一种涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109459286A(43)申请公布日2019.03.12(21)申请号201811505712.3(22)申请日2018.12.10(71)申请人湘潭大学地址411100湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘27号(72)发明人杨丽张春兴李朝阳朱旺周益春(74)专利代理机构北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)11489代理人陈超(51)Int.Cl.G01N1/28(2006.01)G01N3/56(2006.01)G01N3/06(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称一种涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法(57)摘要本发明公开了一种涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其步骤包括：进行实时检测的预处理，包括高温散斑制备和/或波导杆连接；制备与安装涡轮模型；连接和校准无损检测装置；开启试验平台，进行服役环境的模拟试验；开启无损检测设备进行检测。本发明通过待测涡轮叶片热障涂层确定涡轮模型类型，实现了高温、高速、带冲蚀和/或腐蚀颗粒的燃气作用于涡轮叶片热障涂层损伤的演化，用声发射检测、高温变形检测和/或红外热成像检测中的一种或多种方法分析裂纹演变规律、三维应变场和三维位移场以及界面脱层的演变规律和机制，有效解决了高速旋转时涂层失效实时检测的难题，为涡轮叶片热障涂层的应用和设计提供的关键技术。CN109459286ACN109459286A权利要求书1/2页1.一种涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S100，进行涡轮叶片热障涂层实时检测的预处理，包括高温散斑制备和/或波导杆连接；S200，制备与安装涡轮模型；S300，连接和校准无损检测装置；S400，开启试验平台，对所述涡轮模型进行服役环境的模拟试验；S500，开启所述无损检测设备，对所述涡轮模型进行检测。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，所述高温散斑制备，为在所述涡轮叶片热障涂层表面均匀喷涂一层颜色对比明显的高温涂料，形成具有高反光性能的散斑场。3.根据权利要求1所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，所述波导杆连接，为将具有良好声波传输性能且耐高温的波导杆焊接于所述涡轮叶片热障涂层的基底面。4.根据权利要求1所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，步骤S200包括：S210，确定待模拟试验的所述涡轮叶片热障涂层的类型；S220，确定所述涡轮叶片热障涂层相应的所述涡轮模型的类型；S230，制备所述涡轮模型；S240，将所述涡轮模型安装于所述试验平台上。5.根据权利要求4所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，所述涡轮模型的类型包括：第一类涡轮模型和第二类涡轮模型；所述第一类涡轮模型包括：涂覆有热障涂层的第一导向叶片和涂覆有热障涂层的第一工作叶片；所述第二类涡轮模型包括：涂覆有热障涂层的第二工作叶片和涂覆有热障涂层的第二导向叶片。6.根据权利要求1所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，所述开启所述试验平台包括：S410，开启所述试验平台的高速转动模块，带动所述涡轮叶片热障涂层高速旋转；S420，开启服役环境模块，使高温、高速、带冲蚀和/或腐蚀颗粒的燃气作用于所述涡轮叶片热障涂层。7.根据权利要求1所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，所述检测设备包括：高温变形检测设备、声发射检测设备和/或红外热成像检测设备；所述高温变形检测设备的连接和校准包括：设置所述高温变形检测设备的摄像头位置与测试区域，利用标定板对高温变形检测设备的几何和光学参数进行校准，并调节好所述摄像头的焦距；2CN109459286A权利要求书2/2页所述声发射检测设备的连接和校准包括：将所述波导杆的自由端与所述声发射检测系统的信号传感器相连，确定外部噪声的相关参数；所述红外热成像检测设备的连接和校准包括：根据预设温度的高温炉实验，校准所述红外热成像检测设备的发射率，设置所述红外热成像检测设备的摄像头位置与测试区域。8.根据权利要求7所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，所述开启高温变形检测设备的检测过程包括：S511，开启高温变形检测设备，设置高温变形检测参数；S512，开始数据采集并记录原始数据；S513，检测完成后对图像信号数据分析计算，获得涡轮叶片热障涂层的三维应变场和三维位移场。9.根据权利要求8所述的涡轮叶片热障涂层模拟试验过程中损伤实时检测方法，其特征在于，所述高温变形检测参数包括：光源强度和拍摄频率。10.根据权利要求7所述的涡轮叶片热障涂