[发明专利]用于维护涡轮组件的维护设备和方法

说明书

一种维护设备，包括柔性托架，该柔性托架被构造成锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间。维护设备包括与柔性托架可操作地联接的维护工具。维护工具被构造为进行以下中的一个或多个：生成代表涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理涡轮组件的一个或多个表面。维护设备包括一个或多个马达，其与维护工具可操作地联接并且构造成使维护工具相对于柔性托架移动。

技术领域

本文描述的主题涉及用于检查涡轮组件的内表面或修理涡轮组件的内表面中的一个或多个的系统和方法。

背景技术

用于飞行器发动机的涡轮以及用于工业应用的燃气和蒸汽动力涡轮包括至少一个转子，该转子承载多级翼型件(此后称为叶片)，其相对于涡轮壳体旋转。反过来，涡轮壳体承载多级翼型件(此后称为导向轮叶)，使得涡轮由叶片和导向轮叶的交替级组成。为了减少空气，蒸汽或燃烧气体在叶片尖端上的泄漏，可以在定子的径向内表面上设置护罩，以便在叶片尖端周围形成环形密封。为了限制空气，蒸汽，燃烧气体等进入转子腔或轮空间，叶片具有平台，并且导向轮叶具有内侧壁。类似地，导向轮叶具有外侧壁以限制径向向外泄漏。叶片，导向轮叶和护罩一起限定了涡轮内的主要流路。

在使用期间，涡轮部件可能经历退化。目前，进行定期检查，例如管道镜检查，以便评估涡轮在维修间隔之间的状况。在检查期间可以观察到的损坏的示例包括磨损(例如，从叶片尖端侵入护罩，颗粒引起的侵蚀，水滴引起的侵蚀，由于静态部件之间的滑动接触引起的磨损)，冲击(例如，来自涡轮部件的热屏障涂层(TBC)或环境屏障涂层(EBC)的散裂，压缩机叶片的前缘翻边/弯曲)，开裂(例如，热疲劳，低循环疲劳，高循环疲劳，蠕变断裂)，静态部件之间的接触边缘损坏，高温金属部分的氧化或热腐蚀，静态密封退化和蠕变变形(例如，导向轮叶侧壁/翼型件、叶片平台和尖端护罩的)。

在维修间隔期间，涡轮至少部分地被拆卸以允许修理和/或更换损坏的部件。目前，涡轮发动机的损坏部件主要在大修或部件修理设施中进行修理，仅在现场进行有限的干预。用于修理压缩机和涡轮流路部件的过程可包括表面清洁以便去除累积的污垢和氧化产物，剥离和修复涂层表面，裂缝修理，部分更换，航空外形修整和平滑等。虽然修理操作的成本通常低于部件更换成本，但等待计划内停机可能会使某些部件超出其修理限制，甚至可能导致由最严重损坏的部件故障导致的计划外停机。因此，使用定期检查和基于工厂的部件修理方法维护涡轮的传统系统和方法可能不是最佳的。

为了解决上述问题，已经公开了修理受损部件(例如耐磨涂层)的原位方法(例如，美国专利No.7,509,735，美国专利No.8,563,080，美国专利申请公布No.2015/0174837)。然而，这些先前的公开内容集中在使用小直径系绳工具的管道镜式进入。这些工具因维护而受到严格限制，因为它们的尺寸受到限制并且只能进入燃气涡轮发动机内的有限位置。此外，即使可以到达损坏区域，工具朝向受损区域的定向对于执行检查或修理任务可能是不利的。由内窥镜入口端口直径施加的尺寸限制限制了检查和修理工具的能力，并且进入路径可能导致系绳的堵塞或切断。因此，本发明试图提供一种新颖的维护涡轮组件的系统，该系统通过使用远程控制的维护设备克服上述限制，该设备通过交替路径(例如轴向穿过涡轮)插入机器中，并且在有或没有系绳的情况下可以操作。

发明内容

在一个实施例中，一种维护设备包括柔性托架，该柔性托架被构造成锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间。维护设备包括与柔性托架可操作地联接的维护工具。维护工具被构造为进行以下中的一个或多个：生成代表涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理涡轮组件的一个或多个表面。维护设备包括一个或多个马达，其与维护工具可操作地联接并且构造成使维护工具相对于柔性托架移动。