CN106623217A - 清洁溶液及清洁涡轮发动机的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于涡轮发动机的清洁溶液包括：在清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内的水；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的第一有机酸成分；其中该有机酸包括柠檬酸；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的第二有机酸成分；其中该有机酸包括乙醇酸；在清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内的异丙胺磺酸盐；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的醇乙氧基化物；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的三乙醇胺；在清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内的月桂亚氨基二丙酸钠。清洁溶液具有在约2.5到约7.0之间的范围中的pH值。
Description
相关申请的交叉引用
本申请为2014年9月12日提交的美国申请14/484,897的部分延续申请，其要求享有2013年12月9日提交的美国临时申请61/913,805的权益，它们通过引用并入本文中。
技术领域
本公开大体涉及涡轮发动机，并且更特别地，涉及使用试剂组合物清洁涡轮发动机的系统和方法，该试剂组合物选择性地溶解与其异质材料的组分。
背景技术
用于推进飞行器经过某些路线的飞行器发动机通常由于在飞行、空转、起飞以及着陆期间吸入重环境颗粒物质而经历显著污垢。环境的污垢降低了此类已知飞行器发动机的涡轮构件中的性能。例如，污垢的一种已知机理是由矿物灰尘吸入引起的涡轮构件的增加的粗糙度。特别地，该增加的粗糙度由颗粒冲击引起的微坑的形成而产生。随后，矿物灰尘颗粒积聚在这些坑中并且通过在其中形成污垢材料的层而堵塞冷却通道。涡轮下游级中的表面上的高温导致热量变化以及积聚的矿物灰尘颗粒的固相矿物反应，这形成了氧化钙、氧化镁、氧化铝、二氧化硅(CMAS)基的反应产物。结果，经常用于清洁涡轮构件的水洗处理通常在移除积聚的矿物灰尘及其次级反应产物方面不成功。
移除积聚的矿物灰尘的至少一种已知方法包括使干冰颗粒撞击涡轮构件。更特别地，随其升华，干冰颗粒膨胀以便于清洁涡轮构件。然而，干冰并不特别适合基于所积聚的矿物灰尘及其反应产物的元素组成而溶解污垢沉淀，而是聚焦于污物的机械移除。另一种已知的方法包括利用酸性溶液(包括HxAF6)处理涡轮发动机的表面。此类已知的酸性溶液大体上仅适合移除矿物灰尘的基于低温反应的产物，并且大体上仅在服务修理店环境中的发动机拆卸之后应用。
发明内容
根据本技术的一个示例，清洁涡轮发动机的方法包括将清洁溶液引导向其上具有异质材料层的涡轮发动机的构件，异质材料层至少部分地由异质材料的热反应产物和间质胶泥中的至少一种形成，为了从构件至少部分地移除异质材料，清洁溶液包括，基本上由或由以下构成：在清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内的水；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括柠檬酸；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括乙醇酸；在清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内的异丙胺磺酸盐；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的醇乙氧基化物；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的三乙醇胺；在清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内的月桂亚氨基二丙酸钠；其中清洁溶液具有在约2.5到约7.0之间的范围中的pH值。
根据本技术的另一个示例，一种用于涡轮发动机的清洁溶液包括：在清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内的水；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括柠檬酸；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括乙醇酸；在清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内的异丙胺磺酸盐；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的醇乙氧基化物；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的三乙醇胺；在清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内的月桂亚氨基二丙酸钠；其中清洁溶液具有在约2.5到约7.0之间的范围中的pH值。
根据本技术的又一个示例，一种用于涡轮发动机的清洁溶液基本上由或由以下构成：在清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内的水；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括柠檬酸；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括乙醇酸；在清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内的异丙胺磺酸盐；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的醇乙氧基化物；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的三乙醇胺；在清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内的月桂亚氨基二丙酸钠；其中清洁溶液具有在2.5到7.0之间的范围中的pH值。
根据本技术的还有另一个示例，一种用于涡轮发动机的清洁溶液的试剂组合物包括，基本上由或由以下构成：在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括柠檬酸；在清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内的有机酸成分；其中该有机酸包括乙醇酸；在清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内的异丙胺磺酸盐；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的醇乙氧基化物；在清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内的三乙醇胺；在清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内的月桂亚氨基二丙酸钠；其中试剂组合物利用有机碱滴定以具有在约4.0到约7.0之间的范围中的pH值。
技术方案1.一种清洁涡轮发动机的方法，所述方法包括：
将清洁溶液引导向其上具有异质材料层的所述涡轮发动机的构件，所述异质材料层至少部分地由所述异质材料的热反应产物和间质胶泥中的至少一种形成，为了从所述构件至少部分地移除所述异质材料，所述清洁溶液包括：
水，其在所述清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内；
第一有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括柠檬酸；
第二有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括乙醇酸；
异丙胺磺酸盐，其在所述清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内；
醇乙氧基化物，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
三乙醇胺，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
月桂亚氨基二丙酸钠，其在所述清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内；
其中所述清洁溶液具有在2.5到7.0之间的范围中的pH值。
技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将交替的清洁流体引导向所述构件，其中所述交替的清洁流体包括所述清洁溶液和过热蒸汽。
技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在去离子水中漂洗所述构件。
技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，引导所述清洁溶液包括，在约15℃到约200℃之间的范围内的温度下，并且在约1个大气压到约50个大气压之间的范围内的压力下，将所述清洁溶液引导向所述构件。
技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，引导所述清洁溶液包括，在低于约100℃的温度下，并且针对少于约200分钟的持续时间，将所述清洁溶液引导向所述构件。
技术方案6.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，引导所述清洁溶液包括，将所述清洁溶液穿过所述涡轮发动机的外壁中的开口引导到所述涡轮发动机的内部中。
技术方案7.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述异质材料层包括在所述构件的至少一部分之上延伸的第一子层，以及在所述第一子层的至少一部分之上延伸的第二子层，并且所述第一子层和第二子层具有不同的元素组成。
技术方案8.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述异质材料的碳基组分包括碳酸钙和碳酸镁中的至少一种。
技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述异质材料的氧化物基和硫酸盐基组分包括硫酸钙、硫酸镁、二氧化硅、长石、云母和粘土中的至少一种。
技术方案10.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述异质材料的氯化物基组分包括氯化钠和氯化钾中的至少一种。
技术方案11.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有小于约5的pH值。
技术方案12.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约100份的硫。
技术方案13.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的钠。
技术方案14.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约20份的氯。
技术方案15.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的钾。
技术方案16.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的磷。
技术方案17.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约2份的金属。
技术方案18.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约100份的硫，每一百万单位中小于约10份的钠，每一百万单位中小于约20份的氯，每一百万单位中小于约10份的钾，每一百万单位中小于约10份的磷，每一百万单位中小于约2份的金属。
技术方案19.一种用于涡轮发动机的清洁溶液，其包括：
水，其在所述清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内；
第一有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括柠檬酸；
第二有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括乙醇酸；
异丙胺磺酸盐，其在所述清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内；
醇乙氧基化物，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
三乙醇胺，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
月桂亚氨基二丙酸钠，其在所述清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内；
其中所述清洁溶液具有在2.5到7.0之间的范围中的pH值。
技术方案20.根据技术方案19所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约100份的硫。
技术方案21.根据技术方案19所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的钠。
技术方案22.根据技术方案19所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约20份的氯。
技术方案23.根据技术方案19所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的钾。
技术方案24.根据技术方案19所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的磷。
技术方案25.根据技术方案19所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约2份的金属。
技术方案26.根据技术方案19所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约100份的硫，每一百万单位中小于约10份的钠，每一百万单位中小于约20份的氯，每一百万单位中小于约10份的钾，每一百万单位中小于约10份的磷，每一百万单位中小于约2份的金属。
技术方案27.一种用于涡轮发动机的清洁溶液，其基本上由以下构成：
水，其在所述清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内；
第一有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括柠檬酸；
第二有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括乙醇酸；
异丙胺磺酸盐，其在所述清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内；
醇乙氧基化物，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
三乙醇胺，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
月桂亚氨基二丙酸钠，其在所述清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内；
其中所述清洁溶液具有在2.5到7.0之间的范围中的pH值。
技术方案28.根据技术方案27所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约100份的硫。
技术方案29.根据技术方案27所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的钠。
技术方案30.根据技术方案27所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约20份的氯。
技术方案31.根据技术方案27所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的钾。
技术方案32.根据技术方案27所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约10份的磷。
技术方案33.根据技术方案27所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约2份的金属。
技术方案34.根据技术方案27所述的清洁溶液，其特征在于，所述清洁溶液具有每一百万单位中小于约100份的硫，每一百万单位中小于约10份的钠，每一百万单位中小于约20份的氯，每一百万单位中小于约10份的钾，每一百万单位中小于约10份的磷，每一百万单位中小于约2份的金属。
技术方案35.一种用于涡轮发动机的清洁溶液的试剂组合物，所述试剂组合物包括：
第一有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括柠檬酸；
第二有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括乙醇酸；
异丙胺磺酸盐，其在所述清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内；
醇乙氧基化物，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
三乙醇胺，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
月桂亚氨基二丙酸钠，其在所述清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内；
其中所述试剂组合物利用有机碱滴定以具有在约4.0到约7.0之间的范围中的pH值。
技术方案36.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述试剂组合物具有每一百万单位中小于约500份的硫。
技术方案37.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述试剂组合物具有每一百万单位中小于约50份的钠。
技术方案38.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述试剂组合物具有每一百万单位中小于约100份的氯。
技术方案39.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述试剂组合物具有每一百万单位中小于约50份的钾。
技术方案40.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述试剂组合物具有每一百万单位中小于约50份的磷。
技术方案41.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述试剂组合物具有每一百万单位中小于约10份的金属。
技术方案42.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述试剂组合物具有每一百万单位中小于约500份的硫，每一百万单位中小于约50份的钠，每一百万单位中小于约100份的氯，每一百万单位中小于约50份的钾，每一百万单位中小于约50份的磷，每一百万单位中小于约10份的金属。
技术方案43.根据技术方案35所述的试剂组合物，其特征在于，所述有机碱是咪唑。
技术方案44.根据技术方案43所述的试剂组合物，其特征在于，所述咪唑呈晶体形式。
附图说明
当参照附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它的特征、方面和优点，在该附图中，相似的标记在所有附图中表示相似的部件，其中：
图1是示例性涡轮发动机的截面视图；
图2是图1中所示的涡轮发动机的高压涡轮区段中的示例性构件的截面视图；
图3是图1中所示的涡轮发动机的高压涡轮区段中的备选构件的截面视图；
图4是图2中所示的构件的电子微探针分析图像；
图5是图3中所示的构件的电子微探针分析图像；
图6是清洁涡轮发动机的示例性方法的流程图；
图7是清洁涡轮发动机的备选方法的流程图；
图8示出了暴露于根据本公开的清洁溶液的测试板的腐蚀；
图9示出了暴露于根据本公开的清洁溶液的高强度钢样本的拉伸断裂强度；
图10示出了用于暴露于根据本公开的清洁溶液的试块的总浸泡腐蚀速率；
图11示出了用于暴露于根据本公开的清洁溶液的试块的总浸泡腐蚀速率；并且
图12示出了暴露于根据本公开的清洁溶液的高强度钢样本的SEM截面。
除非另外指出，否则本文中提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。这些特征认为是适用于多种系统，其包括本公开的一个或更多个实施例。就此而言，附图不意在包括本文中公开的实施例的实施所需的、本领域技术人员已知的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求中，将参照一定数量的用语，其应当限定为具有以下意义。
单数形式″一″、″一个″和″该″包括复数参照，除非上下文另外清楚地指出。
″可选″或″可选地″意思是随后描述的事件或情形可或可不发生，并且描述包括其中事件发生的情况，以及其中其不发生的情况。
如本文中遍及说明书和权利要求使用的近似语言可应用于修饰可在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下可容许地改变的任何数量表达。因此，由用语或多个用语如″大约″和″大致″修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况中，近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。此处和遍及说明书和权利要求，范围限制可组合和/或互换，此类范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。
本公开的实施例涉及清洁涡轮发动机的内部通道的方法。更特别地，涡轮发动机的内部通道中的表面可在涡轮发动机的延长操作之后在其上积聚矿物灰尘。如本文中所使用，“矿物灰尘”大体指自然产生的颗粒状物质，包括各种岩石和矿物的颗粒。例如，矿物灰尘可能够以亚-38微米的尺寸变得随空气传播，并且在滑行、起飞、爬升、巡航、着陆期间以及当涡轮发动机不在操作中时积聚在涡轮发动机中。积聚的矿物灰尘的元素组成和相基于矿物灰尘在涡轮发动机的区段内的位置，和/或涡轮发动机的操作环境而变化。例如，由燃烧引起的高压涡轮机区段中的升高的温度导致其中构件的表面上的升高的温度。就此而言，表面上的矿物灰尘热反应以形成CMAS基反应产物(例如，[(Ca，Na)2(Al，Mg，Fe2+)(Al，Si)SiO7])，以及积聚在反应产物表面上的矿物灰尘的后续层。
本文中描述的清洁方法使用清洁溶液，其便于从涡轮构件移除CMAS基反应产物的氧化物基、氯化物基、硫酸盐基和碳基组分、间质胶泥以及积聚的矿物灰尘的后续层。更特别地，在示例性实施例中，清洁溶液包括选择性地溶解涡轮发动机的内部通道中的异质材料的组分的试剂组合物。如本文中所使用，“选择性地溶解”指与预先确定的材料反应并且与除了预先确定的材料以外的材料大致不反应的能力。就此而言，本文中描述的方法便于从涡轮发动机移除反应的以及未反应的异质材料，同时与用于形成涡轮构件的材料大致不反应以限制对下层构件的损坏。
图1是示例性燃气涡轮发动机10的示意视图，其包括风扇组件12和芯部发动机13，芯部发动机13包括高压压缩机14、燃烧器16、高压涡轮(HPT)18、以及低压涡轮(LPT)20。风扇组件12包括一排风扇叶片24，其从转子盘26沿径向向外延伸。发动机10具有吸入侧28和排放侧30。风扇组件12和LPT 20通过低速转子轴31联接，并且压缩机14和HPT 18通过高速转子轴32联接。涡轮发动机10可为任何类型的燃气或燃烧涡轮飞行器发动机，其包括但不限于涡扇、涡轮喷气、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机以及齿轮传动涡轮发动机(诸如齿轮传动涡扇、无导管风扇和开放转子构造)。备选地，涡轮发动机10可为任何类型的燃气或燃烧涡轮发动机，包括但不限于在简单循环、联合循环、热电联产、海洋及工业应用中的陆基燃气涡轮发动机。
大体上，在操作中，空气沿大致平行于延伸穿过发动机10的中心线34的方向沿轴向流经风扇组件12，并且压缩的空气供应至高压压缩机14。高度压缩的空气输送至燃烧器16。来自燃烧器16的燃烧气流(未示出)驱动涡轮18和20。HPT 18通过轴32驱动压缩机14，并且LPT 20通过轴31驱动风扇组件12。此外，在操作中，异质材料(诸如矿物灰尘)连同空气一起由涡轮发动机10吸入，并且异质材料积聚在其中表面上。
如本文中所使用，用语“轴向”、“轴向地”或“同轴地”指沿或大致平行于中心线34的方向。此外，如本文中所使用，用语“径向”或“径向地”指大致垂直于中心线34的方向。
图2和图3是涡轮发动机10(图1中所示)的HPT 18区段中的示例性涡轮构件100和120的截面视图。参照图2，在示例性实施例中，构件100包括基底102和基底102上的保护涂层104。保护涂层104由金属材料制造，并且便于提高涡轮构件100的使用寿命。备选地，保护涂层104可由非金属材料(包括但不限于稀土元素陶瓷氧化物)制造。异质材料层106在涡轮构件100上形成，并且更特别地，在保护涂层104的表面108上。层106包括至少部分地在表面108之上延伸的第一子层110，以及至少部分地在第一子层110之上延伸的第二子层112。在备选实施例中，构件100在基底102上不包括保护涂层。
参照图3，在示例性实施例中，构件120包括基底102和基底102上的保护涂层104。异质材料层122在构件120上形成，并且更特别地，在保护涂层104的表面108上。在示例性实施例中，层122不包括异质材料的第一子层110和第二子层112(均在图2中示出)。例如，构件120可由于在吸入的异质材料相比于包括构件100的涡轮发动机较少的涡轮发动机中操作而包括层122。
示例性涡轮构件包括但不限于护罩、轮叶、叶片、喷嘴、导叶、密封构件、阀杆、喷嘴室以及喷嘴板。此外，基底102由金属材料制造。如本文中所使用，用语“金属”可指单种金属或金属合金。示例性金属材料包括但不限于镍、钛、铝、钒、铬、铁和钴。备选地，基底102可由非金属材料制造，其包括但不限于陶瓷基质复合物(CMC)、聚合物基质复合物(PMC)以及其它非金属材料。
再次参照图2，异质材料的第一子层110和第二子层112具有不同的元素组成。如本文中所使用，用语“异质材料”可指在操作期间进入涡轮发动机10的、不是特定的发动机设计构件的材料。更特别地，在操作期间，燃烧器16中形成的燃烧气体向下游引导向HPT 18(图1中所示)并且便于升高构件100的温度。构件100的升高的温度便于开始邻近构件100的表面108的异质材料中的热反应。异质材料的热变化便于形成玻璃无定形相并且便于改变异质材料的元素组成。再次参照图3，构件120在涡轮发动机10的操作期间的升高的温度便于开始邻近构件120的表面108的异质材料的热反应。
图4和图5分别是涡轮构件100和120的电子微探针分析(EMPA)图像124和126。在示例性实施例中，EMPA分别用于执行构件100和120上的层106和122的元素分析。参照图4，第一子层110和第二子层112之间的划分通过图像124中的钾和硫的元素分析而示出。更特别地，如图像124中所示，第一子层110由CMAS基反应产物和长石形成，如由遍及层106富含钠、硅和钙所示。第二子层112由硫酸盐、云母和/或粘土、CMAS基反应产物、硅酸盐、石英和长石形成，例如如由第二子层112中富含钾和硫所示。例如，第二子层112相比于第一子层110具有较大的硫浓度，因为第二子层112中的硫酸盐间质地安置(dispose)至硅酸盐。就此而言，第一子层110至少部分地由CMAS基反应产物形成，并且第二子层112大体上由未反应的异质材料和间质胶泥形成。如本文中所使用，用语“间质胶泥”可指定位在异质材料的矿物灰尘积聚的空隙空间内的次级材料。示例性间质胶泥包括但不限于碳酸盐、方解石、白云石和硫酸盐。在备选实施例中，第一子层110和第二子层112具有基于围绕涡轮发动机10的周围环境的元素组成。
参照图5，如图像126中所示，层122例如由硫酸盐、云母和/或粘土、CMAS基反应产物、硅酸盐、石英和长石形成。更特别地，层122的组合物通过遍及层122大致均匀富含钠、硅、钾、硫和钙示出。就此而言，层122是至少部分地由CMAS基反应产物和间质胶泥中的至少一种形成的异质材料的单层。
在示例性实施例中，清洁溶液(未示出)用于从涡轮构件100移除异质材料。清洁溶液包括试剂组合物，其选择性地溶解第一子层110和第二子层112两者中的异质材料的组分，同时物理地移除其中的硅酸盐材料。例如，试剂组合物具有选择性地溶解异质材料的氧化物基、氯化物基、硫酸盐和碳基组分中的至少一种的配方。更特别地，试剂组合物具有选择性地溶解异质材料的包括钙、硫、钠、钾、镁、硅和/或铝的氧化物基组分的配方。示例性氧化物基和硫酸盐基组分包括但不限于硫酸钙、硫酸镁、二氧化硅(即，石英)、长石、云母和粘土。试剂组合物还选择性地溶解异质材料的包括钠和/或钾的氯化物基组分。示例性氯化物基组分包括但不限于氯化钠和氯化钾。试剂组合物还选择性地溶解异质材料的包括钙、氧和/或镁的碳基组分。示例性碳基组分包括但不限于碳酸钙和碳酸镁。
试剂组合物还具有与异质材料的除了氧化物基、氯化物基、硫酸盐基和碳基的组分之外的材料大致不反应的配方。更特别地，试剂组合物与金属材料(诸如但不限于镍、钛、铝、钒、铬、铁和钴)大致不反应。类似地，试剂组合物与用来制造本文中论述的保护涂层104和/或基底102的非金属材料(包括但不限于稀土元素陶瓷氧化物、陶瓷基质复合物、聚合物基质复合物以及其它非金属复合材料)大致不反应。就此而言，对涡轮构件100的保护涂层104和/或基底102的损坏大致有限。
在示例性实施例中，清洁溶液包括试剂组合物，其具有在试剂组合物的体积的约25％到约70％之间的范围内的水、在试剂组合物的体积的约1％到约50％之间的范围内的酸性成分，以及在试剂组合物的体积的约1％到约40％之间的范围内的胺成分。相信的是，在不受任何具体理论限制的情况下，酸性成分是主要的驱动剂，其便于异质材料的氧化物基、氯化物基、硫酸盐基和碳基组分的选择性溶解。示例性酸性成分包括但不限于柠檬酸、乙醇酸、聚丙烯酸及它们的组合。还相信的是，在不受任何具体理论限制的情况下，胺成分用作表面活性剂，其便于减小清洁溶液和异质材料之间的表面张力。示例性胺成分包括但不限于单异丙醇胺和三乙醇胺。
在示例性实施例中，在将清洁溶液引导向涡轮构件100之前，清洁溶液通过利用水稀释试剂组合物而形成。稀释基于联邦航空局(FAA)指南。FAA条规提供了用于引入到涡轮发动机中的组合物的可接受的元素阀值。就此而言，本文中描述的试剂组合物基于用于清洁涡轮发动机10的配方通过高达约40的因子稀释。所得的稀释的清洁溶液将具有使清洁溶液能够如本文中描述的那样起作用的任何pH值。在示例性实施例中，清洁溶液的pH值小于约5。
在一个实施例中，第一试剂组合物包括：在试剂组合物的体积的约40％到约60％之间的范围内的水、在试剂组合物的体积的约20％到约30％之间的范围内的二丙二醇单乙醚、在试剂组合物的体积的约1％到约10％之间的范围内的二丙二醇单丁醚、在试剂组合物的体积的约1％到约5％之间的范围内的单异丙醇胺，以及在试剂组合物的体积的约1％到约5％之间的范围内的乙醇酸。在该实施例中，试剂组合物是(“LUMINOX”是纽约州怀特普莱恩斯的Alconox股份有限公司的注册商标)。在示例性实施例中，清洁溶液通过利用水由高达约18的因子稀释第一试剂组合物而形成，其中钠是限制性稀释因子。
在另一个实施例中，第二试剂组合物包括在试剂组合物的体积的约25％到约35％之间的范围内的水、在试剂组合物的体积的约15％到约25％之间的范围内的二丙二醇单乙醚、在试剂组合物的体积的约30％到约40％之间的范围内的单异丙醇胺、在试剂组合物的体积的约1％到约5％之间的范围内的醇烷氧基化物，以及在试剂组合物的体积的约5％到约10％之间的范围内的乙二醇丁醚。在该实施例中，试剂组合物是(“DETERGENT 8”是纽约州怀特普莱恩斯的Alconox股份有限公司的注册商标)。在示例性实施例中，清洁溶液通过利用水由高达约3的因子稀释第二试剂组合物而形成，其中氟是限制性稀释因子。
在另一个实施例中，第三试剂组合物包括在试剂组合物的体积的约50％到约70％之间的范围内的水、在试剂组合物的体积的约5％到约15％之间的范围内的乙醇酸、在试剂组合物的体积的约5％到约15％之间的范围内的柠檬酸、在试剂组合物的体积的约2％到约7％之间的范围内的三乙醇胺，以及在试剂组合物的体积的约1％到约5％之间的范围内的醇烷氧基化物。在该实施例中，试剂组合物是(“CITRAJET”是纽约州怀特普莱恩斯的Alconox股份有限公司的注册商标)。在示例性实施例中，清洁溶液通过利用水由高达约32的因子稀释第三试剂组合物而形成，其中钠是限制性稀释因子。
在还有另一个实施例中，第四试剂组合物包括在试剂组合物的体积的约50％到约70％之间的范围内的水、在试剂组合物的体积的约5％到约15％之间的范围内的乙醇酸、在试剂组合物的体积的约5％到约15％之间的范围内的柠檬酸、在试剂组合物的体积的约1％到约5％之间的范围内的三乙醇胺、在试剂组合物的体积的约1％到约5％之间的范围内的醇烷氧基化物，以及在试剂组合物的体积的约1％到约10％之间的范围内的异丙胺磺酸盐。在该实施例中，试剂组合物是(“CITRANOX”是纽约州怀特普莱恩斯的Alconox股份有限公司的注册商标)。在示例性实施例中，清洁溶液通过利用水由高达约35的因子稀释第四试剂组合物而形成，其中硫是限制性稀释因子。
图6是清洁涡轮发动机10(图1中所示)的示例性方法200的流程图，并且图7是清洁涡轮发动机10的示例性方法220的流程图。在示例性实施例中，方法200包括提供202从涡轮发动机10的外部到涡轮发动机10的内部35中的流连通的通路。流连通的通路穿过涡轮发动机10的外壁36中的开口38以便于涡轮构件100的原位处理。在示例性实施例中，开口例如是内窥镜孔、燃烧器孔、压力传感器端口和抽头，和/或燃料喷嘴孔。
方法200还包括提供204其上具有异质材料层106的涡轮构件100。涡轮构件100可原位定位在涡轮发动机10内，或者可从涡轮发动机10移除并且在服务维修店环境中清洁。层106包括至少部分地在保护涂层104的表面108之上延伸的第一子层110，以及至少部分地在第一子层110之上延伸的第二子层112。如上文所述，异质材料层106的第一子层110和第二子层112具有不同的元素组成。提供206配置成选择性地溶解异质材料的组分的试剂组合物。备选地，如图7中所示，方法220包括提供205其上具有异质材料层122的涡轮构件120，异质材料层122至少部分地由异质材料的热反应产物和间质胶泥中的至少一种形成。试剂组合物然后通过高达约40的因子稀释208以形成清洁溶液。
交替的清洁流体的循环引导向涡轮构件100以便于从涡轮构件100移除异质材料。更特别地，方法200包括将过热蒸汽穿过开口38引导210向涡轮构件100，以及将清洁溶液穿过开口38引导212向涡轮构件100。过热蒸汽便于预热清洁溶液的流动通路，并且清洁溶液选择性地溶解214异质材料的氧化物基、氯化物基、硫酸盐基和碳基组分。在示例性实施例中，该方法包括将清洁流体的第一循环引导向涡轮构件100，以及将清洁流体的第二循环引导向涡轮构件100。在第一和第二清洁循环中，过热蒸汽在清洁溶液之前引导210向涡轮构件100以便于增加清洁溶液的效力。就此而言，第一循环例如通过选择性地溶解间质地安置至层106的硅酸盐的硫酸盐而便于增加异质材料层106的孔隙度。第二循环通过进入层106中由清洁流体的第一循环形成的开口孔隙(未示出)而进一步选择性地溶解异质材料的组分。在第一和第二循环完成之后，过热蒸汽的再一次施加引导216向涡轮构件100，并且涡轮构件100利用去离子水漂洗218。备选地，使该方法能够如本文中描述的那样起作用的任何清洁顺序可用于从涡轮构件100移除异质材料。此外，在备选实施例中，第一和第二清洁循环中可使用不同的清洁溶液。
清洁流体在使该方法能够如本文中描述的那样起作用的任何过程条件下引导向涡轮构件100。例如，过程条件可基于从涡轮构件100移除异质材料的期望的速率和移除的异质材料的性质而修改。在示例性实施例中，清洁溶液引导向涡轮构件100的持续时间少于约200分钟，温度在约15℃到约200℃之间的范围内，压力在约1个大气压到约50个大气压之间的范围内，并且流率在约100毫升每分钟到约250毫升每分钟之间的范围内。此外，过热蒸汽引导向涡轮构件100的持续时间少于约200分钟，并且压力在约1个大气压到约10个大气压之间的范围内。
清洁可通过使用例如2015年2月13日提交的、名称为“DETERGENT DELIVERYMETHODS AND SYSTEMS FOR TURBINE ENGINES”的美国申请14/621,465中公开的方法、系统和洗涤剂执行，其内容通过引用并入本文中。
示例
提供以下非限制性的模拟以进一步说明本文中描述的系统和方法。
重量移除分析
清洁流体引导向涡轮发动机的构件以便于从其移除异质材料。更特别地，商用涡扇涡轮发动机的高压涡轮机护罩从发动机移除并且清洁，如本文中描述的。表1呈现了利用在35倍稀释因子下的清洁的来自第一涡轮发动机的护罩的数据，并且表2呈现了利用在32倍稀释因子下的清洁的来自第二涡轮发动机的护罩的数据。清洁溶液的流以变化的温度和流率引导达约16分钟的持续时间。
结果在以下的表1和表2中呈现。护罩以预先确定的时间间隔称重以确定清洁溶液在移除异质材料方面的效力。护罩在施加清洁溶液之前、施加清洁溶液之后(从部件清洗的重量)、以及从护罩机械地移除剩余的异质材料之后(移除的总灰尘)称重。就此而言，经由清洁溶液的灰尘移除的百分比得以确定。此外，各个元素的重量移除使用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)关于流出的洗涤剂确定。
表1
表2
因此，利用清洁溶液在较高流率和/或温度下清洁护罩相比于在较低流率和/或温度下便于移除更多异质材料。例如，以200毫升每分钟(mL/min)的流率和在80℃的温度下清洁的护罩3移除异质材料的75.8％，并且以100mL/min的流率和在22℃的温度下清洁的护罩14移除异质材料的56.4％。
此外，应注意的是，可不获得对于表1中所示的清洗的护罩13经由清洗移除的总灰尘以及移除的百分比，因为护罩13安装在环氧树脂中、剖面并且抛光以便于EMPA绘图分析。就此而言，护罩13可不擦洗以从护罩移除剩余灰尘以便于计算对于护罩13经由清洗移除的总灰尘以及移除的百分比。应进一步注意的是，表1是利用清洁的结果，其包括了磺化胺络合物。因此，不可能将由异质材料中存在的硫对上洗涤剂中存在的硫导致的硫组合物区分开。表2是利用清洁的结果，其不包括磺化胺络合物。因此，可计算作为清洁顺序结果的护罩上硫含量的减少。这解释了表1中不具有“硫”列但表2中具有的原因。
元素浓度分析
通过上文描述的清洁溶液清洁的护罩被评估以确定施加每种清洁溶液之前和之后的异质材料的相对元素浓度。利用清洁的护罩的元素分析在表3中呈现，并且利用清洁的护罩的元素分析在表4中呈现。
此外，通过包括交替施加过热蒸汽和清洁溶液的不同的清洁顺序而清洁的护罩被评估以确定每个清洁顺序完成之前和之后的异质材料的相对元素浓度。顺序1包括在187℃的温度和16分钟的持续时间下施加过热蒸汽。顺序2包括在100mL/min的流率、80℃的温度和16分钟的持续时间下施加32倍稀释的以及在187℃的温度和5分钟的持续时间下施加过热蒸汽。顺序3包括在200mL/min的流率、80℃的温度和16分钟的持续时间下施加32倍稀释的以及在187℃的温度和16分钟的持续时间下施加过热蒸汽。顺序4包括在200mL/min的流率、80℃的温度和16分钟的持续时间下施加32倍稀释的以及在187℃的温度和16分钟的持续时间下施加过热蒸汽。顺序5包括在200mL/min的流率、80℃的温度和16分钟的持续时间下施加32倍稀释的以及在187℃的温度和16分钟的持续时间下施加过热蒸汽。顺序6包括在187℃的温度和16分钟的持续时间下施加过热蒸汽的第一施加，在200mL/min的流率、80℃的温度和16分钟的持续时间下32倍稀释的的第一施加，过热蒸汽的第二施加，32倍稀释的的第二施加，以及过热蒸汽的第三施加。通过顺序1至顺序6清洁的护罩的元素分析在表5中呈现。
元素分析使用Bruker M4 Tornado微X射线荧光(μXRF)设备进行，其包括设定在50千伏(kV)和450微安(μA)处的Rh靶微焦点X射线管和Bruker XFlash SDD探测器。该设备在17.4千电子伏特(KeV)(Mo K)和Na-U真空环境下具有25微米(μm)的光点尺寸，并且在1.49KeV(AIK)和Na-U真空环境下具有60μm的光点尺寸。样本定位在设备中，并且利用100微米像素尺寸来获得图。样本通过在X射线光束下扫描每个样本而快速扫描以获得这些图。每个像素使用10毫秒的停留时间，并且样本扫描5个循环。清洁之前和之后部件都进行绘图，并且对于给定绘图区域的平均光谱在清洁之前和之后进行对比，从而给出元素信号中百分比的改变。异质材料存在的元素和基底中的元素的信号的百分比改变允许清洁条件的效力的评估。应注意的是，在以下的表3至表5中，在括号中出现的数字表示负数，或作为清洁顺序的结果的元素组成的减少。因此，作为清洁的结果，总体护罩材料组合物变得更加接近原始基底金属，同时异质材料元素组成(Ca，S和K)对应地减少。
表3
表4
表5
因此，如由表3和表4中呈现的结果所示，使用上文描述的清洁溶液来清洁护罩便于减少样本中钙、硫和钾的元素浓度。清洁溶液便于从护罩至少部分地移除异质材料的第一子层，并且至少部分地暴露护罩(即，镍、钴、铬和铁)和异质材料的第二子层(即，硅酸盐基反应产物)。就此而言，镍、钴、铬、铁和硅的元素浓度在施加清洁溶液之后增加。
同样，如由表5中呈现的结果所示，使用上文描述的清洁顺序来清洁护罩便于减少样本中钙、硅、硫和钾的元素浓度。清洁顺序便于从护罩至少部分地移除异质材料的第一和第二子层，并且至少部分地暴露护罩。就此而言，镍、钴、铬和铁的元素浓度增加，并且硅的元素浓度降低。更特别地，第一子层的组分的移除使清洁溶液能够接触第二子层以从其移除硅酸盐基反应产物。就此而言，使用上文描述的清洁顺序与使用仅过热蒸汽或仅清洁溶液来清洁护罩相比更加有效地暴露护罩。
在第一示例中，试剂1用于清洁护罩。试剂1由以下配方构成：0.21重量百分比的柠檬酸、0.21重量百分比的乙醇酸、0.14重量百分比的异丙胺磺酸盐、0.07重量百分比的醇乙氧基化物以及0.07重量百分比的三乙醇胺，并且清洁溶液的余量是水；最终试剂中活性剂的总量为0.7重量百分比。在该第一示例中，如的市售的缓蚀剂以0.01重量百分比的水平加入；含的试剂称作试剂2。试剂2具有近似3的pH值。试剂2用于从来自商用飞行器发动机的护罩的非流路表面清洁灰尘。该试剂有效地移除堆积在来自商用飞行器发动机的护罩的冷却表面上的灰尘的多于50％的重量。在这个方面，试剂是有效的。当试剂2经受用于清洁飞行器发动机构件所需的更加全面的材料兼容性测试(如由航空材料规范(AMS)1551a所规定)时，试剂2满足了与镁合金AM 4376相关的总浸泡腐蚀和物料损失的除了以下例外的所有要求；该合金不考虑用于洗涤剂限制条件，由于其典型地不在商用涡扇发动机中使用。试剂2具有低于最大允许量(每一百万单位中10份)的钠水平。试剂2还具有高于用于该预期使用的最大允许水平(每一百万单位中100份)的测得的硫含量。试剂2经受额外的测试，诸如与先进超合金(如用于飞行器发动机叶片和盘)，以及高强度钢(诸如涡轮轴材料，诸如Marage250)的兼容性测试。当包括0.010％的缓蚀剂的试剂2利用单晶叶片合金测试时，试剂2生成腐蚀坑，其尺寸不可接受地接近允许的极限。坑损坏在图8的显微照片中示出，并且理论化为由于合金中的钇被缓蚀剂的1，3-二乙基-2-硫脲成分优先侵蚀。图8示出了在2500倍下成像的暴露于试剂2(包括0.010％的)的先进的单晶合金总浸泡腐蚀板(右边，相对于基准金属(左边))。
高强度钢样本(诸如马氏体钢)暴露于试剂1(包括0.005％的)以及带有0.010％的缓蚀剂的更加稀释的试剂4达6天。在暴露之后，样本被检查并且经受遵循ASTM方法F1624的增量拉伸强度测量。样本显示了腐蚀的视觉证据，并且拉伸断裂强度小于未暴露于试剂的相同高强度钢的强度的60％。作为暴露的结果，最大允许的强度降低为10％。图9中所示的清洁试剂(试剂2和试剂5)在其与先进超合金和高强度钢两者的相互作用方面具有不可接受的性能，如随后将更加详细地论述的。
若干另外的试剂配比并且测试以便克服试剂2的局限。特别地，探索了额外的缓蚀剂，并且采用更高的pH水平。它们在以下示例中描述。
在第二示例中，试剂3用于清洁护罩。试剂3由以下配方构成：试剂1加0.3％的月桂亚氨基二丙酸钠，其可直接加入，或以的1％溶液的形式。为商用产品，其以各种配方在不同的商标名称下售出，该产品由月桂亚氨基二丙酸钠、与丙烯酸反应的伯胺构成。从功能上来说，其为用于各种工业中的次级表面活性剂，从作为泡沫促进剂、清洁剂或增粘剂的洗涤剂，到化妆品工业，或作为护发剂。其也用于石油工业中，在那里其销售作为原油的生产和现场处理中的钢管腐蚀的低成本解决方案，在低浓度下作为耐久的有机成膜抑制剂。试剂3具有近似3的pH值。当试剂3经受用于清洁飞行器发动机构件所需的更加全面的测试(如由航空材料规范(AMS)1551a所规定)时，试剂3未满足所有要求。虽然试剂3的确展示了满足AMS 5045碳钢总浸泡腐蚀速率要求的能力，但总钠含量大大超过了AMS阈值(每一百万单位中10份)。该失败可通过额外的稀释轻易解决，然而，pH值为3的试剂3不稳定，并且在使用期间在试剂3中观察到白色的沉淀物。试剂3的不稳定特性使其不适于清洁航空构件。
在第三示例中，试剂4用于清洁护罩。试剂4类似于试剂1，但pH调节到5.5的水平。试剂4由以下配方构成：稀释试剂1加有机碱，按照重量加入分子式为(CH)2N(NH)CH以晶体形式的咪唑以滴定至5.5的最终pH值。试剂4用于从来自商用飞行器发动机的护罩的非流路表面清洁灰尘。试剂4有效地移除堆积在来自商用飞行器发动机的护罩的冷却表面上的灰尘的多于50％的重量。在这方面，试剂4被判定为有效的。当试剂4经受用于清洁飞行器发动机构件所需的更加全面的测试(如由航空材料规范(AMS)1551a所规定)时，试剂4未满足所有要求。试剂4不满足AMS 5045碳钢总浸泡腐蚀速率要求，但试剂4满足如由AMS规定的元素硫和钠要求的上限，分别均低于每一百万单位中100份和10份。
参照图10，示出了相对于5MΩ去离子水和AMS1551a上限的总浸泡腐蚀速率，其通过600粒度精磨后浸泡在掺杂有指出的缓蚀剂的2.9％的环境中168小时的AMS5045试块的重量改变而测量。参照图11，示出了相对于2.9％的和AMS1551a上限的总浸泡腐蚀速率，其通过600粒度精磨后浸泡在掺杂有各种缓蚀剂并且由于利用咪唑滴定而pH增加的1.4％的环境(除了在100°F下进行的1.4％的pH5.5+0.03％的)中168小时的AMS5046试块的重量改变而测量。
在第四示例中，试剂5用于清洁护罩。试剂5类似于试剂2，但试剂2被稀释，并且缓蚀剂浓度维持在0.010％。如上文参照图9描述的，试剂5满足了硫浓度标准，但不满足氢脆变的要求。
在第五示例中，试剂6用于清洁护罩。试剂6是在pH值5.5下带有0.03重量百分比的缓蚀剂的试剂4。试剂6用于从来自商用飞行器发动机的护罩的非流路表面清洁灰尘。试剂6有效地移除堆积在来自商用飞行器发动机的护罩的冷却表面上的灰尘的多于50％的重量。在这方面，试剂6被判定为有效的。当试剂6经受用于清洁飞行器发动机构件所需的更加全面的测试(如由AMS1551a所规定)时，试剂6满足了所有要求。试剂6测量到的硫和钠含量低于分别为每一百万单位中100份和10份的AMS阈值。试剂6还满足用于AMS 5045碳钢的总腐蚀速率要求。试剂6示为与先进的超合金兼容，在晶界(在图12中所示的500倍放大的SEM截面中示出)处没有坑腐蚀或优先蚀刻的迹象。试剂6示为与高强度钢样本(如马氏体钢)兼容，对于浸泡在试剂6中达6天接着如由ASTM方法F1624所规定的增量步骤加载的条状物，基准拉伸断裂强度测量不到伤害。在pH为5.5时，试剂6示为关于随着时间所测量的pH是稳定的，并且以缓蚀剂的配方观察不到白色沉淀物。
清洁效力与pH的相互作用
对理解清洁溶液pH水平和清洁效力之间的相关性(如有)作出了尝试。不可能对被测试的清洁试剂在pH水平的整个范围(～2.5到11+)内将pH水平对清洁效力的效果分类，因为pH的效果混合了各种试剂的元素组成的效果。这两种效果不可去耦合。然而，当在较窄的范围内看单一试剂时，当pH从约3.5增加到5.5时，注意到清洁效力从78％降低到62％。
本文中描述的系统和方法便于从涡轮发动机移除积聚的异质材料。更特别地，诸如矿物灰尘的异质材料积聚在涡轮发动机的内部通道内并且例如阻塞其中的冷却通道。在操作中，由于矿物灰尘积聚在涡轮发动机中的构件上，故在燃烧期间生成的热便于烘烤矿物灰尘积聚的子层以改变其元素组成。本文中描述的清洁溶液配置为选择性地溶解间质胶泥，以及矿物灰尘积聚的反应和未反应的子层两者。就此而言，清洁溶液便于从涡轮发动机移除异质材料，同时大致限制对下层金属构件的损坏。
本文中描述的方法、系统和清洁溶液的示例性技术效果包括以下中的至少一种：(a)使涡轮发动机能够原位清洁；(b)选择性地溶解具有与涡轮发动机不同的元素组成的异质材料；以及(c)通过本文中描述的方法减少清洁的涡轮发动机的停机时间。
清洁溶液和相关联的使用方法的示例性实施例在上文详细描述。清洁溶液和方法不限于本文中描述的特定实施例，而是，溶液的成分和/或方法的步骤可与本文中描述的其它成分和/或步骤独立且单独地使用。例如，清洁溶液也可用于清洁其它已知的涡轮组件，并且不限于仅利用如本文中描述的涡轮发动机实践。相反地，示例性实施例可与其中选择性溶解异质材料为合乎需要的许多应用结合来实施和使用。
尽管本公开的各种实施例的特定特征可在一些附图中示出并且在其它附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的实施例的原理，附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来参照和/或要求权利。
该书面的描述使用实例以公开本公开的实施例(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本公开的实施例(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本文中描述的实施例的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种清洁涡轮发动机的方法，所述方法包括：
将清洁溶液引导向其上具有异质材料层的所述涡轮发动机的构件，所述异质材料层至少部分地由所述异质材料的热反应产物和间质胶泥中的至少一种形成，为了从所述构件至少部分地移除所述异质材料，所述清洁溶液包括：
水，其在所述清洁溶液的体积的约68.65％到约99.63％之间的范围内；
第一有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括柠檬酸；
第二有机酸成分，其在所述清洁溶液的体积的约0.1％到约15％之间的范围内；其中所述有机酸包括乙醇酸；
异丙胺磺酸盐，其在所述清洁溶液的体积的约0.07％到0.14％之间的范围内；
醇乙氧基化物，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
三乙醇胺，其在所述清洁溶液的体积的约0.035％到0.07％之间的范围内；
月桂亚氨基二丙酸钠，其在所述清洁溶液的体积的约0.03％到1.0％之间的范围内；
其中所述清洁溶液具有在2.5到7.0之间的范围中的pH值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将交替的清洁流体引导向所述构件，其中所述交替的清洁流体包括所述清洁溶液和过热蒸汽。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在去离子水中漂洗所述构件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述清洁溶液包括，在约15℃到约200℃之间的范围内的温度下，并且在约1个大气压到约50个大气压之间的范围内的压力下，将所述清洁溶液引导向所述构件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述清洁溶液包括，在低于约100℃的温度下，并且针对少于约200分钟的持续时间，将所述清洁溶液引导向所述构件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述清洁溶液包括，将所述清洁溶液穿过所述涡轮发动机的外壁中的开口引导到所述涡轮发动机的内部中。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异质材料层包括在所述构件的至少一部分之上延伸的第一子层，以及在所述第一子层的至少一部分之上延伸的第二子层，并且所述第一子层和第二子层具有不同的元素组成。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异质材料的碳基组分包括碳酸钙和碳酸镁中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异质材料的氧化物基和硫酸盐基组分包括硫酸钙、硫酸镁、二氧化硅、长石、云母和粘土中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异质材料的氯化物基组分包括氯化钠和氯化钾中的至少一种。
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