工缺陷

32 孔

34 缺口

36 螺钉/凝胶

R1-R4 排

'S' 空隙空间

'G' 燃气涡轮。

具体实施方式

对于本公开的彻底理解，结合上述附图参照以下详细描述，包括所附权利要求。在以下描述中，出于阐释的目的，阐述了多种特定细节，以便提供本公开的彻底理解。然而，对本领域技术人员而言将显而易见的是，本公开可在没有这些特定细节的情况下实践。在其它情况中，仅以框图形式示出了结构和装置，以便避免使本公开模糊。说明书中提到"一个实施例"、"实施例"、"另一个实施例"、"各种实施例"意思是结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。短语"在一个实施例中"在说明书中的各种位置的出现不一定所有都是指相同的实施例，也不是与其它实施例相互排斥的单独或备选实施例。此外，描述了各种特征，其可由一些实施例展现而不由其它实施例展现。类似地，描述了各种要求，其可为用于一些实施例的要求，但可不为其它实施例的要求。

尽管以下描述包含出于图示目的的许多细节，但本领域技术人员将认识到，这些细节的许多变型和/或改型在本公开的范围内。类似地，尽管本公开的特征中的许多个按照彼此或连同彼此描述，但本领域技术人员将认识到，这些特征中的许多个可独立于其它特征提供。因此，本公开的该描述被阐述而没有本公开的普遍性的任何损失，并且没有对本公开强加限制。此外，本文中使用的相对用语并不表示任何顺序、高度或重要性，而相反，用于将一个元件与另一个区分开。此外，本文中的用语"一"、"一个"和"多个"不表示量的限制，而相反表示提到的项目中的至少一个的存在。

参照图1A至4，为了描述校准块(10)(图1A至3中所示)和制作其的方法，并且此类校准块(10)可用于检查燃气涡轮'G'中的燃气涡轮构件(20)，如，如图4中所示的EV衬套。

校准块(10)包括基底(12)。基底(12)包括基础材料(14)，其具有相对的第一侧(16a)和第二侧(16b)。基底(12)还包括粘结层(18)和热障层(19)。粘结层(18)可涂覆在基础材料(14)的第一侧(16a)上，并且热障层(19)可涂覆在基础材料(14)的第一侧(16a)上和粘结层(18)上方。校准块(10)还包括人工缺陷(30)，其以孔(32)和缺口(34)的形式构造在基底(12)中。具体而言，如图2B中所示，基础材料(14)上的孔(32)从第二侧(16b)延伸至第一侧(16a)，排除了涂覆在第一侧(16a)上的粘结和热腐蚀涂层(18),(19)。此外，孔(32)中的至少一些适于将螺钉或凝胶(36)并入在其中，螺钉或凝胶(36)在基底(12)的高度上方突出以形成缺口(34)。此外，孔(32)中的至少一些适于将燃气涡轮构件(20)的原始缺陷的切割部分(22)并入在其中，以复制基底(12)上的原始缺陷。

在示例性实施例中，基底(12)包括具有3.5mm到6mm之间的范围的厚度的HASTELLOY X合金的基础材料(14)。此外，镍合金的粘结层(18)可在198μm到200μm之间的范围中。此外，热障层(19)可在1450μm到1750μm之间的范围中。HASTELLOY X为镍基超级合金(连同铬铁钼合金)，其具有针对还原和渗碳气氛的优异阻力，使其适合于炉构件。

如图3中所示，示出了校准块(10)上的原始和人工缺陷位置的示例性描绘。块(10)示出成包括呈孔(32)、缺口(32)和来自燃气涡轮构件(20)的原始缺陷的实施的切割部分(22)的形式的四排(R1-R4)缺陷。排R1包括孔(32)。排R2和R3包括具有螺纹的孔，其中螺钉或凝胶(36)插入，在基底(12)的高度上方突出，以形成缺口(34)。此外，排R4包括插入在孔中来复制基底(12)上的原始缺陷的燃气涡轮构件(20)的原始缺陷的切割部分(22)。

在实施例中，校准块(10)可由下面的以下步骤制成。然而，步骤不限于如公开的，并且可按照要求改变顺序。为了构造校准块(10)，由预先限定的材料制成且涂覆有热障层的燃气涡轮构件(20)使用红外热成像法筛选，以限定具有其热障层上或下方的原始缺陷的区域，如，区域22。此外，此类区域22可从燃气涡轮构件(20)切割，用于并入在块(10)中以用作来自燃气涡轮构件(20)如EV衬套的基准原始缺陷。

此外，块(10)通过最初形成基底(12)而构造。基底(12)可由基础材料(14)形成，其中粘结涂层(18)和热障涂层(19)可在其第一侧(16a)上完成。这些涂层提供了对燃气涡轮'G'的燃烧室的腐蚀和热的抵抗。重要的是，基底(12)和燃气涡轮构件(20)的基础材料是相同的，并且基底(12)和燃气涡轮构件(20)上的热障层是相同的，用于使得校准块(10)能够复制与燃气涡轮构件(20)相同的特性。

此外，基底(12)形成有具有孔(32)和缺口(34)的基底(12)中的人工缺陷(30)。在一个实施例中，孔(32)可在基础材料(14)上钻取，从第二侧(16b)延伸至第一侧(16a)，并且排除粘结和热腐蚀涂层(18),(19)。缺口(34)可通过以至少螺纹螺钉或凝胶(36)(两者在本文中由相同附图标记表示)填充钻孔(32)中的一些来形成。为了将螺纹螺钉并入在孔(32)中来获得缺口(34)，孔(32)必须有螺纹，螺纹螺钉(36)可旋拧在其中，在基底的底部处留下空隙空间'S'，其使得螺钉能够在基底(14)的表面的高度上方略微延伸，以复制呈缺口(34)形式的人工缺陷(30)。此外，取决于要求，凝胶(36)也可置于孔(32)中，替代螺纹螺钉，使得其在基底(14)的表面的高度上方略微延伸，以复制呈缺口(34)形式的人工缺陷(30)。为了将凝胶(36)并入在孔(32)中，孔(32)可或可不是有螺纹的，优选无螺纹。

此外，孔(32)中的至少一些还可适于将燃气涡轮构件(20)的原始缺陷的切割部分(22)并入在其中，以复制基底(12)上的原始缺陷，并且获得具有原始以及人工缺陷的校准块(10)以用作用以识别燃气涡轮构件(20)中的缺陷的基准块。

在燃气涡轮构件(20)的检查的操作中，如上文所述的校准块(10)提供成检查燃气涡轮构件(20)。来自燃气涡轮构件(20)的缺陷使用红外热成像法与校准块(10)上的原始缺陷和人工缺陷相比较。此后，分析具有缺陷的燃气涡轮构件(20)是否满足预定的技术要求，如燃气涡轮构件(20)上的缺陷，使得其可用于燃气涡轮中，而没有任何问题。如果满足预定技术要求，则燃气涡轮构件(20)可用于燃气涡轮中；否则，燃气涡轮构件(20)可修复/报废。预定技术要求可为允许具有燃气涡轮构件(20)的燃气涡轮按照行业要求以最经济且有效的方式工作而不影响工作环境的一个或更多个参数。在实施例中，预定技术要求可为燃气涡轮构件(20)中的此类最小缺陷，其在与燃气涡轮一起使用时不影响工作环境，并且具有较小风险。

本公开的校准块在如上文所述的各种范围中是有利的。校准块可用作用于以时间有效且经济的方式分析燃气涡轮构件中的所有缺陷的标准。块可减少修复和分析燃气涡轮构件中的缺陷的时间和工作量。

本公开的特定实施例的前述描述已经出于图示和描述的目的提出。它们不旨在为彻底的，或将本公开限于公开的精确形式，并且明显地，许多改型和变型鉴于以上教导是可能的。实施例选择和描述成以便最佳地阐释本公开的原理及其实际应用，以由此使得本领域技术人员能够最佳地使用本公开，以及具有如适合于构想的特定使用的各种改型的各种实施例。理解的是，构想出了各种省略和等同方案的置换，因为情形可暗示或给予便利，但此类省略和置换旨在覆盖应用或实施，而不脱离本公开的权利要求的精神或范围。