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使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測渦輪葉片凹坑及其嚴重程度

2020-06-15 11:01:34

渦輪葉片是渦輪發(fā)動機中負責能量轉(zhuǎn)化的重要部件,在長期運轉(zhuǎn)過程中,不管是渦輪導向器葉片或者轉(zhuǎn)子葉片,都可能因為金屬疲勞等原因而出現(xiàn)凹坑,并進一步引發(fā)發(fā)動機故障。使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測渦輪葉片凹坑及其嚴重程度,是保障渦輪發(fā)動機安全工作的必要手段之一,特別是韋林品牌的相位掃描測量技術(shù)能夠幫助您更精準地測量凹坑深度。

使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測的凹坑缺陷是如何產(chǎn)生的呢?強烈的震動或者共振都有可能導致金屬疲勞,加上高溫的工作環(huán)境,葉片損傷在所難免。對于轉(zhuǎn)子葉片來說,振動引起的高循環(huán)疲勞,高溫高載荷作用下的應力斷裂,以及外物損傷等,都可能造成葉片的失效;對于渦輪導向器葉片來說,雖然有熱障涂層做保護,但長期服役過程中由于兩者間熱膨脹系數(shù)的差異,涂層容易脫落,高溫的考驗加上長期的震動,葉片也會發(fā)生疲勞失效。凹坑是一種常見的失效表現(xiàn)形式,并且有可能發(fā)展成疲勞斷裂。為了盡早檢測出凹坑,工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡可以勝任這一工作。

使用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測渦輪葉片凹坑及其嚴重程度

通常渦輪的導向葉片在熄滅室出口附近,可以將工業(yè)內(nèi)窺鏡探頭伸入渦輪內(nèi)部,查看導向葉片的狀況,之后再檢查渦輪轉(zhuǎn)子葉片。在進行檢查時,檢測人員在將內(nèi)窺鏡探頭伸入到葉片附近后,可以通過手持機上的操控按鈕調(diào)節(jié)探頭導向,以便從多個角度對葉片進行仔細的檢查,查找葉片表面是否有凹坑。如果發(fā)現(xiàn)凹坑,還應該使用工業(yè)內(nèi)窺鏡的測量技術(shù)對凹坑的面積及深度進行測量,以評估凹坑的嚴重程度,并做出正確的判斷。

現(xiàn)在很多視頻內(nèi)窺鏡采用的是傳統(tǒng)的雙物鏡測量技術(shù),那么在凹坑深度測量上會面臨較大的挑戰(zhàn)。上圖是渦輪導向器葉片的局部示意圖(高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片也是類似的),可以看出葉片有一定厚度的前緣,當前緣上有凹坑時,傳統(tǒng)的雙物鏡測量技術(shù)僅能通過點到面來測量深度,而構(gòu)建平面的三個點的選擇很難確定,如果所選定的面稍有偏差可能會造成最終深度測量的結(jié)果有很大的誤差,如下面的雙物鏡測量示意圖可以看出,由于所選三點所構(gòu)建的平面內(nèi)切葉片弧面,因此深度值體現(xiàn)為正值。這類問題傳統(tǒng)的雙物鏡測量技術(shù)是無法解決的。

傳統(tǒng)雙物鏡測量技術(shù)測量葉片凹坑深度示意圖

但是韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡獨有的相位掃描三維立體測量技術(shù),因為有多種測量模式可供選擇,其中的區(qū)域深度剖面模式可以將上述難題迎刃而解。如下圖所示,使用美國韋林進口內(nèi)窺鏡MViQ測量渦輪葉片凹坑深度時,采用區(qū)域深度剖面模式所構(gòu)建的平面,為整個前緣弧面的制高點,此時矩形區(qū)域內(nèi)最深的點自動生成,相比較點到面測量的方式,精度有很大的提高,操作也更加快捷,這些優(yōu)勢都是傳統(tǒng)雙物鏡測量技術(shù)所不具備的。此外,韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡對渦輪葉片的掉塊、表層剝落、彎曲變形、裂紋等各種缺陷的檢測及測量,同樣具有直觀、高效、準確的特點。

相位掃描三維立體測量技術(shù)測量葉片凹坑深度示意圖



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