专利名称：用于在线监测熔盐腐蚀的系统和方法
技术领域：
本主题大体涉及腐蚀监测，并且尤其涉及用于在线监测高温构件的熔盐腐蚀的系统和方法。
背景技术：
电化学腐蚀是其中金属原子发生氧化且失去电子的过程。在腐蚀用语中，金属原子失去电子所处的位置被称为阳极，而电子所转移到的位置被称为阴极。基底金属内的局部腐蚀包括产生与不腐蚀的阴极区域分开的主动腐蚀的阳极区域。因此，当基底金属在阳极处氧化从而在阳极区域中形成坑时，留下的电子会流到阴极。另外，在金属表面处，液相中的离子接收金属所释放的电子。这个电子和离子的流本质上形成电路。因而，当电路闭合且在阳极和阴极之间存在电势差时，电流就在阳极和阴极之间流动。一种特定类型的腐蚀-熔盐引起的腐蚀或热腐蚀，可为许多高温应用中的主要问题。例如，冷凝熔盐环境可存在于涡轮发动机、航空器发动机、微型涡轮和各种工业化学过程中。在燃气轮机中，具体而言，在热气路径中流动的燃料杂质(例如亚硫酸盐、钒或氯化物)可在高温下互相作用，在燃气轮机内的许多热气路径构件的表面上形成熔盐。例如，熔盐层可形成于燃气轮机的涡轮区段中的轮叶或喷嘴的表面上。此熔盐层可分解掉这种构件的金属氧化物表面层，从而使基底金属暴露于来自在热气路径中流动的气体的氧气，并且因此导致基底金属迅速氧化。目前，用于监测暴露于熔盐腐蚀的大多数工业装备仅有的手段之一是使装备停机并对其进行检查。尤其是对于燃气轮机来说，停机时间代价可能非常高。另外，检查通常必须拆开燃气轮机的至少一部分，这需要另外的停机时间和费用。可能有其它选项可用于燃气轮机操作者，例如燃料质量监测和过滤器维护，但是在需要采取这样的措施时进行预测是困难的。因而，当过于频繁或过于稀少地执行这些措施中的任何措施时都会引起不必要的费用。因此，一种用于在线监测高温构件的熔盐腐蚀的系统和方法在本技术中将是受欢迎的。
发明内容
将在以下描述中对本发明的各方面和优点进行部分地阐述，或者根据该描述，本发明的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本发明来了解本发明的各方面和优
点ο在一方面，本主题提供了一种用于在线监测设备的构件的熔盐腐蚀的方法。该方法大体包括使第一电极和第二电极的一部分暴露于设备的腐蚀性运行环境。第一电极和第二电极设置在构件内，并且通过绝缘材料而彼此电绝缘开。另外，第一电极和第二电极电耦联，使得当在第一电极和第二电极之间存在电势差时，电流会在第一电极和第二电极之间流动。该方法还包括测量和分析在第一电极和第二电极之间的电势差或在第一电极和第二电极之间流动的电流其中至少一个，以便预测构件的腐蚀特性，其中，第一电极和第二电极之间的电势差是至少部分地基于第一电极或第二电极处的熔盐腐蚀的。在另一方面，本主题提供了一种用于在线监测设备的构件的熔盐腐蚀的系统。该系统包括设置在设备的构件中的腐蚀感测装置。腐蚀感测装置大体包括在绝缘材料内彼此电绝缘开的第一电极和第二电极。第一电极和第二电极布置在腐蚀感测装置中而使得第一电极和第二电极中的各个的一部分暴露于设备内的腐蚀性运行环境。另外，第一电极和第二电极电耦联，使得当在第一电极和第二电极之间存在电势差时，电流会在第一电极和第二电极之间流动。本主题的系统还包括腐蚀监测装置，腐蚀监测装置构造成以便测量和分析在第一电极和第二电极之间的电势差或在第一电极和第二电极之间流动的电流其中至少一个，使得可预测构件的腐蚀特性，其中，第一电极和第二电极之间的电势差是至少部分地基于第一电极或第二电极处的熔盐腐蚀的。参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在此说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用来阐明本发明的原理。
在说明书中(参照附图)对针对本领域普通技术人员而言本发明的完整和能够实施的公开-包括其最佳模式进行了阐述，其中图1示出了燃气轮机系统的示意图；图2示出了具有用于在线监测熔盐腐蚀的、根据本主题的一方面安装的系统的一个实施例的燃气轮机的涡轮区段的截面侧视图；以及图3示出了根据本主题的一方面的、耦联到腐蚀监测装置上的腐蚀感测装置的一个实施例的截面侧视图。部件列表10燃气轮机12压缩机区段14燃烧器区段16涡轮区段18 轴20涡轮护罩21第一级喷嘴22第一级轮叶23第二级喷嘴24第二级轮叶25第三级喷嘴26第三级轮叶28热气路径30腐蚀感测装置32腐蚀监测装置
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34 (涡轮)构件35构件的暴露表面36运行环境38绝缘材料40 电极42暴露面/端面
具体实施例方式现在将对本发明的实施例进行详细参照，在图中示出了实施例的一个或多个实例。各个实例是以阐明本发明而非限制本发明的方式提供的。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在不偏离本发明的范围或精神的情况下在本发明中作出各种修改和改变。例如，被示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用，以产生另外又一个实施例。因此，意图的是本发明覆盖属于所附权利要求书及其等效物的范围内的这样的修改和改变。大体上，本主题公开了一种用于在线监测熔盐腐蚀的系统和方法。特别地，公开了一种使用腐蚀感测装置和腐蚀监测装置来探测和监测设备的高温构件的熔盐腐蚀的系统。 例如，燃气轮机的热气路径构件可由于熔盐形成于其表面上的原因而经受熔盐腐蚀。因而， 本主题可为燃气轮机的操作者提供关于涡轮构件的腐蚀速率的实时信息，以容许在燃气轮机上执行积极的或反应式的修正措施，以便防止构件损害。应当理解，将大体参照涡轮机的涡轮构件-尤其是参照工业燃气轮机的涡轮区段内的构件来对本主题进行描述。但是，应当理解，本主题的系统和方法可适于用于在推进应用以及其中可能存在熔盐腐蚀的各种其它应用中使用的燃气轮机。此外，应当容易地理解， 本系统和方法可大体用来对任何高温构件的熔盐腐蚀提供在线监测。例如，熔盐腐蚀可发生在其中设备的构件暴露于高于腐蚀性盐的熔点的温度的各种高温应用中。大体上，当熔盐在金属构件的表面上形成、从而溶解掉任何金属氧化物表面层且使该构件的基底金属暴露于氧化剂(例如氧气)时会发生熔盐腐蚀。例如，当熔融碱盐在涡轮构件，例如由镍基或钴基超合金形成的一个涡轮构件的表面上形成时可发生熔盐腐蚀。 现有文献将熔盐腐蚀的腐蚀机制描述为其中金属构件的氧化物表面层的溶解容许存在于熔盐中的氧离子和亚硫酸盐离子使金属迅速氧化的一种机制。特别地，目前本领域普通技术人员理解的是，由于熔盐形成的原因而出现的氧化局限于熔盐和在金属构件的表面处的金属原子之间的交接处。因而，相信不存在由于腐蚀而造成的通过金属构件的大量电子传送。通过实验，本主题的发明人已经意外地发现，当基底金属的一部分在存在熔盐的情况下发生氧化时，与熔盐腐蚀相关联的氧化实际上确实产生了可探测且可测量的流动电子。特别地，实验室实验表明，当熔盐与金属感测电极和金属构件两者接触或与两个金属感测电极接触时，可在电极和构件之间(或者在两个电极之间)探测到电流。因此，本主题的发明人已经发现，熔盐腐蚀的腐蚀机制类似于许多类型的电化学腐蚀的腐蚀机制。因而， 当金属构件由于该金属构件的氧化物表面层在存在熔盐的情况下分解的原因而暴露于氧化剂时，基底金属就转化成金属氧化物，从而留下这样的电子其不是被传送到熔盐表面层中，而是可流到基底金属的其它部分(即阴极区域)。然后可测量这个电子流，以确定基底金属的腐蚀特性。如本文所用，用语“腐蚀特性”或“多种腐蚀特性”大体指的是金属典型地如何对腐蚀起反应，例如由于腐蚀而引起的点蚀速率或点蚀深度。大体上，腐蚀所形成的坑会随着时间的持续而继续增长，并且可破坏金属构件的结构完整性，这可导致构件失效。因此，为了容许探测高温构件(例如热气路径构件)的熔盐腐蚀，腐蚀感测装置可安装在该构件中，以感测由于高温腐蚀而出现的电子流。大体上，腐蚀感测装置可构造成以便例如通过模拟基底金属的阳极和阴极区域和通过具有类似于该构件的腐蚀特征的腐蚀特性来模拟构件的基底金属。因此，在一个实施例中，腐蚀感测装置可包括尤其适于在高温应用中使用的耦联多电极阵列传感器，耦联多电极阵列传感器使用电极阵列来模拟腐蚀的金属的阳极和阴极区域。电极可耦联在一起，使得当电极之间存在电势差时，电流在阳极电极和阴极电极之间流动。然后这个电势差和/或电流可由本主题的腐蚀监测装置测量和分析，以预测高温构件的腐蚀特性，例如点蚀速率和点蚀深度，并且由此确定何时需要在构件或其中安装了该构件的设备上执行修正措施。因此，本主题的系统可容许高温构件的熔盐腐蚀得到持续的监测，以便为操作者提供关于腐蚀构件(一个或多个)的状况的实时信息，而无需频繁地停机进行检查。因此， 系统可提供必要的输入，以用于确定何时需要执行修正措施以及需要执行何种修正措施， 使得可更加准确地预测对修正措施的需要。例如，在一个实施例中，可基于燃气轮机内发生的腐蚀的程度来为燃气轮机操作者提供一个或多个建议的或要求的修正措施。现在参照附图，图1示出了燃气轮机10的示意图。燃气轮机10大体包括压缩机区段12、在燃烧器区段14内的多个燃烧器，以及涡轮区段16。压缩机区段12和涡轮区段 16可由轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起形成轴18的多个轴段。在燃气轮机10 的运行期间，压缩机区段12将压缩空气供应给燃烧器区段14的燃烧器。空气和燃料在各个燃烧器内混合和燃烧，并且热的燃烧气体在从燃烧器区段14到涡轮区段16的热气路径中流动，在涡轮区段16中，从燃烧气体中提取能量来做功。参照图2，燃气轮机10的涡轮区段16可包括任何数量的涡轮级。在一个实施例中，涡轮区段16可包括三个级。涡轮区段16的第一级可包括多个沿周向隔开的喷嘴21和轮叶22。例如，第一级喷嘴21可沿周向彼此隔开且绕着转子的轴线固定。另外，第一级轮叶22也可沿周向彼此隔开，并且联接到轴18上以随其旋转。类似地，涡轮区段16的第二级可包括多个沿周向隔开的喷嘴23和轮叶M。还示出了涡轮区段16的第三级，且该第三级可包括多个沿周向隔开的喷嘴25和轮叶26。本领域普通技术人员应当理解，涡轮区段 16的各级大体设置在从燃烧器区段14流出的燃烧产物的热气路径观中。另外，应当理解， 环形护罩20可包围涡轮轮叶22、24J6的尖端，以限定通过各个级的热气路径的外边界。根据本主题的一方面，图2还示出了用于在线监测燃气轮机10内的熔盐腐蚀的系统的一个实施例。该系统大体包括设置在燃气轮机10的涡轮区段16的热气路径构件 34(图幻内的腐蚀感测装置30和耦联到该腐蚀感测装置30上的腐蚀监测装置32。监测装置32可构造成以便测量和分析来自感测装置30的输出，以预测其中安装了感测装置30 的构件34的腐蚀特性。基于预测的腐蚀特性(一个或多个)，监测装置32然后可确定何时建议或要求在燃气轮机10上执行修正措施(一个或多个)，以便防止由于过度腐蚀而引起的构件和/或涡轮损害。
如图2所示，腐蚀感测装置30可设置在沿着燃气轮机10的热气路径观的各种位置处。例如，在一个实施例中，腐蚀感测装置30可安装在涡轮区段16的涡轮护罩20中。如图所示，腐蚀感测装置30可通过线路耦联到腐蚀监测装置32上。另外，在备选实施例中， 腐蚀感测装置30可安装在涡轮区段16的各级的喷嘴21、23、25或轮叶22、24J6中的一个中。在这种实施例中，腐蚀感测装置30可通过线路或者通过无线发射机(例如射频发射机) 与腐蚀监测装置32通讯。但是，大体上，应当理解，腐蚀感测装置30可安装在可能由于熔盐的形成而易于受熔盐腐蚀的影响的任何高温构件中，且因此感测装置30的应用无需限于燃气轮机10的构件34。还应当理解，多个腐蚀感测装置30可设置在燃气轮机10内，在单个涡轮构件内或在任何其它高温构件内。图3示出了大体设置在燃气轮机10的热气路径构件34中的腐蚀感测装置30的截面图。但是，应当理解，在备选实施例中，构件34无需为热气路径构件，而是可大体包括经受熔盐腐蚀的任何高温设备的任何高温构件。如图所示，腐蚀感测装置30安装或固定在构件；34内，使得感测装置30的一端暴露于燃气轮机10内的腐蚀性运行环境36。例如，在一个实施例中，构件34可包括涡轮区段16的涡轮护罩20，使得腐蚀感测装置30的一端暴露于在燃气轮机10的热气路径中流动的燃烧产物，并且相对端从护罩20的外侧延伸。在一个备选实施例中，构件34可包括涡轮轮叶22、24J6或涡轮喷嘴21、23、25，使得感测装置30的一端暴露于热的燃烧气体，而相对端延伸到轮叶22、24J6或喷嘴21、23、25的内部中。另外，应当理解，可使用任何适当的手段将腐蚀感测装置30安装在构件34内。如图所示，感测装置30由接头锁紧螺母型压挤配件固定在构件34中。但是，在备选实施例中，可使用螺纹配件、通过焊接或通过本领域已知的任何其它手段来将腐蚀感测装置30安装在构件；34内。由于发现熔盐腐蚀的腐蚀机制会引起可探测的电子流，所以腐蚀感测装置30可大体包括能够探测由于高温腐蚀而产生的电子流的任何机构或装置。因此，在一个实施例中，本主题的腐蚀感测装置30可包括用于探测熔盐腐蚀的耦联多电极阵列传感器且可这样来构造。例如，腐蚀感测装置30可包括绝缘材料38和多个电极40。绝缘材料38可大体由阻挡电流流动以便使感测装置30内的电极40电绝缘的任何材料制成。在一个实施例中，绝缘材料38可包括能够经受住燃气轮机10的涡轮区段16内的高温的材料。例如，绝缘材料38可包括高温陶瓷或涂有高温材料的一些其它适当的电绝缘体。腐蚀感测装置30的电极40可包括小块金属或线材。大体上，电极40可设置在腐蚀感测装置30内，使得绝缘材料38使各个电极40与其它电极40电绝缘开。另外，虽然在图3中示出了单排电极40，但是应当理解，电极40可在腐蚀感测装置30内布置成二维阵列。另外，相邻的电极40之间的间隔可大体上有所改变。但是，应当理解，最佳间隔可为能够通过常规实验来确定的。此外，电极40可布置在腐蚀感测装置30中，使得各个电极40的一部分暴露于燃气轮机10内的腐蚀性运行环境36。例如，如图3所示，各个电极的端面42可暴露于燃气轮机10的运行环境36，并且可与构件34的暴露表面35基本对齐。因此，在一个实施例中，端面42可暴露于在涡轮区段16的热气路径观(图幻中流动的燃烧产物，而且特别地，可暴露于在构件34的表面35上的形成的任何熔盐。大体上，腐蚀感测装置30可构造成以便探测高温构件上发生的腐蚀。特别地，在一个实施例中，腐蚀感测装置30可基于在电极40的暴露面42处发生的电化学反应来探测燃气轮机10的涡轮区段16内的局部熔盐腐蚀。例如，由于感测装置30布置在构件34中， 所以电极40可暴露于在构件35上形成的熔盐，并且因此，经受类似于构件34的腐蚀的腐蚀。腐蚀感测装置30中的电极40中的一些将具有类似涡轮构件34的基底金属中的阳极部位的属性，而电极中的一些将具有类似基底金属的阴极部位的属性。因此，当电极40在绝缘材料38内彼此电绝缘开但在绝缘材料38的外部-例如在腐蚀监测装置32内电耦联在一起时，可作为阳极操作的电极40可模拟阳极区域，而可作为阴极操作的电极40可模拟基底金属的阴极区域。因而，当电极之间存在电势差时，由于阳极电极40中的一个或多个处发生的熔盐腐蚀的原因，电流可在电极40之间流动。因此，可作为阳极操作的电极40可释放流到可作为阴极操作的电极40的电子。阳极电极40和阴极电极40之间的所产生的电势差和/或电流然后可由腐蚀监测装置32测量和分析，以预测在构件34上发生的腐蚀的程度，且从而确定何时可能需要在构件34、燃气轮机10或其中安装了腐蚀感测装置30的任何其它设备上执行修正措施(如果有的话)。仍然参照图3，应当理解，电极40可由具有类似于用来形成构件34的材料的腐蚀特性的腐蚀特性的材料形成。在一个实施例中，电极40可由具有基本类似于构件34的腐蚀特性的腐蚀特性的材料形成。因而，电极40可呈现基本类似于构件34的腐蚀行为的腐蚀行为，而且更具体而言，对腐蚀性熔盐(是燃气轮机10的涡轮区段16内的许多腐蚀的原因)呈现类似的反应。例如，在一个实施例中，电极40可由与构件34相同的材料-例如与涡轮轮叶22、对、26、涡轮喷嘴21、23、25或涡轮区段16的涡轮护罩20相同的材料-形成。 因此，从腐蚀感测装置30中得到的测量结果不仅可表示电极40的腐蚀特性，而且通过适当地选择电极材料，该测量结果还可用来准确地预测在构件34的表面35处发生的腐蚀的程度。应当理解，在一些实施例中，电极40可由比用来形成构件34的材料对腐蚀剂(诸如熔盐)更敏感的材料形成，以便提高腐蚀感测装置30的信号输出。此外，在另外的实施例中，实际电极40可由显著地不同的材料形成，以容许使用单个腐蚀感测装置30来获得多个涡轮构件34的腐蚀测量结果，以及/或者允许收集与在燃气轮机10内或在构件34上发生的腐蚀有关的附加信息。例如，在一个实施例中，腐蚀感测装置30的第一组电极40可由与特定的涡轮构件34相同的材料形成，而第二组可由与不同的构件相同的材料形成。因而，可测量跨过第一组电极和第二组电极40的电势差和/或在第一组电极和第二组电极40之间流动的电流，以便预测在两个构件34上发生的腐蚀的程度，而无需使用不止一个感测装置30。在另一个实施例中，腐蚀感测装置30的电极40可各自由不同的金属形成，取决于引起腐蚀的特定的熔盐或熔盐的组合，各种金属呈现不同的腐蚀特性。在这种实施例中，可测量跨过不同材料的电极40的电势差和/或在不同材料的电极40之间流动的电流，而且还开发了特定的传递函数，以便准确地预测什么熔盐(一种或多种)可在构件34上引起局部腐蚀。在一个备选实施例中，两个或更多个感测装置30 可设置在诸如燃气轮机10的设备中，至少一个感测装置30包括由基本类似于构件34 (该至少一个感测装置30安装在其中)的材料的材料形成的电极40，而至少一个其它感测装置 30包括由不同的材料制成的电极40。如以上所指明的那样，本主题的腐蚀监测装置32可大体构造成以便测量和分析来自腐蚀感测装置30的输出(例如跨过电极40的电势差和/或在电极40之间流动的电流)。因此，在一个实施例中，腐蚀监测装置32可用来预测涡轮构件34的腐蚀特性，且从而为涡轮操作者指明何时可建议或要求执行修正措施。这样做时，应当理解，在各种实施例中，腐蚀感测装置30的电极40可在腐蚀监测装置32内电耦联，使得监测装置32能够测量在任何两个电极40之间的电势差和/或在任何两个电极40之间流动的电流，或在设置在腐蚀感测装置30内的多个电极40之间的电势差和/或在该多个电极40之间流动的电流。大体上，腐蚀监测装置32可包括能够测量和分析跨过电极40的电势差和/或在电极40之间流动的电流的任何装置或装置的组合。例如，腐蚀监测装置32可包括电压表、 电流表或与涡轮控制系统的涡轮控制器、一些其它计算机或任何其它适当的处理装备通讯的任何其它适当的电测量仪器。因此，在一个实施例中，各个电极40可电连接到公共的导线(未示出)上，小电阻器(未示出)连接在各个电极和公共的导线之间。来自各个电极 40的输出可被输送到多通道电压表，使得可测量跨过电阻器的电势差或电压降。电压测量结果然后可传输到任何适当的处理装备，例如计算机，以分析该测量结果。在一个备选实施例中，腐蚀监测装置32可包括与适当的处理装备通讯的多电极腐蚀监测器，使得可测量和分析电极40之间的电势差和/或电流。适当的可商业获得的多电极腐蚀监测器可包括来自CORRINSTRUMENTS (德克萨斯州圣安东尼奥)的NAN0C0RR。在一个另外的实施例中，腐蚀感测装置30可直接耦联到能够既测量又分析来自感测装置30的输出的处理装备上，以便预测构件；34的腐蚀特性。应当理解，与本主题的系统一起使用的任何处理装备，例如任何与计算机有关的装备，可构造成以便运行任何适当的软件指令集，以分析电极40之间的电势差和/或电流。如以上所指明的那样，腐蚀感测装置30可大体构造成以便模拟高温构件的腐蚀的基底金属，例如燃气轮机10的热气路径构件34。因此，腐蚀监测装置32可用来通过分析电极40之间的电流和/或跨过电极40的电势差来预测构件34的腐蚀特性，例如点蚀速率和深度。应当理解，可开发适当的传递函数来使电极40之间的电势差、在电极40之间流动的电流或两者与构件34的腐蚀特性相关联。这种传递函数的开发在本领域技术人员的能力之内，并且因此本文将不会对其进行任何详细的论述。但是，大体上，可基于阳极和阴极电极40之间的电流的平均值来预测构件34的平均腐蚀或点蚀速率，而且可基于腐蚀最快的电极40 (即以最高速率从中损失电子的最阳极电极)来预测局部腐蚀速率。另外，可通过借助于测量电流对阳极电极40处的基底金属损失进行逆向计算来预测腐蚀或点蚀深度。腐蚀监测装置32还可能能够操纵、存储和/或显示预测的腐蚀特性和/或腐蚀测量结果，使得这种数据可被操作者或维护工作人员访问和理解。例如，腐蚀监测装置32可包括显示装置33，例如计算机屏幕，显示板或其它适当的视觉显示器，显示装置33为操作者提供在构件34上发生的腐蚀的程度的视觉指示。因此，在一个实施例中，腐蚀监测装置 32可构造成以便在显示装置33上显示大体上描绘对于特定涡轮构件34、多个涡轮构件或对于燃气轮机10的预测的点蚀深度和/或点蚀速率(随着时间)的表格或图表。在这种实施例中，燃气轮机操作者然后可确定需要何种修正措施(如果有的话)来响应所显示的点蚀速率和/或点蚀深度。备选地，腐蚀监测装置32可编程有适当的软件指令，以便基于例如特定构件34 ( 一个或多个)的点蚀深度和/或点蚀速率的预定极限来自动地确定修正措施是否是必要的。因而，腐蚀监测装置32可通过显示装置33自动将任何建议的或要求的修正措施通知燃气轮机操作者或维护工作人员，以容许操作者采取任何必要的行动。因此，通过使电势差测量结果和/或电流测量结果与构件34的腐蚀特性相关联， 腐蚀监测装置32本身还可用来表示何时应当在燃气轮机10或构件34上执行修正措施。 这可允许对燃气轮机10进行预测性的/积极的维护两者，以及基于例如腐蚀水平的突然或意外的升高来执行反应式的修正措施。所采取的修正措施大体可为涉及防止或减少构件 34上发生的熔盐腐蚀的量的任何措施，或者涉及监测和/或检查构件34的状况的任何措施。例如，修正措施可包括使燃气轮机10的部分停机并对其进行检查，或者改变机器运行参数，例如降低或提高燃烧温度，转换燃料类型，添加燃料腐蚀抑制剂和/或调节机器的调低(turndown)。应当理解，各种其它修正措施对本领域普通技术人员可为显而易见的，因此，潜在的修正措施无需限于以上论述的措施。另外，应当理解，所采取的特定的修正措施可取决于针对特定的涡轮构件34所预测到的腐蚀的类型和/或程度。例如，可能合乎需要的是使某些修正措施或修正措施的组合与特定的腐蚀条件/速率/状况相关联和/或将某些修正措施或修正措施的组合分配给特定的腐蚀条件/速率/状况，以使得燃气轮机操作者(或腐蚀监测装置3 能够迅速确定应当采取何种措施。因此，在一个实施例中，如果构件34的预测点蚀速率超过预定的点蚀速率，则修正措施可包括执行任何可用的减轻策略，例如改变某些机器运行参数。类似地， 如果构件；34的预测点蚀深度超过预定的点蚀深度，则可使机器停机且对其进行检查，以防止构件失效。另外，如果对从腐蚀感测装置30得到的测量结果的分析表示构件34的预测点蚀速率在较短的一段时间里有显著地提高，则操作者可调查这种提高(例如燃料质量变化或过滤器装备故障)的具体原因。此外，应当理解，通过使来自腐蚀监测装置32的测量结果与其它可用数据(例如涡轮运行小时数、构件运行小时数、运行温度等等)结合，还可预测涡轮构件34的工作寿命。例如，应当理解，可开发适当的传递函数，以至少部分地基于腐蚀监测装置32所提供的腐蚀测量结果来准确地预测构件寿命。本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种用于设备(10)的高温构件(34)的熔盐腐蚀的在线监测的方法，该方法包括使第一电极00)和第二电极00)的一部分暴露于设备(10)的腐蚀性运行环境(36)，其中，所述第一电极GO)和所述第二电极GO)设置在该设备(10)的构件(34)内，并且通过绝缘材料(38)而彼此电绝缘开，所述第一电极和第二电极GO)电耦联，使得当在所述第一电极GO)和所述第二电极GO)之间存在电势差时，电流会在所述第一电极GO)和所述第二电极(40)之间流动；测量所述第一电极G0)和所述第二电极G0)之间的电势差或在所述第一电极G0) 和所述第二电极G0)之间流动的电流中的至少一个；以及分析所测量的电势差或所测量的电流中的该至少一个，以预测所述构件(34)的腐蚀特性，其中，所述第一电极G0)和所述第二电极G0)之间的电势差至少部分地基于所述第一电极G0)或所述第二电极G0)处的熔盐腐蚀。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括基于所述构件(34)的预测的腐蚀特性确定何时在该设备(10)上执行修正措施。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括基于所述构件 (34)的预测的腐蚀特性来在该设备(10)上执行修正措施。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该设备(10)包括燃气轮机(10)，并且所述修正措施包括使该燃气轮机(10)停机以及检查该燃气轮机(10)。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该设备(10)包括燃气轮机(10)，并且所述修正措施包括调节该燃气轮机(10)的一个或多个机器运行参数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括在视觉上显示所述构件(34)的预测的腐蚀特性。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述构件(34)的腐蚀特性包括点蚀深度或点蚀速率中的至少一个。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电极和第二电极 (40)由具有与所述构件(34)的腐蚀特性基本类似的腐蚀特性的材料形成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电极和第二电极 (40)形成腐蚀感测装置(30)的一部分，所述腐蚀感测装置(30)包括多个电极00)。
10.一种用于设备(10)的构件(34)的熔盐腐蚀的在线监测的系统，该系统包括腐蚀感测装置(30)，其设置在设备(10)的构件(34)中，所述腐蚀感测装置(30)包括在绝缘材料(38)内彼此电绝缘开的第一电极G0)和第二电极(40)，所述第一电极和第二电极G0)布置成使得所述第一电极和第二电极G0)中的各个的一部分暴露于该设备(10) 内的腐蚀性运行环境(36)，所述第一电极和第二电极00)电耦联，使得当在所述第一电极 (40)和所述第二电极G0)之间存在电势差时，电流会在所述第一电极G0)和所述第二电极G0)之间流动，所述第一电极G0)和所述第二电极G0)之间的电势差至少部分地基于所述第一电极G0)或所述第二电极G0)处的熔盐腐蚀；以及腐蚀监测装置(32)，其构造成以便测量和分析所述第一电极00)和所述第二电极 (40)之间的电势差或在所述第一电极G0)和所述第二电极G0)之间流动的电流中的至少一个，使得可预测所述构件的腐蚀特性。
全文摘要
本发明涉及用于在线监测熔盐腐蚀的系统和方法。公开了一种用于在线监测设备(10)的构件(34)的熔盐腐蚀的系统和方法。第一和第二电极(40)在构件(34)内彼此电绝缘开且暴露于设备(10)的腐蚀性运行环境(36)。第一和第二电极(40)电耦联，使得当在第一和第二电极(40)之间存在电势差时，电流在第一电极(40)和第二电极(40)之间流动。第一电极(40)和第二电极(40)之间的电势差至少部分地基于第一电极(40)或第二电极(40)处的熔盐腐蚀。测量和分析第一电极(40)和第二电极(40)之间的电势差或在第一电极(40)和第二电极(40)之间流动的电流中的至少一个，使得可预测构件(34)的腐蚀特性。
文档编号G01N17/00GK102235966SQ20111009882
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月8日 优先权日2010年4月9日
发明者P·S·迪马斯乔, R·E·赫夫纳 申请人:通用电气公司