用于测定在涡轮叶片中的裂纹的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102498372A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102498372A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201080040946.0(51)Int.Cl.(22)申请日2010.09.13G01H1/00(2006.01)(30)优先权数据09011731.82009.09.14EP(85)PCT申请进入国家阶段日2012.03.14(86)PCT申请的申请数据PCT/EP2010/0633662010.09.13(87)PCT申请的公布数据WO2011/029926DE2011.03.17(71)申请人西门子公司地址德国慕尼黑(72)发明人迈克尔·容乌韦·林内曼克里斯托夫·赫尔曼·里克特彼得·申德勒兰多·斯特克尔(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人张春水田军锋权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图11页(54)发明名称用于测定在涡轮叶片中的裂纹的方法(57)摘要本发明涉及一种用于测定在涡轮叶片(3)中的裂纹的方法，其中，在运行期间进行测定，其中，首先通过有限元计算在理论上求出叶片固有频率，并且随后与所测得的叶片固有频率进行比较，并且只要观察到偏差超过所限定的极限值就生成错误报告。CN10249837ACN102498372A权利要求书1/1页1.用于测定在涡轮叶片(3)中的裂纹的方法，其中，在运行期间测定所述涡轮叶片(3)的叶片振动，具有如下步骤：-求出所测的叶片固有频率；-计算理论的叶片固有频率；-将所述所测的叶片固有频率与所述理论的叶片固有频率进行比较；-求出在所述所测的叶片固有频率与所述理论的叶片固有频率之间的偏差；-只要所述偏差超过限定的极限值，就生成错误报告，-只要检测到频率漂移，就生成错误报告。2.根据权利要求1所述的方法，其中，无接触地测量所述叶片振动。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，借助有限元计算来求出理论的叶片固有频率。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，通过傅里叶变换或者类似的谱分析来求出所测的叶片频率。5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，依据裂纹并且依据转速偏差和温度偏差进行叶片固有频率的计算，并且由此产生多个数据记录。6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，以限定的时间间隔观察所测的叶片固有频率，并且能够由所测的叶片频率的在时间上的发展来测定裂纹。2CN102498372A说明书1/2页用于测定在涡轮叶片中的裂纹的方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于测定在涡轮叶片中的裂纹的方法，其中，在运行期间测定涡轮叶片的叶片振动并且在运行期间可测定裂纹。背景技术[0002]涡轮机，尤其是蒸汽涡轮机，在运行时承受高的机械负荷和热负荷。流体机械基本上包括固定的构件以及可围绕转动轴线旋转地支承的构件。在该可旋转支承的构件处通常设置有涡轮叶片，涡轮叶片将蒸汽的热能转化成转动能。在运行时出现高的热负荷和机械力时，涡轮叶片可进行叶片振动。此外，在涡轮叶片中可能产生裂纹。这种裂纹的检测通常很困难。现在，在检验或者修理工作期间，在停止运转时在裂纹方面对涡轮叶片进行检查。这种检查方法是耗时的并且不能在运行期间进行。期望的是，能够具有可在运行期间测定在涡轮叶片中的裂纹的方法。发明内容[0003]本发明的目的在于，提出一种方法，借助该方法可在运行期间测定在涡轮叶片中的裂纹。[0004]该目的通过一种用于测定在涡轮叶片中的裂纹的方法得以实现，其中在运行期间测定涡轮叶片的叶片振动，其中求出叶片固有频率，其中计算理论的叶片固有频率并且将所测得的叶片固有频率与理论的叶片固有频率进行比较，其中求出在所测得的叶片固有频率和理论的叶片固有频率之间的偏差，其中只要偏差超过所限定的极限值，就进行错误报告的生成，其中当检测到频率漂移时生成错误报告。[0005]因此，本发明给出在运行期间测定在涡轮叶片中的裂纹的新途径。这首先以如下方式进行，即首先根据理论模型计算叶片固有频率并且将其与所测得的叶片固有频率进行比较。此外，该理论的叶片固有频率与如温度和转动频率的不同的运行参数有关。只要所测的叶片固有频率相对于理论计算出的叶片固有频率具有超过所限定的极限值的偏差，就生成错误报告。[0006]在从属权利要求中示出有利的改进方案。因此，在第一有利的改进方案中无接触地测量叶片振动。这提供了如下优点，即该测量方法首先大致上不对涡轮叶片的叶片振动施加影响，并且此外实现足够精确的频率测量。借助无接触的测量测定叶片振动以及转子的转动频率。[0007]在有利的改进方案中，借助有限元计算来求出理论的叶片固有频率。借助有限元计算提供了一种相对精确的用于求出涡轮叶片的固有频率的方法。首先大致上，所有以圈状设置在转子上的涡轮叶片的叶片固有