用于机器的内部结构的腐蚀传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及腐蚀传感器(corros1n sensor)，并且更具体地，涉及用于诸如压缩机之类的机器的内部结构的腐蚀传感器。
【背景技术】
[0002]在恶劣环境中操作的机械和设备通常经受过快的腐蚀速率，如果不加以监测或控制，这样的腐蚀速率可能造成机械和设备的提前老化以及最终故障。例如，在燃气涡轮机中，气体沿对气流进行压缩的压缩机中的流动路径流动。压缩机包括多个可能是腐蚀对象的诸如叶片翼型件和喷嘴之类的内部结构。具体而言，在压缩机中进行压缩的空气的成分有时可能驱动点蚀，从而产生腐蚀并且随后由于高应力而开始裂缝。
[0003]在一些设置中，腐蚀传感器可以被安装在除了内部结构之外的金属表面上，以监测任何总体腐蚀的存在和/或速率。例如，传统的腐蚀传感器(可以被称为“试件(coupon) ”)可以包括与金属需求分析类似的金属电极或者可以包括通过介电材料分开的交替的电极层。在任何情况下，电极都可以具有能够与所述电极附接到其上的金属表面相比的氧化电位，使得金属表面上的总体腐蚀速率可以近似于电极上的总体腐蚀速率。由于传统的腐蚀传感器不是应力加载的，因此其不像所关注的内部结构那样暴露于机械和热载荷。因此，它们对于预测部件故障而言通常是不准确的。在这种设置中，预防不可预见的停机时间的唯一机构是通常定期的目视检查，这增加了停机时间。
【发明内容】
[0004]本发明的第一方面提供了一种用于机器的内部结构的腐蚀传感器，该腐蚀传感器包括:测试帽(test cap)，该测试帽具有被配置成由于腐蚀性影响而比内部结构的材料更快出现故障的材料和几何形状中的至少一种；安装件(mount)，该安装件用于将测试帽固定就位在开口中，该开口位于机器暴露在至少类似于内部结构的操作环境的操作环境的部分中；和室，该室邻近测试帽并且位于该测试帽和安装件中的至少一个中，其中由于测试帽的故障而造成的室中的环境变化指示了超过腐蚀阈值(corros1n threshold)。
[0005]其中，所述测试帽包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分具有比所述第二部分大的厚度。
[0006]其中，所述第二部分包绕所述第一部分。
[0007]其中，所述材料和所述几何形状中的至少一个被选择成基于期望的腐蚀性影响在所述测试帽的故障和所述内部结构的故障之间产生预定的时间间隔。
[0008]其中，所述测试帽包括平面表面，所述平面表面与限定所述操作环境的所述机器的部分的内部表面共面。
[0009]其中，所述测试帽和所述安装件通过钎焊(brazing)联接。
[0010]其中，所述腐蚀传感器还包括环境变化传感器，所述环境变化传感器被配置成识别指示超过所述腐蚀阈值的环境变化。
[0011]其中，所述环境变化传感器包括与所述室可操作地联接的热电偶，其中所述环境变化包括由所述热电偶测量到的温度的变化。
[0012]其中，所述环境变化传感器包括与所述室可操作地联接的压力传感器，其中所述环境变化包括由所述压力传感器测量到的压力的变化。
[0013]其中，所述环境变化传感器包括电子量表(electric gauge)，所述电子量表测量跨过所述测试帽的选定电气参数，其中所述环境变化包括所述选定电气参数的变化。
[0014]其中，所述安装件将所述测试帽定位在使得所述测试帽暴露于比所述内部结构更大的应力下的位置处。
[0015]其中，所述开口的尺寸小于所述测试帽，使得所述测试帽暴露于比所述内部结构更大的应力下。
[0016]其中，所述安装件通过螺纹(threadably)联接到所述开口中。
[0017]本发明的第二方面提供了一种用于机器的内部结构的腐蚀传感器，该腐蚀传感器包括:测试帽，该测试帽具有被配置成由于腐蚀性影响而比内部结构的材料更快出现故障的材料和几何形状中的至少一种；安装件，该安装件联接到测试帽，以通过螺纹将测试帽固定就位在开口中，该开口位于该机器暴露在至少类似于内部结构的操作环境的操作环境的部分中；和室，该室邻近测试帽并且位于该测试帽和安装件中的至少一个中，其中由于测试帽的故障而造成的室中的环境变化指示超过腐蚀阈值，其中安装件将测试帽定位在使得该测试帽暴露于比内部结构更大的应力(stress)下的位置处。
[0018]其中，所述测试帽包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分具有比所述第二部分大的厚度，并且所述第二部分包绕所述第一部分。
[0019]其中，所述测试帽包括暴露于所述操作环境的平面表面，并且所述平面表面与限定所述操作环境的所述机器的部分的内部表面共面。
[0020]其中，所述腐蚀传感器还包括环境变化传感器，所述环境变化传感器被配置成识别指示超过所述腐蚀阈值的环境变化。
[0021]其中，所述环境变化传感器包括与所述室可操作地联接的热电偶，其中所述环境变化包括由所述热电偶测量到的温度的变化。
[0022]其中，所述环境变化传感器包括与所述室可操作地联接的压力传感器，其中所述环境变化包括由所述压力传感器测量到的压力的变化。
[0023]其中，所述环境变化传感器包括电子量表，所述电子量表测量跨过所述测量帽的选定电气参数，其中所述环境变化包括所述选定电气参数的变化。
[0024]本发明的说明性方面被设计成解决本发明中所描述的问题以及/或者其它尚未讨论的问题。
【附图说明】
[0025]通过下文的结合示出了本发明的各个实施例的附图对本发明的各个方面的详细描述，本发明的这些和其它的特征将变得更加易于理解，在附图中:
[0026]图1示出了根据本发明的实施例的腐蚀传感器的剖视图。
[0027]图2示出了根据本发明的各个备选实施例的腐蚀传感器的剖视图。
[0028]图3示出了图1的腐蚀传感器的沿图1的线A-A截取的平面图。
[0029]图4示出了图2的腐蚀传感器的沿图2的线B-B截取的平面图。
[0030]应当注意到，本发明的附图并不成比例。附图旨在仅示出本发明的典型方面，并且因此不应当被认为对本发明的范围构成限制。在附图中，相似的附图标记在附图中代表相似的元件。
【具体实施方式】
[0031]如上所述，本发明提供用于机器的内部结构的腐蚀传感器。腐蚀传感器用于指示其腐蚀的内部结构可以包括处于机器中的操作环境内的任何元件。“操作环境”可以包括同样可能暴露于应力的机器内的任何内部的通常恶劣的环境。总体而言，机器的操作环境和结构造成内部结构的腐蚀不能被容易地观察到，因此需要不必要的停机时间来检查腐蚀。如本发明中所描述的腐蚀传感器提供了在不造成不必要的停机时间的前提下识别腐蚀的方式。为了描述的目的，将参照燃气涡轮机压缩机来描述腐蚀传感器。在该例子中，内部结构例如可以包括翼型件、喷嘴、壳体的一部分等。要强调的是，尽管腐蚀传感器将被描述成应用于燃气涡轮机压缩机，但是本发明的教导内容能够适用于具有暴露在恶劣环境以及多种多样的应力下的内部结构的很多种机器。例如，其它的机器可以包括燃气涡轮机、蒸汽涡轮机、燃烧器、加热/通风设备、栗、压缩机、往复式发动机、齿轮箱等。因此，根据本发明的实施例的腐蚀传感器可以应用于其上的内部结构的种类非常广泛。
[0032]参照图1，示出了根据本发明的实施例的腐蚀传感器100的剖视图。如上所述，腐蚀传感器100被示为应用于呈燃气涡轮机压缩机形式的机器104的内部结构102(为了清楚起见示意性地示出)。例如，内部结构102可以包括燃气涡轮机压缩机的翼型件，该翼型件可以由诸如钢之类的材料制成。内部结构102还能够是静止喷嘴、壳