DE102017209878A1 - Device for accelerated inspection of a cavity, in particular of heat shield elements in a combustion chamber - Google Patents

Device for accelerated inspection of a cavity, in particular of heat shield elements in a combustion chamber Download PDF

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Benjamin Runge
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur beschleunigten Inspektion von einem Hohlraum (2), insbesondere von umschließenden Hitzeschildelementen (155) in einer Brennkammer (110), mit einer Bilddaten-Sensorikbaugruppe (3) zum Aufnehmen von Bilddaten eines zu untersuchenden Objekts in dem Hohlraum (2), und mit einer Positionierungseinrichtung (5) zum Positionieren der Vorrichtung (1) in dem Hohlraum (2), wobei die Positioniereinrichtung (5) eine erste Befestigungseinrichtung (6) und eine zweite Befestigungseinrichtung (7) zum Fixieren der Vorrichtung (1) in dem Hohlraum (2) aufweist, wobei die erste Befestigungseinrichtung (6) und die zweite Befestigungseinrichtung (7) mittels eines telekopierbaren Verbindungselements (12) miteinander verbunden sind, wobei mit dem telekopierbaren Verbindungselement (12) ein Abstand (AB) zwischen der ersten Befestigungseinrichtung (6) und der zweiten Befestigungseinrichtung (7) in Richtung einer Haupterstreckungsachse (HA) des Hohlraumes (2) anpassbar ist.The invention relates to a device (1) for accelerated inspection of a cavity (2), in particular enclosing heat shield elements (155) in a combustion chamber (110), with an image data sensor assembly (3) for capturing image data of an object to be examined in the Cavity (2), and with a positioning device (5) for positioning the device (1) in the cavity (2), wherein the positioning device (5) has a first fastening device (6) and a second fastening device (7) for fixing the device (FIG. 1) in the cavity (2), wherein the first fastening means (6) and the second fastening means (7) by means of a telekopierbaren connecting element (12) are interconnected, wherein the telekopierbaren connecting element (12) has a distance (AB) between the first fastening means (6) and the second fastening means (7) in the direction of a main extension axis (HA) of the cavity (2) fits bar is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur beschleunigten Inspektion von einem Hohlraum, insbesondere von den umschließenden Hitzeschildelementen in einer Brennkammer.The invention relates to a device for accelerated inspection of a cavity, in particular of the enclosing heat shield elements in a combustion chamber.

Bei einer Inspektion von Hohlräumen, wie z.B. von Ringbrennkammern von Gasturbinen, um den Status eines Hitzeschildelementes, z.B. bestehend aus Hitzeschildkacheln, ceramic heat shields (CHS) und/oder metallic heat shields (MHS) zu bestimmen werden zur Befundaufnahme Fehler händisch mit Stiften markiert und vermessen. Nachfolgend wird dann eine Entscheidung über den Austausch des betreffenden Bauteils getroffen. Ferner erfolgt eine Protokollierung und gegebenenfalls Übertragung der Befundaufnahme in eine Datenbank.In an inspection of cavities, such as e.g. gas turbine ring combustors to provide the status of a heat shield element, e.g. consisting of heat shield tiles, ceramic heat shields (CHS) and / or metallic heat shields (MHS) to be determined are manually marked with pencils and surveyed errors. Subsequently, a decision on the replacement of the component concerned is then made. Furthermore, a logging and, if necessary, transmission of the findings is done in a database.

Hierzu ist ein Betreten der Brennkammer durch einen Befundaufnehmer erforderlich, was eine Abkühlung auf eine Temperatur von mindestens 40°C in dem Hohlraum und ein Einstellen des Drehbetriebs eines Läufers erfordert. Dies führt zu erheblichen Stillstandszeiten. Ferner hängt die Beurteilung von dem jeweiligen Befundaufnehmer ab und weist daher einen subjektiven Charakter auf.For this purpose, entering the combustion chamber is required by a Befundaufnehmer, which requires a cooling to a temperature of at least 40 ° C in the cavity and adjusting the rotational operation of a rotor. This leads to significant downtime. Furthermore, the assessment depends on the respective patient and therefore has a subjective character.

Aufgabe der Erfindung ist es, Wege aufzuzeigen, wie die Stillstandszeit während einer Inspektion reduziert werden kann.The object of the invention is to show ways how the downtime during an inspection can be reduced.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung zur beschleunigten Inspektion von einem Hohlraum, insbesondere von umschließenden Hitzeschildelementen in einer Brennkammer, mit einer Bilddaten-Sensorikbaugruppe zum Aufnehmen von Bilddaten eines zu untersuchenden Objekts in dem Hohlraum, und mit einer Positionierungseinrichtung zum Positionieren der Vorrichtung in dem Hohlraum, wobei die Positioniereinrichtung eine erste Befestigungseinrichtung und eine zweite Befestigungseinrichtung zum Fixieren der Vorrichtung in dem Hohlraum aufweist, wobei die erste Befestigungseinrichtung und die zweite Befestigungseinrichtung mittels eines telekopierbaren Verbindungselements miteinander verbunden sind, wobei mit dem telekopierbaren Verbindungselement ein Abstand zwischen der ersten Befestigungseinrichtung und der zweiten Befestigungseinrichtung in Richtung einer Haupterstreckungsachse des Hohlraumes anpassbar ist. Die Vorrichtung befährt z.B. einen als Ringbrennkammer (360°) ausgebildeten Hohlraum auf einer optimalen Route zur Erfassung der im Hohlraum sichtbaren Brennkammerbauteile.The object of the invention is achieved by a device for accelerated inspection of a cavity, in particular enclosing heat shield elements in a combustion chamber, with an image data sensor assembly for recording image data of an object to be examined in the cavity, and with a positioning device for positioning the device in the cavity, wherein the positioning means comprises a first fastening means and a second fastening means for fixing the device in the cavity, wherein the first fastening means and the second fastening means are interconnected by means of a telekopierbaren connecting element, wherein the telekopierbaren connecting element a distance between the first fastening means and the second fastening device in the direction of a main extension axis of the cavity is adaptable. The device travels e.g. a designed as an annular combustion chamber (360 °) cavity on an optimal route for detecting the visible in the cavity combustion chamber components.

Durch die Vorrichtung entfällt, dass ein Befundaufnehmer den Hohlraum bzw. die Brennkammer betreten muss. Daher ist es auch nicht erforderlich, auf ein Absinken der Temperatur auf 40-C zu warten. So werden die Stillstandszeiten reduziert und damit insgesamt eine schnellere Inspektion möglich. Ferner entfallen ein händisches Protokollieren der Inspektionsergebnisse sowie ein fehleranfälliges Übertragen von händischen Protokollnotizen in Datenbanken.By the device is omitted that a findings receiver must enter the cavity or the combustion chamber. Therefore, it is not necessary to wait for the temperature to drop to 40-C. This reduces downtimes and thus makes a faster inspection possible. Furthermore, manual logging of the inspection results and error-prone transfer of manual log notes to databases is no longer necessary.

Dabei wird unter einem telekopierbaren Verbindungselement ein Element verstanden, dass eine Mehrzahl von Teilteleskopelemente mit unterschiedlichem Durchmessern bzw. Abmessungen aufweist, sodass die Teilteleskopelemente zum Ineinanderschieben ausgebildet sind. Dadurch wird das Volumen während des Transports reduziert, am Einsatzort steht jedoch eine größere Nutzlänge zu Verfügung.Here, a telecopable connecting element is understood to mean an element that has a plurality of partial telescopic elements with different diameters or dimensions, so that the partial telescopic elements are designed for telescoping. As a result, the volume is reduced during transport, but at the site of use, a greater useful length is available.

Durch das teleskopierbare Verbindungselement kann die Vorrichtung an die räumlichen Gegebenheiten des Hohlraumes angepasst werden. Ferner können nach erfolgter Anpassung an die räumlichen Gegebenheiten durch das teleskopierbare Verbindungselement Druckkräfte übertragen werden, die eine Stabilität in 360° gewährleistet.Due to the telescopic connecting element, the device can be adapted to the spatial conditions of the cavity. Furthermore, pressure forces can be transmitted after adaptation to the spatial conditions by the telescopic connecting element, which ensures stability in 360 °.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verbindungselement zumindest drei Teilteleskopelemente auf. So kann das Verbindungselement einen einfachen Aufbau mit wenigen Bauteilen aufweisen und es zugleich erlauben, das Verbindungselement hinsichtlich seiner Abmessungen für einen Transport deutlich zu verkleinern.According to one embodiment, the connecting element has at least three partial telescopic elements. Thus, the connecting element can have a simple structure with few components and at the same time allow the connecting element to be significantly reduced in terms of its dimensions for transport.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Bilddaten-Sensorikbaugruppe zumindest in Richtung der Haupterstreckungsachse verlagerbar. So kann die Bilddaten-Sensorikbaugruppe in verschiedene Positionen innerhalb des Hohlraumes gebracht werden, um so eine Inspektion von z.B. Hitzekacheln zu erlauben.According to a further embodiment, the image data sensor assembly is displaceable at least in the direction of the main extension axis. Thus, the image data sensor assembly can be placed in various positions within the cavity so as to facilitate inspection of e.g. To allow heat tiles.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Bilddaten-Sensorikbaugruppe an einem Stab verlagerbar befestigt. Bei dem Stab kann es sich um ein weiteres Element handeln, dass sich mit seiner Haupterstreckungsachse in Richtung der Haupterstreckungsachse erstreckt. Mit anderen Worten, der Stab erstreckt sich parallel zu dem telekopierbaren Verbindungselement. So kann die Vorrichtung einen besonders einfachen Aufbau aufweisen. Sie schafft genügend Distanz, damit die Vorrichtung nicht durch die Bilddaten-Sensorikbaugruppe erfasst wird, sondern nur die zu inspizierenden Bauteile.According to another embodiment, the image data sensor assembly is mounted displaceably on a rod. The rod may be another element that extends with its main axis of extension in the direction of the main axis of extension. In other words, the rod extends parallel to the telekopierbaren connecting element. Thus, the device may have a particularly simple structure. It provides sufficient distance so that the device is not detected by the image data sensor assembly, but only the components to be inspected.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Stab einseitig befestigt. Somit ist ein Ende des Stabes befestigt, während das andere, dem ersten Ende gegenüberliegende zweite Ende frei ist. So kann der Aufbau der Vorrichtung nochmals vereinfacht und Aufnahmen am oberen Ende problemlos ermöglicht werden.According to a further embodiment, the rod is attached on one side. Thus, one end of the rod is fixed, while the other, the first end opposite second end is free. Thus, the structure of the device again Simplified and shooting at the top easily be made possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Stab an der zweiten Befestigungseinrichtung befestigt. Die zweite Befestigungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, brennerseitig in einer Brennkammer einer Turbine angeordnet zu werden. So kann die Vorrichtung besonders einfach in einen Hohlraum, wie einer Brennkammer einer Turbine, eingeführt werden.According to a further embodiment, the rod is fastened to the second fastening device. The second fastening device can be designed to be arranged on the burner side in a combustion chamber of a turbine. Thus, the device can be particularly easily introduced into a cavity, such as a combustion chamber of a turbine.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Stab und der Bilddaten-Sensorikbaugruppe ein Teleskopstab vorgesehen. So kann durch Verändern der Länge des Telekopstabs der Abstand der Bilddaten-Sensorikbaugruppe entlang einer Achse angepasst werden, die sich eine andere Richtung als die Haupterstreckungsachse erstreckt. So kann die Bilddaten-Sensorikbaugruppe besonders einfach in verschiedene Positionen innerhalb des Hohlraumes gebracht werden, um so Bilddaten hoher Qualität gewinnen zu können und die gesamte Vorrichtung selbst nicht bei der Bilderfassung behindert.According to another embodiment, a telescopic rod is provided between the rod and the image data sensor assembly. Thus, by varying the length of the telescoping pole, the distance of the image data sensing assembly can be adjusted along an axis that extends in a direction other than the principal axis of extension. Thus, the image data sensor assembly can be easily moved to different positions within the cavity so as to obtain high quality image data and not obstruct the entire apparatus itself in image acquisition.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Stab und der Bilddaten-Sensorikbaugruppe ein Schwenkgelenk vorgesehen, an welchem insbesondere auch eine Markiervorrichtung angebracht werden kann. So kann durch Verändern eines Ausrichtungswinkels der Bilddaten-Sensorikbaugruppe deren Ausrichtung angepasst werden. Auch so kann die Bilddaten-Sensorikbaugruppe besonders einfach in verschiedene Positionen innerhalb des Hohlraumes gebracht werden, um so Bilddaten hoher Qualität gewinnen zu können.According to a further embodiment, a pivot joint is provided between the rod and the image data sensor assembly, to which in particular also a marking device can be attached. Thus, by changing an orientation angle of the image data sensor assembly, its orientation can be adjusted. Even so, the image data sensor assembly can be particularly easily brought into different positions within the cavity, so as to gain image data of high quality.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die erste Befestigungseinrichtung ein Zahnrad auf, das insbesondere zum Eingriff in Leitschaufeln einer Turbine ausgebildet ist, wobei das Zahnrad von einem Außenläufermotor antreibbar ist. Dabei wird unter einem Außenläufermotor eine Bauform von rotierender elektrischer Maschinen verstanden, bei der sich der ruhende Teil (Stator) der Maschine in ihrem Innern befindet und vom bewegten Teil (Rotor) umschlossen ist. So kann z.B. ein Direktantrieb ohne zwischengeschaltete Getriebe realisiert werden. So kann die Vorrichtung einen besonders einfachen Aufbau ohne wartungsintensive Getriebe aufweisen.According to a further embodiment, the first fastening device has a toothed wheel, which is designed in particular for engagement in guide vanes of a turbine, wherein the toothed wheel can be driven by an external rotor motor. Here, an external rotor motor is understood to mean a design of rotating electrical machines, in which the stationary part (stator) of the machine is located in its interior and is enclosed by the moving part (rotor). Thus, e.g. a direct drive without intermediate gear can be realized. Thus, the device may have a particularly simple structure without maintenance-intensive transmission.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die zweite Befestigungseinrichtung zumindest ein motorisch antreibbares Rad auf. So kann durch Antreiben des Rades die Positionierung und/oder Ausrichtung der Vorrichtung im Hohlraum verändert und/oder angepasst werden.According to a further embodiment, the second fastening device has at least one motor-driven wheel. Thus, by driving the wheel, the positioning and / or orientation of the device in the cavity can be changed and / or adjusted.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Bilddaten-Sensorikbaugruppe eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Mehrzahl an sequentiell ansteuerbaren Lichtquellen auf. So kann eine Risserkennung durch Auswerten der gewonnen Bilddaten verbessert werden, da durch Vergleich verschiedener Bilddatensätze, die bei jeweils einer anderen aktiven Lichtquelle gewonnen wurden. So kann die Auswertung der Bilddaten vereinfacht werden.According to a further embodiment, the image data sensor module has a lighting device with a plurality of sequentially controllable light sources. Thus, a crack detection can be improved by evaluating the image data obtained, as by comparing different image data sets, which were obtained at a different active light source. Thus, the evaluation of the image data can be simplified.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lichtquellen an je einem Ausleger befestigt. Durch die Länge der Ausleger wird mit einfachen Mitteln eine Beleuchtung aus unterschiedlichen Winkeln erreicht und es sind keine störanfälligen, beweglichen Komponenten erforderlich.According to a further embodiment, the light sources are attached to a respective arm. The length of the boom is achieved with simple means lighting from different angles and there are no interference-prone moving components required.

Ferner gehören zur Erfindung eine derartige Vorrichtung mit einer Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung, eine derartige Steuereinheit sowie ein Computerprogrammprodukt für eine derartige Steuereinheit.Furthermore, the invention includes such a device with a control unit for controlling the device, such a control unit and a computer program product for such a control unit.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beigefügten schematischen Zeichnung erläutert.

  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Inspektion von Hohlräumen.
  • 2 zeigt eine Vorderansicht der in 1 dargestellten Vorrichtung.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Vorrichtung.
  • 4 zeigt eine Draufsicht der in 1 dargestellten Vorrichtung.
  • 5 zeigt beispielhaft eine Gasturbine in einem Längsteilschnitt.
  • 6 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel oder Leitschaufel einer Strömungsmaschine.
  • 7 zeigt eine Brennkammer einer Gasturbine im Ringdesign.
  • 8 zeigt die Vorrichtung mit zusammen geschobenen Teilteleskopelementen.
  • 9 zeigt die Vorrichtung mit auseinander gezogenen Teilteleskopelementen.
  • 10 zeigt die Vorrichtung mit verlagerter Bilddaten-Sensorikbaugruppe.
In the following, a preferred embodiment of the device according to the invention will be explained with reference to the accompanying schematic drawing.
  • 1 shows a schematic representation of an embodiment of an apparatus for inspection of cavities.
  • 2 shows a front view of in 1 illustrated device.
  • 3 shows a side view of in 1 illustrated device.
  • 4 shows a plan view of in 1 illustrated device.
  • 5 shows an example of a gas turbine in a longitudinal section.
  • 6 shows a perspective view of a blade or vane of a turbomachine.
  • 7 shows a combustion chamber of a gas turbine in the ring design.
  • 8th shows the device with pushed together Teilteleskopelementen.
  • 9 shows the device with pulled apart Teilteleskopelementen.
  • 10 shows the device with displaced image data sensor assembly.

Es wird zunächst auf die 1 bis 5 Bezug genommen.It will be initially on the 1 to 5 Referenced.

Die Vorrichtung 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Inspektion eines Hohlraumes, wie um einer Brennkammer, wie z.B. eine Ringbrennkammer, einer Gasturbine ausgebildet. Gegenstand der Inspektion ist es, den Zustand eines Hitzeschildelementes 155 (siehe 7) zu überprüfen, das z.B. aus Hitzeschildkacheln, ceramic heat shields (CHS) und/oder metallic heat shields (MHS) besteht.The device 1 is in the present embodiment for inspection of a cavity, such as a combustion chamber, such as an annular combustion chamber, a gas turbine formed. object the inspection is the state of a heat shield element 155 (please refer 7 ), which consists eg of heat shield tiles, ceramic heat shields (CHS) and / or metallic heat shields (MHS).

Hierzu weist die Vorrichtung 1 eine Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 zum Aufnehmen von Bilddaten eines zu untersuchenden Objekts in einem Hohlraum 2 (siehe 8 bis 10), im vorliegenden Ausführungsbeispiel Hitzeschildkacheln, eine Positionsdaten-Sensorikbaugruppe 4 zum Bestimmen einer Position der Vorrichtung 1 und eine Positionierungseinrichtung 5 zum Positionieren der Vorrichtung 1 in dem Hohlraum 2 auf.For this purpose, the device 1 an image data sensor assembly 3 for capturing image data of an object to be examined in a cavity 2 (please refer 8th to 10 ), in the present embodiment heat shield tiles, a position data sensor assembly 4 for determining a position of the device 1 and a positioning device 5 for positioning the device 1 in the cavity 2 on.

Ferner kann die Vorrichtung 1 eine Kühleinrichtung (nicht dargestellt) zum Kühlen zumindest der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 aufweisen. Z.B. kühlt die Kühleinrichtung Oberflächen oder zu kühlende Komponenten, wie z.B. Elektronikbausteine der Bilddaten-Sensorikbaugruppe. Hierzu verwendet im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kühleinrichtung ein gasförmiges Kühlmedium. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Kühlmedium auch flüssig sein.Furthermore, the device 1 a cooling device (not shown) for cooling at least the image data sensor assembly 3 exhibit. For example, the cooling device cools surfaces or components to be cooled, such as electronic components of the image data sensor assembly. For this purpose, in the present embodiment, the cooling device uses a gaseous cooling medium. Notwithstanding the present embodiment, the cooling medium may also be liquid.

Ein Gehäuse (nicht dargestellt), wie z.B. ein Umschließungsgehäuse der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 ist zumindest abschnittsweise porös ausgebildet, so dass ein gasförmiges Kühlmedium aus den Poren austreten kann und so das Umschließungsgehäuse und damit auch die Bilddaten-Sensorik-Baugruppe kühlt. Des Weiteren weist das Umschließungsgehäuse im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine oder mehrere Öffnungen auf, die an einem Objektiv der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 angeordnet sind. Auch aus diesen Öffnungen tritt das Kühlmedium aus und kühlt so das Objektiv.A housing (not shown), such as a containment housing of the image data sensor assembly 3 is at least partially porous, so that a gaseous cooling medium can escape from the pores and so the enclosure housing and thus also the image data sensor assembly cools. Furthermore, in the present exemplary embodiment, the enclosing housing has one or more openings which are attached to an objective of the image data sensor assembly 3 are arranged. Also from these openings, the cooling medium exits and cools the lens.

Die Vorrichtung 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel drahtgebunden ausgebildet. Somit versorgt eine Versorgungsleitung (nicht dargestellt) die Vorrichtung 1 mit dem gasförmigen Kühlmittel und elektrischer Betriebsenergie. Der Versorgungsleitung ist eine Datenleitung (nicht dargestellt) zugeordnet, mit der Daten, wie Bild- und/oder Positionsdaten, aus dem Hohlraum 2 geleitet werden können, um sie weiter zu verarbeiten, wie dies später noch erläutert wird.The device 1 is formed in the present embodiment by wire. Thus, a supply line (not shown) powers the device 1 with the gaseous coolant and electrical operating energy. The supply line is associated with a data line (not shown), with the data, such as image and / or position data, from the cavity 2 can be routed to process them further, as will be explained later.

Die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 ist dazu ausgebildet, einen Bilddatensatz bereitzustellen. Hierzu kann die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 eine Kameraeinrichtung mit wahlweise einer konventionellen 2D Kamera, einer Infrarot-Kamera, einen 3D-Scanner oder ein 3D-Fotografie-System oder auch Kombinationen daraus aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 auch ein bildgebendes Ultraschallsystem aufweisen. Die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 weist dabei eine an einem Arm dreh- und/oder schwenkbare Kameraeinrichtung auf. So kann die Position der Kameraeinrichtung unabhängig von der Position des Vorrichtung 1 verändert werden, um einen gewünschten Bildabstand einzustellen.The image data sensor assembly 3 is designed to provide an image data set. For this purpose, the image data sensor assembly 3 a camera device with either a conventional 2D camera, an infrared camera, a 3D scanner or a 3D photography system or combinations thereof. Alternatively or additionally, the image data sensor assembly 3 also have an imaging ultrasound system. The image data sensor assembly 3 has a rotatable and / or pivotable on one arm camera device. Thus, the position of the camera device can be independent of the position of the device 1 be changed to set a desired image distance.

Ferner weist die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 eine Beleuchtungseinrichtung 19 mit einer oder mehreren Lichtquellen 20a, 20b, 20c, 20d auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Auflicht-Dunkelfeldbeleuchtung bereitstellend ausgebildet ist.Furthermore, the image data sensor assembly has 3 a lighting device 19 with one or more light sources 20a . 20b . 20c . 20d which, in the present exemplary embodiment, is designed to provide reflected-light dark-field illumination.

Die Positioniereinrichtung 5 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine erste Befestigungseinrichtung 6 und eine zweite Befestigungseinrichtung 7 auf.The positioning device 5 has in the present embodiment, a first fastening device 6 and a second fastening device 7 on.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Befestigungseinrichtung 6 turbinenseitig und eine zweite Befestigungseinrichtung 7 brennerseitig angeordnet.In the present embodiment, the first fastening device 6 turbine side and a second fastening device 7 arranged burner side.

Die erste Befestigungseinrichtung 6 und die zweite Befestigungseinrichtung 7 sind mittels eines telekopierbaren Verbindungselements 12 miteinander verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Verbindungselement 12 drei Teilteleskopelemente 13a, 13b, 13c auf, die ineinander einschiebbar ausgebildet sind. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Anzahl der Teilteleskopelemente auch eine andere sein.The first fastening device 6 and the second attachment device 7 are by means of a telekopierbaren connecting element twelve connected with each other. In the present embodiment, the connecting element twelve three partial telescope elements 13a . 13b . 13c on, which are formed inserted into one another. Notwithstanding the present embodiment, the number of Teilteleskopelemente may also be another.

Durch ein Ineinanderschieben oder Auseinanderziehen der Teilteleskopelemente 13a, 13b, 13c kann ein Abstand AB zwischen der ersten Befestigungseinrichtung 6 und der zweiten Befestigungseinrichtung 7 angepasst werden. Das Ineinanderschieben und/oder Auseinanderziehen kann motorisch unterstützt erfolgen, z.B. durch eine Hydraulikeinrichtung oder einen Motor, wie einen Elektromotor, der z.B. eine Gewindespindel antreibt.By telescoping or pulling apart the Teilteleskopelemente 13a . 13b . 13c may be a distance AB between the first attachment means 6 and the second fastening device 7 be adjusted. The telescoping and / or pulling apart can be motor assisted, for example, by a hydraulic device or a motor, such as an electric motor, for example, drives a threaded spindle.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Befestigungseinrichtung 6 dazu ausgebildet, durch Eingriff mit einer Leitschaufel einer Turbine fixiert zu werden. Z.B. kann hierzu die erste Befestigungseinrichtung 6 zahnradförmig ausgebildet sein, wobei zum Fixieren an der Turbine die erste Befestigungseinrichtung 6 in die Leitschaufel eines ersten Kranzes eingreift.In the present embodiment, the first fastening device 6 adapted to be fixed by engagement with a guide vane of a turbine. For example, this may be the first fastening device 6 be formed gear-shaped, wherein for fixing to the turbine, the first fastening means 6 engages the vane of a first wreath.

Die erste Befestigungseinrichtung 6 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Zahnrad 15 auf, das zum in Eingriff bringen mit einer Leitschaufel einer Turbine ausgebildet ist. Dabei ist das Zahnrad 15 im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Außenläufermotor 11 antreibbar, um so die Position und/oder Orientierung der Vorrichtung zu verändern bzw. anzupassen.The first fastening device 6 has a gear in the present embodiment 15 which is adapted to be engaged with a nozzle of a turbine. Here is the gear 15 in the present embodiment of an external rotor motor 11 drivable so as to change or adapt the position and / or orientation of the device.

Ferner weist die erste Befestigungseinrichtung 6 Positionierrollen 8 auf (siehe 3). Furthermore, the first fastening device 6 positioning rollers 8th on (see 3 ).

Die zweite Befestigungseinrichtung 7 weist eine Mehrzahl von Rädern 16a, 16b, 16c, 16d, auf, die an einem rahmenförmigen Träger 10 befestigt sind, an dem auch das telekopierbare Verbindungselement 12 befestigt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Rahmen eine quadratische Grundform auf, wobei in jeder Ecke je eines der Räder 16a, 16b, 16c, 16d angeordnet ist. Die Räder 16a, 16b, 16c, 16d sind jeweils mittels eines zugeordneten Antriebs 22a, 22b, 22c, 22d motorisch antreibbar ausgebildet, z.B. mittels Elektromotoren. Die Befestigungseinrichtung 7 ist in der Kontur an den Hohlraum angepasst. Hierzu ist sie im vorliegenden Ausführungsbeispiel konvex ausgebildet.The second fastening device 7 has a plurality of wheels 16a . 16b . 16c . 16d , on, attached to a frame-shaped carrier 10 are attached to which also the telekopierbare connecting element twelve is attached. In the present embodiment, the frame has a square basic shape, wherein in each corner each one of the wheels 16a . 16b . 16c . 16d is arranged. The wheels 16a . 16b . 16c . 16d are each by means of an associated drive 22a . 22b . 22c . 22d designed to be driven by a motor, for example by means of electric motors. The fastening device 7 is adapted in the contour to the cavity. For this purpose, it is convex in the present embodiment.

Die Räder 16a, 16b, 16c, 16d sind dabei mit einem Mindestabstand voneinander beabstandet angeordnet, der z.B. größer als eine Kantenlänge der Hitzeschildelemente 155 ist. So wird sichergestellt, dass von den Rädern 16a, 16b, 16c, 16d keine Hitzeschildelemente 155 verdeckt werden, wenn mit der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 Bilddaten aufgenommen werden.The wheels 16a . 16b . 16c . 16d are spaced apart from each other with a minimum distance, for example, greater than an edge length of the heat shield elements 155 is. This ensures that from the wheels 16a . 16b . 16c . 16d no heat shield elements 155 are obscured when using the image data sensor assembly 3 Image data is recorded.

Des Weiteren weist die erste Befestigungseinrichtung 7 Positionierrollen 9 auf (siehe 3).Furthermore, the first fastening device 7 positioning rollers 9 on (see 3 ).

Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel an dem Rahmen 10 ein Stab 14 einseitig befestigt. An dem Stab 14 ist die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 in Richtung der Haupterstreckungsachse HA verlagerbar, also in Richtung der Haupterstreckung des Stabes 14. So kann die Position der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 entlang dieser Achse angepasst werden.Further, in the present embodiment, on the frame 10 a staff 14 attached on one side. At the bar 14 is the image data sensor assembly 3 in the direction of the main extension axis HA displaceable, ie in the direction of the main extension of the rod 14 , So can the position of the image data sensor assembly 3 be adjusted along this axis.

Um die Position und/oder Ausrichtung der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 auch entlang andere Achsen verändern bzw. anpassen zu können, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Teleskopstab 17 und ein Schwenkgelenk 18 vorgesehen.To the position and / or orientation of the image data sensor assembly 3 to be able to change or adjust along other axes, in the present embodiment, a telescopic rod 17 and a swivel joint 18 intended.

Dabei ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erstes Ende des Teleskopstabes 17 mit dem Stab 14 verbunden, während ein zweites Ende des Teleskopstabes 17 mit dem Schwenkgelenk 18 verbunden ist, das wiederum mit der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 verbunden ist.In this case, in the present embodiment, a first end of the telescopic rod 17 with the wand 14 connected while a second end of the telescopic rod 17 with the swivel joint 18 which in turn is connected to the image data sensor assembly 3 connected is.

Die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 weist eine Beleuchtungseinrichtung 19 mit einer Mehrzahl Lichtquellen 20a, 20b, 20c, 20d auf. Dabei ist jeder die Lichtquellen 20a, 20b, 20c, 20d an je einem Ausleger 21a, 21b, 21c, 21d befestigt. Die Ausleger 21a, 21b, 21c, 21d erstrecken sich radial auswärts und sind jeweils um 90° versetzt angeordnet, so dass die Endpunkt in Ecken eines Quadrates angeordnet sind.The image data sensor assembly 3 has a lighting device 19 with a plurality of light sources 20a . 20b . 20c . 20d on. Everybody is the light source 20a . 20b . 20c . 20d on each a boom 21a . 21b . 21c . 21d attached. The outriggers 21a . 21b . 21c . 21d extend radially outward and are each offset by 90 °, so that the end point are arranged in corners of a square.

Die Lichtquellen 20a, 20b, 20c, 20d, wie z.B. LEDs, sind sequentiell ansteuerbar, z.B. mittels eines Steuergerätes (nicht dargestellt).The light sources 20a . 20b . 20c . 20d , such as LEDs, are sequentially controlled, eg by means of a control unit (not shown).

Die 5 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt.The 5 shows an example of a gas turbine 100 in a longitudinal section.

Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 drehgelagerten Rotor 103 mit einer Welle 101 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird.The gas turbine 100 has inside about a rotation axis 102 rotatably mounted rotor 103 with a wave 101 on, which is also referred to as a turbine runner.

Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109.Along the rotor 103 follow each other on a suction housing 104 , a compressor 105 , for example, a toroidal combustion chamber 110 , in particular annular combustion chamber, with a plurality of coaxially arranged burners 107 , a turbine 108 and the exhaust case 109 ,

Die Ringbrennkammer 110 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108.The ring combustion chamber 110 communicates with an example annular hot gas channel 111 , There, for example, form four successive turbine stages 112 the turbine 108 ,

Jede Turbinenstufe 112 ist beispielsweise aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.Every turbine stage 112 is formed for example of two blade rings. In the flow direction of a working medium 113 seen follows in the hot gas channel 111 a row of vanes 115 one out of blades 120 formed series 125 ,

Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Innengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind.The vanes 130 are doing on an inner housing 138 a stator 143 attached, whereas the blades 120 a row 125 for example by means of a turbine disk 133 on the rotor 103 are attached.

An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt).On the rotor 103 coupled is a generator or a working machine (not shown).

Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.During operation of the gas turbine 100 is from the compressor 105 through the intake housing 104 air 135 sucked and compressed. The at the turbine end of the compressor 105 provided compressed air becomes the burners 107 guided and mixed there with a fuel. The mixture is then added to form the working medium 113 in the combustion chamber 110 burned. From there, the working medium flows 113 along the hot gas channel 111 past the vanes 130 and the blades 120 , On the blades 120 the working medium relaxes 113 impulsively transmitting, so that the blades 120 the rotor 103 drive and this the machine coupled to him.

Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unterliegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 110 auskleidenden Hitzeschildelementen 155 am meisten thermisch belastet.The hot working medium 113 exposed components are subject during operation of the gas turbine 100 thermal loads. The vanes 130 and blades 120 in the flow direction of the working medium 113 seen first turbine stage 112 Be next to the annular combustion chamber 110 lining heat shield elements 155 most thermally stressed.

Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, können diese mittels eines Kühlmittels gekühlt werden.To withstand the prevailing temperatures, they can be cooled by means of a coolant.

Ebenso können Substrate der Bauteile eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur).Likewise, substrates of the components may have a directional structure, i. they are monocrystalline (SX structure) or have only longitudinal grains (DS structure).

Als Material für die Bauteile, insbesondere für die Turbinenschaufel 120, 130 und Bauteile der Brennkammer 110 werden beispielsweise eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Superlegierungen verwendet.As material for the components, in particular for the turbine blade 120 . 130 and components of the combustion chamber 110 For example, iron, nickel or cobalt based superalloys are used.

Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 B1 , EP 1 306 454 , EP 1 319 729 A1 , WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt.Such superalloys are for example from EP 1 204 776 B1 . EP 1 306 454 . EP 1 319 729 A1 . WO 99/67435 or WO 00/44949 known.

Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium, Scandium (Sc) und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden bzw. Hafnium). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 .Likewise, the blades can 120 . 130 Coating against corrosion (MCrAlX; M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon, scandium (Sc) and / or at least one element of the rare earth or hafnium). Such alloys are known from the EP 0 486 489 B1 . EP 0 786 017 B1 . EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1 ,

Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, und besteht beispielsweise aus ZrO2, Y2O3-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.On the MCrAlX, a thermal barrier coating may still be present, consisting for example of ZrO2, Y2O3-ZrO2, i. it is not, partially or completely stabilized by yttrium oxide and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.

Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.By suitable coating methods, e.g. Electron beam evaporation (EB-PVD) produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.

Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.The vane 130 has a the inner housing 138 the turbine 108 facing Leitschaufelfuß (not shown here) and the Leitschaufelfuß opposite vane head on. The vane head is the rotor 103 facing and on a mounting ring 140 of the stator 143 established.

Es wird nun zusätzlich auf die 6 bis 8 Bezug genommen.It will now be added to the 6 to 8th Referenced.

Die 6 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt.The 6 shows in perspective view a blade 120 or vane 130 a turbomachine, moving along a longitudinal axis 121 extends.

Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampfturbine oder ein Kompressor sein.The turbomachine may be a gas turbine of an aircraft or a power plant for power generation, a steam turbine or a compressor.

Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 auf¬ einander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 und eine Schaufelspitze 415 auf.The shovel 120 . 130 points along the longitudinal axis 121 auf¬ each other following a mounting area 400 , an adjoining paddle platform 403 as well as an airfoil 406 and a shovel tip 415 on.

Als Leitschaufel 130 kann die Schaufel 130 an ihrer Schaufelspitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht dargestellt).As a guide vane 130 can the shovel 130 at her blade tip 415 have another platform (not shown).

Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Scheibe dient (nicht dargestellt).In the attachment area 400 is a shovel foot 183 formed, for fixing the blades 120 . 130 on a shaft or disc (not shown).

Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwalbenschwanzfuß sind möglich.The blade foot 183 is designed for example as a hammer head. Other designs as Christmas tree or Schwalbenschwanzfuß are possible.

Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schaufelblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Abströmkante 412 auf.The shovel 120 . 130 indicates a medium attached to the airfoil 406 flowed past, a leading edge 409 and a trailing edge 412 on.

Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Bereichen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise massive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet.With conventional blades 120 . 130 be in all areas 400 . 403 . 406 the shovel 120 . 130 For example, massive metallic materials, in particular superalloys used.

Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 B1 , EP 1 306 454 , EP 1 319 729 A1 , WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt.Such superalloys are for example from EP 1 204 776 B1 . EP 1 306 454 . EP 1 319 729 A1 . WO 99/67435 or WO 00/44949 known.

Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.The shovel 120 . 130 can be made by a casting process, also by directional solidification, by a forging process, by a milling process or combinations thereof.

Werkstücke mit ein¬ kristalliner Struktur oder Strukturen wer- den als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb hohen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind.Workpieces with a crystalline structure or structures are used as components for machines which are exposed to high mechanical, thermal and / or chemical stresses during operation.

Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstücken erfolgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flüssige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstück, oder gerichtet erstarrt.The production of such monocrystalline workpieces takes place e.g. by directed solidification from the melt. These are casting processes in which the liquid metallic alloy is transformed into a monocrystalline structure, i. to the single-crystal workpiece, or directionally solidified.

Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Wärmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stängelkristalline Kornstruktur (kolumnar, d.h. Körner, die über die ganze Länge des Werkstückes verlaufen und hier, dem allgemeinen Sprachgebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden) oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstück besteht aus einem einzigen Kristall. In diesen Verfahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristallinen) Erstarrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachstum notwendigerweise transversale und longitudinale Korngrenzen ausbilden, welche die guten Eigenschaften des gerichtet er- starrten oder einkristallinen Bauteiles zunichtemachen.Here, dendritic crystals are aligned along the heat flow and form either a columnar grain structure (columnar, ie Grains that run the entire length of the workpiece and here, in common parlance, referred to as directionally solidified) or a single-crystal structure, ie the entire workpiece consists of a single crystal. In these processes, one must avoid the transition to globulitic (polycrystalline) solidification, since non-directional growth necessarily forms transverse and longitudinal grain boundaries which negate the good properties of the directionally solidified or monocrystalline component.

Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefügen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korn¬ grenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stängelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Richtung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korngrenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinen Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten Gefügen (directionally solidified structures).If the term generally refers to directionally solidified structures, it means both single crystals which have no grain boundaries or at most small-angle grain boundaries, and stem crystal structures which have grain boundaries that are probably in the longitudinal direction but no transverse grain boundaries. These second-mentioned crystalline structures are also known as directionally solidified structures.

Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EP 0 892 090 A1 bekannt.Such methods are known from U.S. Patent 6,024,792 and the EP 0 892 090 A1 known.

Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation aufweisen, z. B. (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf)). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 .Likewise, the blades can 120 . 130 Have coatings against corrosion or oxidation, for. M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare ones Earth, or hafnium (Hf)). Such alloys are known from the EP 0 486 489 B1 . EP 0 786 017 B1 . EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1 ,

Die Dichte liegt vorzugsweise bei 95% der theoretischen Dichte.The density is preferably 95% of the theoretical density.

Auf der MCrAlX-Schicht (als Zwischenschicht oder als äußerste Schicht) bildet sich eine schützende Aluminiumoxidschicht (TGO = thermal grown oxide layer).A protective aluminum oxide layer (TGO = thermal grown oxide layer) is formed on the MCrAlX layer (as an intermediate layer or as the outermost layer).

Vorzugsweise weist die Schichtzusammensetzung Co-30Ni-28Cr-8Al-0, 6Y-0, 7Si oder Co-28Ni-24Cr-10Al-0,6Y auf. Neben diesen kobaltbasierten Schutzbeschichtungen werden auch vorzugsweise nickelbasierte Schutzschichten verwendet wie Ni-10Cr-12Al-0,6Y-3Re oder Ni-12Co-21Cr-11Al-0,4Y-2Re oder Ni-25Co-17Cr-10Al-0,4Y-1,5Re.Preferably, the layer composition comprises Co-30Ni-28Cr-8Al-O, 6Y-0, 7Si or Co-28Ni-24Cr-10Al-0.6Y. In addition to these cobalt-based protective coatings, nickel-based protective layers such as Ni-10Cr-12Al-0.6Y-3Re or Ni-12Co-21Cr-11Al-0.4Y-2Re or Ni-25Co-17Cr-10Al-0.4Y-1 are also preferably used , 5RE.

Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, die vorzugsweise die äußerste Schicht ist, und besteht beispielsweise aus ZrO2, Y2O3-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.On the MCrAlX may still be present a thermal barrier coating, which is preferably the outermost layer, and consists for example of ZrO2, Y2O3-ZrO2, i. it is not, partially or completely stabilized by yttrium oxide and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.

Die Wärmedämmschicht bedeckt die gesamte MCrAlX-Schicht.The thermal barrier coating covers the entire MCrAlX layer.

Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronen¬ strahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.By suitable coating methods, e.g. Electron beam evaporation (EB-PVD) produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.

Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärmedämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Die Wärmedämmschicht ist also vorzugsweise poröser als die MCrAlX-Schicht.Other coating methods are conceivable, e.g. atmospheric plasma spraying (APS), LPPS, VPS or CVD. The thermal barrier coating may have porous, micro- or macro-cracked grains for better thermal shock resistance. The thermal barrier coating is therefore preferably more porous than the MCrAlX layer.

Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Bauteile 120, 130 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen). Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse im Bauteil 120, 130 repariert. Danach erfolgt eine Wiederbeschichtung des Bauteils 120, 130 und ein erneuter Einsatz des Bauteils 120, 130.Refurbishment means that components 120 . 130 If necessary, they must be freed of protective coatings after use (eg by sandblasting). This is followed by removal of the corrosion and / or oxidation layers or products. Optionally, cracks in the component also become 120 . 130 repaired. Thereafter, a re-coating of the component takes place 120 . 130 and a renewed use of the component 120 . 130 ,

Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein.The shovel 120 . 130 can be hollow or solid.

Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Filmkühllöcher 418 (gestrichelt angedeutet) auf.When the shovel 120 . 130 If it is to be cooled, it is hollow and may still have film cooling holes 418 (indicated by dashed lines).

Die 7 zeigt eine Brennkammer 110 einer Gasturbine.The 7 shows a combustion chamber 110 a gas turbine.

Die Brennkammer 110 ist beispielsweise als so genannte Ringbrennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Umfangsrichtung um eine Rotationsachse 102 herum angeordneten Brennern 107 in einen gemeinsamen Brennkammerraum 154 münden, die Flammen 156 erzeugen. Dazu ist die Brennkammer 110 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um die Rotationsachse 102 herum positioniert ist.The combustion chamber 110 is configured for example as a so-called annular combustion chamber, in which a plurality of circumferentially about an axis of rotation 102 arranged around burners 107 in a common combustion chamber space 154 open, the flames 156 produce. This is the combustion chamber 110 in their entirety designed as an annular structure, around the axis of rotation 102 is positioned around.

Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Brennkammer 110 für eine vergleichsweise hohe Temperatur des Arbeitsmediums M von etwa 1000°C bis 1600°C ausgelegt. Um auch bei diesen, für die Materialien ungünstigen Betriebsparametern eine vergleichsweise lange Betriebsdauer zu ermöglichen, ist die Brennkammerwand 153 auf ihrer dem Arbeitsmedium M zugewandten Seite mit einer aus Hitzeschildelementen 155 gebildeten Innenauskleidung versehen.To achieve a comparatively high efficiency, the combustion chamber 110 designed for a relatively high temperature of the working medium M of about 1000 ° C to 1600 ° C. In order to allow a comparatively long service life even with these, for the materials unfavorable operating parameters, is the combustion chamber wall 153 on its side facing the working medium M side with one of heat shield elements 155 provided inner lining.

Jedes Hitzeschildelement 155 aus einer Legierung ist arbeitsmediumsseitig mit einer besonders hitzebeständigen Schutzschicht (MCrAlX-Schicht und/oder keramische Beschichtung) ausgestattet oder ist aus hochtemperaturbeständigem Material (massive keramische Steine) gefertigt.Each heat shield element 155 from an alloy is working medium side with a particularly heat-resistant protective layer (MCrAlX layer and / or ceramic coating) or is made of high-temperature-resistant material (solid ceramic stones).

Diese Schutzschichten können ähnlich der Turbinenschaufeln sein, also bedeutet beispielsweise MCrAlX: M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 .These protective layers may be similar to the turbine blades, so for example MCrAlX means: M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and stands for yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one element of the rare earths, or hafnium (Hf). Such alloys are known from the EP 0 486 489 B1 . EP 0 786 017 B1 . EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1 ,

Auf der MCrAlX kann noch eine beispielsweise keramische Wärmedämmschicht vorhanden sein und besteht beispielsweise aus ZrO2, Y2O3-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.On the MCrAlX may still be present, for example, a ceramic thermal barrier coating and consists for example of ZrO2, Y2O3-ZrO2, i. it is not, partially or completely stabilized by yttrium oxide and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.

Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.By suitable coating methods, e.g. Electron beam evaporation (EB-PVD) produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.

Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärmedämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen.Other coating methods are conceivable, e.g. atmospheric plasma spraying (APS), LPPS, VPS or CVD. The thermal barrier coating may have porous, micro- or macro-cracked grains for better thermal shock resistance.

Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Hitzeschildelement 155 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen). Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse in dem Hitzeschildelement 155 repariert. Danach erfolgt eine Wiederbeschichtung des Hitzeschildelements 115 und ein erneuter Einsatz des Hitzeschildelements 155.Refurbishment means that heat shield element 155 If necessary, they must be freed of protective coatings after use (eg by sandblasting). This is followed by removal of the corrosion and / or oxidation layers or products. Optionally, cracks in the heat shield element also become 155 repaired. Thereafter, a re-coating of the heat shield element takes place 115 and reuse of the heat shield element 155 ,

Aufgrund der hohen Temperaturen im Inneren der Brennkammer 110 kann zudem für die Hitzeschildelement 155 bzw. für deren Halteelemente ein Kühlsystem vorgesehen sein. Die Hitzeschildelement 155 sind dann beispielsweise hohl und weisen ggf. noch in den Brennkammerraum 154 mündende Kühllöcher (nicht dargestellt) auf.Due to the high temperatures inside the combustion chamber 110 Can also be used for the heat shield element 155 or for the holding elements may be provided a cooling system. The heat shield element 155 are then hollow, for example, and possibly still in the combustion chamber space 154 opening cooling holes (not shown).

Es wird auf die 8 bis 10 Bezug genommen.It will be on the 8th to 10 Referenced.

Dabei zeigt die 8 die Vorrichtung 1 mit zusammen geschobenen Teilteleskopelementen 13a, 13b, 13c wie sie in einen Hohlraum 2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Brennkammer 110, die mit Hitzeschildelementen 155 ausgekleidet ist, eingesetzt wird, während die 9 die Vorrichtung 1 mit auseinander gezogenen Teilteleskopelementen 13a, 13b, 13c zeigt.It shows the 8th the device 1 with telescoped telescopic elements pushed together 13a . 13b . 13c as they enter a cavity 2 , In the present embodiment, a combustion chamber 110 with heat shield elements 155 is lined, while the 9 the device 1 with part telescope elements pulled apart 13a . 13b . 13c shows.

Die 10 zeigt, dass die die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 an dem Stab 14 in Richtung der Haupterstreckungsachse HA verlagert wird, also in Richtung der Haupterstreckung des Stabes 14. So wird die Position der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 entlang dieser Achse schrittweise verändert, um die Hitzeschildelemente 155 Kachel für Kachel zu inspizieren.The 10 shows that the image data sensor assembly 3 on the staff 14 is displaced in the direction of the main extension axis HA, ie in the direction of the main extension of the rod 14 , This is the position of the image data sensor assembly 3 Gradually changed along this axis to the heat shield elements 155 Inspect tile for tile.

Dabei wird die Position und/oder Ausrichtung der Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 auch entlang andere Achsen verändert, z.B. mittels des Teleskopstab 17 und des Schwenkgelenks 18.In this case, the position and / or orientation of the image data sensor assembly 3 also changed along other axes, eg by means of the telescopic rod 17 and the swivel joint 18 ,

Im Betrieb wird die Vorrichtung 1 von einer Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert, die hierzu Hard- und/oder Softwarekomponenten aufweist. Die Steuereinheit kann sich dabei außerhalb des Hohlraumes 2 befinden und ist über eine Versorgungsleitung und/oder Datenleitung mit der Vorrichtung 1 verbunden.In operation, the device becomes 1 controlled by a control unit (not shown), which has this hardware and / or software components. The control unit can be outside the cavity 2 located and is via a supply line and / or data line with the device 1 connected.

Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Vorrichtung 1 durch den Hohlraum 2 zu manövrieren und zugleich zu gewährleisten, dass die Bilddaten-Sensorikbaugruppe 3 unter einem bevorzugten Winkel Bilddaten aufnimmt. Die Steuereinheit ist dabei dazu ausgebildet, die Vorrichtung 1 autonom zu steuern. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 1 auch manuell durch den Hohlraum 2 gesteuert werden kann.The control unit is adapted to the device 1 through the cavity 2 to maneuver while ensuring that the image data sensor assembly 3 record image data at a preferred angle. The control unit is designed to the device 1 to control autonomously. Alternatively or additionally, it may be provided that the device 1 also manually through the cavity 2 can be controlled.

Ferner ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die erfassten Bilddaten auszuwerten, um z.B. zu bestimmen, ob eines der Hitzeschildelemente 155 beschädigt ist, z.B. durch Graustufenauswertung. Ferner kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, in die Bilddaten Marker einzusetzen bzw. hinzuzufügen, um die Schäden kenntlich zu machen. Des Weiteren kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, die derart veränderten Bilddaten auszuwerten, um z.B. die Flächenausdehnung der Beschädigung zu vermessen. Schließlich kann die Steuereinheit noch eine Schnittstelle aufweisen, um Bilddaten übertragen zu können, um so eine Ferndiagnose zu ermöglichen.Furthermore, the control unit is designed to evaluate the acquired image data, for example to determine whether one of the heat shield elements 155 damaged, eg by grayscale evaluation. Furthermore, the control unit may be designed to insert markers into the image data in order to identify the damages. Furthermore, the control unit can be designed to evaluate the image data changed in this way, for example to measure the areal extent of the damage. Finally, the control unit may still have an interface in order to be able to transmit image data so as to enable a remote diagnosis.

Die Verwendung der Vorrichtung erlaubt es, dass ein Befundaufnehmer den Hohlraum bzw. die Brennkammer betreten nicht betreten muss. Daher ist es auch nicht erforderlich, auf ein Absinken der Temperatur auf 40-C zu warten bis mit einer Inspektion begonnen werden kann. So können Stillstandszeiten reduziert und damit insgesamt eine schnellere Inspektion erreicht werden. Ferner entfallen ein händisches Protokollieren der Inspektionsergebnisse sowie ein fehleranfähliges Übertragen von händischen Protokollnotizen in Datenbanken.The use of the device makes it possible that a Befundaufnehmer must enter the cavity or the combustion chamber does not enter. Therefore, it is not necessary to wait for the temperature to drop to 40-C until an inspection can be started. This can reduce downtimes and thus achieve a faster overall inspection. Furthermore, there is no manual logging of the inspection results and erroneous transfer of manual log notes to databases.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (14)

Vorrichtung (1) zur beschleunigten Inspektion von einem Hohlraum (2), insbesondere von umschließenden Hitzeschildelementen (155) in einer Brennkammer (110), mit einer Bilddaten-Sensorikbaugruppe (3) zum Aufnehmen von Bilddaten eines zu untersuchenden Objekts in dem Hohlraum (2), und mit einer Positionierungseinrichtung (5) zum Positionieren der Vorrichtung (1) in dem Hohlraum (2), wobei die Positioniereinrichtung (5) eine erste Befestigungseinrichtung (6) und eine zweite Befestigungseinrichtung (7) zum Fixieren der Vorrichtung (1) in dem Hohlraum (2) aufweist, wobei die erste Befestigungseinrichtung (6) und die zweite Befestigungseinrichtung (7) mittels eines telekopierbaren Verbindungselements (12) miteinander verbunden sind, wobei mit dem telekopierbaren Verbindungselement (12) ein Abstand (AB) zwischen der ersten Befestigungseinrichtung (6) und der zweiten Befestigungseinrichtung (7) in Richtung einer Haupterstreckungsachse (HA) des Hohlraumes (2) anpassbar ist.Device (1) for accelerated inspection of a cavity (2), in particular of enclosing heat shield elements (155) in a combustion chamber (110), with an image data sensor assembly (3) for capturing image data of an object to be examined in the cavity (2), and with a positioning device (5) for positioning the device (1) in the cavity (2), wherein the positioning device (5) has a first fastening device (6) and a second fastening device (7) for fixing the device (1) in the cavity (2), the first fastening device (6) and the second fastening device (7) being connected to one another by means of a telescopic connecting element (12), wherein a distance (AB) between the first attachment means (6) and the second attachment means (7) in the direction of a main extension axis (HA) of the cavity (2) is adaptable to the telekopierbaren connecting element (12). Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement (12) zumindest drei Teilteleskopelemente (13a, 13b, 13c) aufweist.Device (1) according to Claim 1 , wherein the connecting element (12) has at least three Teilteleskopelemente (13a, 13b, 13c). Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bilddaten-Sensorikbaugruppe (3) zumindest in Richtung der Haupterstreckungsachse (HA) verlagerbar ist.Device (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the image data sensor assembly (3) is displaceable at least in the direction of the main extension axis (HA). Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Bilddaten-Sensorikbaugruppe (3) an einem Stab (14) verlagerbar befestigt ist.Device (1) according to Claim 3 wherein the image data sensor assembly (3) is mounted displaceably on a rod (14). Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Stab (14) einseitig befestigt ist.Device (1) according to Claim 4 , wherein the rod (14) is attached on one side. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei der Stab (14) an der zweiten Befestigungseinrichtung (7) befestigt ist.Device (1) according to Claim 5 wherein the rod (14) is attached to the second attachment means (7). Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei zwischen dem Stab (14) und der Bilddaten-Sensorikbaugruppe (3) ein Teleskopstab (17) vorgesehen ist.Device (1) according to one of Claims 4 to 6 wherein between the rod (14) and the image data sensor assembly (3) a telescopic rod (17) is provided. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei zwischen dem Stab (14) und der Bilddaten-Sensorikbaugruppe (3) ein Schwenkgelenk (18) vorgesehen ist, an welchem insbesondere auch eine Markiervorrichtung angebracht werden kann.Device (1) according to one of Claims 4 to 7 , wherein between the rod (14) and the image data sensor assembly (3) a pivot joint (18) is provided, to which in particular a marking device can be attached. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Befestigungseinrichtung (6) ein Zahnrad (15) aufweist, das insbesondere zum Eingriff in Leitschaufeln einer Turbine ausgebildet ist, wobei das Zahnrad (15) z. B. von einem Außenläufermotor (11) antreibbar ist.Device (1) according to one of Claims 1 to 8th , wherein the first fastening means (6) comprises a gear (15) which is designed in particular for engagement in guide vanes of a turbine, wherein the gear (15) z. B. by an external rotor motor (11) is drivable. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zweite Befestigungseinrichtung (7) zumindest ein motorisch antreibbares Rad (16a, 16b, 16c, 16d) aufweist.Device (1) according to one of Claims 1 to 9 , wherein the second fastening device (7) has at least one motor-driven wheel (16a, 16b, 16c, 16d). Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Bilddaten-Sensorikbaugruppe (3) eine Beleuchtungseinrichtung (19) mit einer Mehrzahl an sequentiell ansteuerbaren Lichtquellen (20a, 20b, 20c, 20d) aufweist.Device (1) according to one of Claims 1 to 10 wherein the image data sensor assembly (3) comprises a lighting device (19) with a plurality of sequentially controllable light sources (20a, 20b, 20c, 20d). Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei die Lichtquellen (20a, 20b, 20c, 20d) an je einem Ausleger (21a, 21b, 21c, 21 d) befestigt sind.Device (1) according to Claim 11 , wherein the light sources (20a, 20b, 20c, 20d) are each attached to a cantilever (21a, 21b, 21c, 21d). Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.Control unit for controlling the device (1) according to one of Claims 1 to twelve , Computerprogrammprodukt für eine Steuereinheit nach Anspruch 13.Computer program product for a control unit according to Claim 13 ,
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