[发明专利]一种用于检测燃气轮机叶片的冷却孔的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测燃气轮机叶片的冷却孔的方法。

背景技术

燃气轮机的静叶片或动叶片常常工作在高温高压的环境下，其各种尺寸对燃气轮机的良好运行极为重要，而由于其长期工作于几百乃至上千度的重载荷环境中，这些叶片会因磨损而发生尺寸变化。特别是对于如图1所示的燃气轮机叶片的冷却孔11，其被设计成为叶片内腔中的冷却流体提供通道，从而保护叶片并保证它们的性能和使用寿命。这些冷却孔往往尺寸小，且对位置和倾斜角等具有极高的要求。因此，在生产或维护时，要对部件的内部尺寸参数是否符合设计要求进行检测以判断是否可以使用。

目前，多采用测针和坐标测量机(CMM)来对燃气轮机叶片的位置、尺寸和形状来进行测量。例如采用图2所示的测针2来测量冷却孔11的直径时，将具有不同直径的测针2分别插入冷却孔，并将能够插入冷却孔的最粗的测针的直径与不能插入冷却孔的最细的测针的直径的中间值作为所测得的冷却孔的直径。在测量冷却孔的倾斜角时，用坐标测量机的探头3对能够插入冷却孔的最粗的测针上的两点21和22进行测量，通过这两点的坐标来计算倾斜角。由于冷却孔尺寸小、实际结构复杂且具有不断变化的倾斜角，而测针2具有韧性，故这些测量方法的精确度低，通常无法满足全部检测需要。

美国专利US7810385B1公开了一种采用白光扫描燃气轮机叶片来生成三维实体模型，以确定燃气轮机叶片的剩余使用寿命的方法。然而，这种方法仅能用于对燃气轮机叶片的表面状况进行检测，而不能应用于检测燃气轮机叶片的冷却孔。

在实验室中也采用计算机断层成像的方法来测量燃气轮机叶片的形状。这种方法虽然提升了测量的精确度，且能够对燃气轮机叶片的冷却孔进行测量，但是其设备复杂、耗时且成本高昂，并不适用于在工厂中对大批部件进行检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测燃气轮机叶片的冷却孔的方法。该方法依次包括：步骤1：将液态塑型材料注入燃气轮机叶片的冷却孔；步骤2：阻止所述液态塑型材料的流动，并将所述液态塑型材料固化成模型；步骤3：使所述模型脱离所述燃气轮机叶片；步骤4：扫描所述模型。通过扫描模型可以对燃气轮机叶片的冷却孔进行检测，从而获得更多有关其位置、尺寸和形状的数据，并同时提高测量的精度和效率。

依据本发明的一个方面，所述方法在步骤4之后还包括：步骤5：将扫描所得的所述模型的数据与所述燃气轮机叶片的标准模型的数据进行比较。通过与标准模型的数据进行比较可以对燃气轮机叶片的冷却孔是否符合设计要求进行判断。

依据本发明的另一方面，同时对复数个冷却孔执行步骤1至4。同时获得并扫描复数个冷却孔的模型能够进一步提高检测效率。

依据本发明的再一方面，在所述方法中，所述标准模型的数据通过依次执行步骤1至4来获得。通过与采用同样方法获得的标准模型的数据比较可以提高测量的效率和比较的精度。

依据本发明的又一方面，所述方法在步骤1之前还包括：步骤11：在所述冷却孔的内壁上覆盖一层脱模涂料。脱模涂料可以方便液态塑型材料固化后的脱模。

依据本发明的又一方面，在所述方法中，步骤3依次包括：步骤31：分段对所述模型进行脱模；步骤32：连接所述各段来重新形成所述模型。分段可以方便模型的脱模。

依据本发明的又一方面，通过白光干涉进行扫描或通过激光进行扫描。采用白光干涉或激光进行扫描使得本方法的实施非常可靠。

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对用于检测燃气轮机叶片的冷却孔的方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

图1展示了被检测的燃气轮机叶片，这里以静叶片为例；

图2示意性地展示了现有的检测燃气轮机叶片的冷却孔的方法；

图3展示了采用本发明方法检测燃气轮机叶片的冷却孔的示意图；

图4展示了图3中的模型。

标号说明

1燃气轮机叶片

11燃气轮机叶片的冷却孔

2测针

21，22点

3探头

4模型

41模型端部

42模型主体

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部件。