[发明专利]设有测量磨损标记的离心压缩机以及使用所述标记监测磨损的方法

说明书

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技术领域

本发明涉及燃气轮机的离心压缩机，其设置有用于监测磨损的标记，以及一种使用这种标记测量在离心压缩机上磨损的方法。

本发明特别地适用于直升机的涡轮轴发动机，特别是带有单级或双级压缩机的涡轮轴发动机。

通过侵蚀的磨损影响配备有至少一个带有径向进气口的离心压缩机的发动机的气流路径的主要组件。压缩机的部件，以及最容易受侵蚀的这些部件的区域分别为：叶轮，特别是主叶片的前缘；径向扩散器，特别地其叶片的前缘；以及叶轮的外壳，特别地在外壳肘部的区域内。

本发明更通常地涉及监测涡轮机有效运行的领域，所述监测需要检测通常地通过在流路中摄取异物体（特别是沙）所造成的侵蚀。

背景技术

一种已知的解决方案是测量在叶轮的主叶片前缘上的压缩机的侵蚀，特别地通过内窥镜检查。专利文献FR2938651描述了这种测量旋转叶轮叶片前缘的方法。永久标记在离前沿一个预定距离处产生，并且通过在视野中定位的内窥镜监测该距离，该视野包括标记和前沿的一部分。用于处理由内窥镜提供的图像的方法使得可以推断前缘相对于该标记的位置。

然而，叶轮主叶片前缘的向后倾斜（retreat）的测量的精确度被大大地损害，以及不移除发动机很难接近叶片。此外，因为在操作中叶轮上的高压，很难实施在旋转部件上的指示器的定位。此外，当叶片前缘完全受到侵蚀时对于测量指示器相对于叶片前缘的定位不存在可靠的参考位置。

通常，对部件上磨损的这些不精确描述可导致对部件状况的错误诊断，导致过早或过迟移除发动机。这种不精确导致不能对单个部件进行定向的维护。

发明内容

本发明旨在消除这些缺点，特别是它旨在在不移除发动机的情况下实现压缩机侵蚀的精确测量，以及容易定位。为了做到这一点，尽管压缩机外壳上的磨损不是决定性的，自然推测不鼓励使用它们作为标记，要注意的是，在外壳上布置指示器对于描述磨损可能是有用的。事实上，外壳的肘部侵蚀，并且通过适当标记对该侵蚀的监测使得能够这样描述不仅在外壳上，而且在压缩机的相邻部件，特别是叶轮叶片，上的磨损。

更确切地，本发明涉及一种带有径向进气口的燃气轮机的离心压缩机。这种压缩机包括设置有叶片的叶轮以及用于气体在叶片中流动的外壳。覆盖有耐磨涂层的外壳在基本中央部分具有环形肘部区域。在该肘部区域内，被称为标记的预定深度的至少一个标记凹部被加工在耐磨涂层中。压缩机最优选地构成单级，两级或多级涡轮轴发动机的第一压缩级。

根据有利的特征：

—至少两个标记，优选每组至少两个标记的至少三组，优选每组至少三个标记的至少三组沿外壳的肘部区域分布；

—每组标记具有不同的量化的初始深度；

—每组标记可与所述肘部区域对齐并且其可选择布置在子午线上、半径上以及在该子午线和半径之间倾斜的线上；

—该标记的形状可选自圆柱形状，优选地具有圆形或椭圆形基体的孔，球截形，锥形，以及凹槽。

本发明同样涉及监测上述类型离心压缩机上磨损的方法。在该方法中：

—在外壳肘部的耐磨涂层内加工至少一个预定深度的凹部产生至少一个标记；

随时间连续进行内窥镜检查；

—对于每次检查，内窥镜引入到压缩机内且内窥镜的有源端面对标记定位以提供该标记的图像信号；

—处理内窥镜信号提供剩余标记的值以及根据该值和比较磨损数据确定移除发动机的标准。

根据优选的实施例方式：

—该标记具有不同深度，并且最接近的两个深度之间的差异根据磨损进展的校准度而量化；

—该标记有规律地分布在外壳肘部的圆周上，单独地或在至少两个标记一组地分布，优选至少三个标记一组地分布；

—在连续检查中比较剩余标记的值提供了对侵蚀速度和外壳上磨损进展的测量，以及根据压缩机各个部件之间磨损关系的存储数据（DATA）推断所述压缩机其他部件的磨损；

—对于每次检查，决策标准将剩余标记的值与根据存储的数据所确立的临界值进行比较，当剩余标记的值达到临界值时移除发动机更换磨损部件。

附图说明

在参照附图的基础上，阅读非限定性的以下说明后，本发明将被更好地理解，其优点和特点将更清楚，其中：

—图1示出了包括根据本发明的压缩机的直升机涡轮轴发动机的局部剖视图；

—图2示出了根据本发明的外壳的部分轴向视图，包括两组在半径方向和在外壳肘部子午线上对齐的标记，每组三个；