[發明專利]用于選擇性清潔渦輪發動機構件的系統和方法

有效

• 申請號: 201810607422.3
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN109083702B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: N.J.蒂貝茨;A.J.詹金斯;B.P.布萊;E.J.多利;J.瓦特;C.佩雷特;V.G.勞里亞
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/00
• 分類號: F01D25/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;譚祐祥

提供一種用于使清潔組分選擇性地接觸渦輪發動機構件的表面的系統。系統包括清潔設備和歧管組件。清潔設備包括限定清潔室的上部部分和下部部分，清潔室構造成允許在清潔組分和渦輪發動機構件的第一部分的表面之間有選擇性接觸。上部部分包括與清潔室處于流體連通的多個充注孔，而下部部分包括與清潔室處于流體連通的多個排出孔。歧管組件構造成選擇性地使清潔組分從貯存器經由多個充注孔循環到清潔室，且使清潔組分從清潔室經由多個排出孔再循環到貯存器。還提供用于選擇性地清潔渦輪發動機構件的方法。

技術領域

本公開的實施例大體涉及用于選擇性地清潔渦輪發動機構件的系統和方法。更具體而言，本公開的實施例涉及用于使用粘性清潔組分選擇性地清潔渦輪發動機構件的系統和方法。

背景技術

隨著燃氣渦輪發動機的最大運行溫度升高，燃氣渦輪發動機的構件(例如，渦輪盤、軸桿或密封元件)經歷更高的溫度。因而，這些構件的氧化和腐蝕已經變得越來越被關注。用于在這種高運行溫度下使用的渦輪發動機構件典型地由針對良好的耐高溫和耐疲勞性而選擇的鎳和/或鈷基超合金制成。這些超合金耐氧化和腐蝕損害，但是該耐性不足以在當前達到的運行溫度下完全保護它們。隨著時間的推移，諸如(但是不限于)鎳氧化物和/或鋁氧化物的發動機沉積物可在這些渦輪構件的表面上形成涂層或層。這些發動機沉積物典型地需要清潔掉或以別的方式移除。其它構件，尤其是在相對較低溫度下運行的那些構件，可由其它合金類型制成，諸如鈦或鋼；這些構件在工作期間也可被氧化。

進一步，渦輪發動機的某些構件可能需要在它們的工作壽命期間檢查缺陷(例如，形成的裂紋)。但是，用來進行檢查(例如，裂紋檢測)的典型的技術的有效性可由于這些構件的金屬表面上存在的氧化物而受影響。用來在檢查之前移除這些氧化物的典型的清潔方法可能需要進行下者中的一種或多種：磨蝕性清潔技術(例如，磨蝕性濕噴)、多個清潔循環、大量清潔流體或人工地對要清潔的構件應用清潔流體。因此，傳統清潔技術可帶來多種挑戰，諸如成本低效、使用麻煩和額外的環境和健康安全考慮。

此外，用于燃氣渦輪發動機的清潔操作通常采用化學手段，諸如酸溶液，以從構件移除氧化物和其它發動機沉積物。雖然這種技術可能有效，但是它們在可有效應用于期望限制用來移除沉積物的清潔組分接觸構件的區域的情況下的方面有挑戰性。例如，一些構件包括多種材料，其中，一種或多種材料可能與清潔組分不相容。作為另一個實例，在一些構件中，傾向于僅在特定位置形成沉積物，而構件的其它位置仍然可接受地沒有沉積物。在一些情況下，諸如在其中期望構件區域僅選擇性暴露于清潔組分的這些情況下，典型的過程需要額外的步驟，諸如構件拆卸、掩蔽過程，或必須重新應用尺寸建造材料和增加總的清潔過程的時間和費用的其它技術。

因此，將合乎需要的是，能夠有效和高效地從渦輪發動機構件清潔和移除發動機沉積物，尤其是包括金屬氧化物的發動機沉積物。將特別合乎需要的是，能夠以不過度地或顯著移除或改變構件的基底金屬的方式選擇性地清潔和移除這種發動機沉積物。將進一步合乎需要的是，具有允許以選擇性方式有效和高效地清潔發動機沉積物的清潔系統和方法。

發明內容

在一個方面，本公開涉及一種用于使清潔組分選擇性地接觸渦輪發動機構件的表面的系統。系統包括清潔設備和歧管組件。清潔設備包括上部部分和下部部分，其共同限定清潔室。清潔室構造成接納渦輪發動機構件的第一部分，且允許在清潔組分和渦輪發動機構件的第一部分的表面之間有選擇性接觸。上部部分包括多個充注孔，其與清潔室處于流體連通，而下部部分包括多個排出孔，其與清潔室處于流體連通。歧管組件與多個充注孔和多個排出孔處于流體連通。歧管組件構造成選擇性地使清潔組分從貯存器經由多個充注孔循環到清潔室，且使清潔組分從清潔室經由多個排出孔再循環到貯存器。