CN109083702B - 用于选择性清洁涡轮发动机构件的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统。系统包括清洁设备和歧管组件。清洁设备包括限定清洁室的上部部分和下部部分，清洁室构造成允许在清洁组分和涡轮发动机构件的第一部分的表面之间有选择性接触。上部部分包括与清洁室处于流体连通的多个充注孔，而下部部分包括与清洁室处于流体连通的多个排出孔。歧管组件构造成选择性地使清洁组分从贮存器经由多个充注孔循环到清洁室，且使清洁组分从清洁室经由多个排出孔再循环到贮存器。还提供用于选择性地清洁涡轮发动机构件的方法。
Description
技术领域
本公开的实施例大体涉及用于选择性地清洁涡轮发动机构件的系统和方法。更具体而言，本公开的实施例涉及用于使用粘性清洁组分选择性地清洁涡轮发动机构件的系统和方法。
背景技术
随着燃气涡轮发动机的最大运行温度升高，燃气涡轮发动机的构件(例如，涡轮盘、轴杆或密封元件)经历更高的温度。因而，这些构件的氧化和腐蚀已经变得越来越被关注。用于在这种高运行温度下使用的涡轮发动机构件典型地由针对良好的耐高温和耐疲劳性而选择的镍和/或钴基超合金制成。这些超合金耐氧化和腐蚀损害，但是该耐性不足以在当前达到的运行温度下完全保护它们。随着时间的推移，诸如(但是不限于)镍氧化物和/或铝氧化物的发动机沉积物可在这些涡轮构件的表面上形成涂层或层。这些发动机沉积物典型地需要清洁掉或以别的方式移除。其它构件，尤其是在相对较低温度下运行的那些构件，可由其它合金类型制成，诸如钛或钢；这些构件在工作期间也可被氧化。
进一步，涡轮发动机的某些构件可能需要在它们的工作寿命期间检查缺陷(例如，形成的裂纹)。但是，用来进行检查(例如，裂纹检测)的典型的技术的有效性可由于这些构件的金属表面上存在的氧化物而受影响。用来在检查之前移除这些氧化物的典型的清洁方法可能需要进行下者中的一种或多种：磨蚀性清洁技术(例如，磨蚀性湿喷)、多个清洁循环、大量清洁流体或人工地对要清洁的构件应用清洁流体。因此，传统清洁技术可带来多种挑战，诸如成本低效、使用麻烦和额外的环境和健康安全考虑。
此外，用于燃气涡轮发动机的清洁操作通常采用化学手段，诸如酸溶液，以从构件移除氧化物和其它发动机沉积物。虽然这种技术可能有效，但是它们在可有效应用于期望限制用来移除沉积物的清洁组分接触构件的区域的情况下的方面有挑战性。例如，一些构件包括多种材料，其中，一种或多种材料可能与清洁组分不相容。作为另一个实例，在一些构件中，倾向于仅在特定位置形成沉积物，而构件的其它位置仍然可接受地没有沉积物。在一些情况下，诸如在其中期望构件区域仅选择性暴露于清洁组分的这些情况下，典型的过程需要额外的步骤，诸如构件拆卸、掩蔽过程，或必须重新应用尺寸建造材料和增加总的清洁过程的时间和费用的其它技术。
因此，将合乎需要的是，能够有效和高效地从涡轮发动机构件清洁和移除发动机沉积物，尤其是包括金属氧化物的发动机沉积物。将特别合乎需要的是，能够以不过度地或显著移除或改变构件的基底金属的方式选择性地清洁和移除这种发动机沉积物。将进一步合乎需要的是，具有允许以选择性方式有效和高效地清洁发动机沉积物的清洁系统和方法。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统。系统包括清洁设备和歧管组件。清洁设备包括上部部分和下部部分，其共同限定清洁室。清洁室构造成接纳涡轮发动机构件的第一部分，且允许在清洁组分和涡轮发动机构件的第一部分的表面之间有选择性接触。上部部分包括多个充注孔，其与清洁室处于流体连通，而下部部分包括多个排出孔，其与清洁室处于流体连通。歧管组件与多个充注孔和多个排出孔处于流体连通。歧管组件构造成选择性地使清洁组分从贮存器经由多个充注孔循环到清洁室，且使清洁组分从清洁室经由多个排出孔再循环到贮存器。
在另一个方面，本公开涉及一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的方法。方法包括将涡轮发动机构件的第一部分设置在清洁设备的清洁室中，清洁室由清洁设备的上部部分和下部部分限定。方法进一步包括使清洁组分从贮存器经由歧管组件和设置在清洁设备的上部部分中的多个充注孔循环到清洁室。方法进一步包括使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的第一部分的表面。方法此外包括使清洁组分从清洁室经由歧管组件和设置在清洁设备的下部部分中的多个排出孔再循环到贮存器。
在又一个方面，本公开涉及一种用于选择性地清洁涡轮发动机构件的表面的方法。方法包括：(I)对涡轮发动机构件的表面应用清洁循环，清洁循环包括按顺序使涡轮发动机构件的表面接触碱性组分、第一酸性组分、第一碱金属高锰酸盐组分和第二酸性组分。方法进一步包括：(II)使涡轮发动机构件的表面的第一部分选择性地接触第二碱金属高锰酸盐组分。方法此外包括：(III)使涡轮发动机构件的表面的第一部分选择性地接触具有至少104泊的粘度的清洁组分，清洁组分包括第三酸性组分、活性化合物和增稠剂。步骤(I)和(II)实现成使得涡轮发动机构件的表面的剩余的第二部分基本上不接触第二碱金属高锰酸盐组分和清洁组分。
技术方案1. 一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统，包括：
清洁设备，其包括：
共同限定清洁室的上部部分和下部部分，所述清洁室构造成接纳所述涡轮发动机构件的第一部分，且允许在所述清洁组分和所述涡轮发动机构件的所述第一部分的表面之间有选择性接触，
所述上部部分包括与所述清洁室处于流体连通的多个充注孔，而所述下部部分包括与所述清洁室处于流体连通的多个排出孔；以及
歧管组件，其与所述多个充注孔和所述多个排出孔处于流体连通，所述歧管组件构造成选择性地使所述清洁组分从贮存器经由所述多个充注孔循环到所述清洁室，且使所述清洁组分从所述清洁室经由所述多个排出孔再循环到所述贮存器。
技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述上部部分和所述下部部分进一步限定掩蔽室，其用于接纳所述涡轮发动机构件的第二部分，所述掩蔽室和所述清洁室经由密封机构在流体方面彼此密封，使得所述涡轮发动机构件的所述第二部分的表面基本上不接触所述清洁组分。
技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述上部部分进一步包括多个通气孔，其与所述清洁室处于流体连通，且所述歧管组件与所述多个通气孔处于流体连通，且进一步构造成使清洗组分经由所述多个通气孔和所述多个排出孔循环到和循环出所述清洁室。
技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述歧管组件与包括所述清洁组分的所述贮存器处于流体连通，且所述清洁组分具有至少104泊的粘度。
技术方案5. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述涡轮发动机构件包括涡轮盘、涡轮叶片、压缩机盘、压缩机叶片、压缩机轴、旋转密封件、框架或壳体。
技术方案6. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述涡轮发动机构件的所述第一部分包括涡轮盘的鸠尾形部分。
技术方案7. 一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的方法，包括：
将所述涡轮发动机构件的第一部分设置在清洁设备的清洁室中，所述清洁室由所述清洁设备的上部部分和下部部分限定；
使所述清洁组分从贮存器经由歧管组件和设置在所述清洁设备的所述上部部分中的多个充注孔循环到所述清洁室；
使所述清洁组分选择性地接触所述涡轮发动机构件的所述第一部分的表面；以及
使所述清洁组分从所述清洁室经由所述歧管组件和设置在所述清洁设备的所述下部部分中的多个排出孔再循环到所述贮存器。
技术方案8. 根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述设置步骤进一步包括将所述涡轮发动机构件的第二部分设置在掩蔽室中，所述掩蔽室由所述清洁设备的所述上部部分和所述下部部分限定；所述掩蔽室和所述清洁室经由密封机构在流体方面彼此密封，使得在所述循环和接触步骤期间，所述涡轮发动机构件的所述第二部分的表面基本上不接触所述清洁组分。
技术方案9. 根据技术方案7所述的方法，其特征在于，进一步包括使清洗组分从清洗贮存器经由歧管组件和设置在所述清洁设备的所述上部部分中的多个通气孔循环到所述清洁室，以及使所述清洗组分从所述清洁室经由所述歧管组件和设置所述清洁设备的所述下部部分中的多个排出孔再循环到所述清洗贮存器。
技术方案10. 根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述清洁组分具有至少104泊的粘度。
技术方案11. 根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述清洁组分包括酸、活性化合物和增稠剂。
技术方案12. 根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述涡轮发动机构件包括涡轮盘、涡轮叶片、压缩机盘、压缩机叶片、压缩机轴、旋转密封件、框架或壳体。
技术方案13. 根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述涡轮发动机构件的所述第一部分包括涡轮盘的鸠尾形部分。
技术方案14. 一种用于选择性地清洁涡轮发动机构件的表面的方法，包括：
(I)对所述涡轮发动机构件的所述表面应用清洁循环，所述清洁循环包括按顺序使所述涡轮发动机构件的所述表面接触碱性组分、第一酸性组分、第一碱金属高锰酸盐组分和第二酸性组分；
(II)使所述涡轮发动机构件的所述表面的第一部分选择性地接触第二碱金属高锰酸盐组分；以及
(III)使所述涡轮发动机构件的所述表面的所述第一部分选择性地接触具有至少104泊的粘度的清洁组分，所述清洁组分包括第三酸性组分、活性化合物和增稠剂；
其中，所述步骤(II)和(III)实现成使得所述涡轮发动机构件的所述表面的剩余的第二部分基本上不接触所述第二碱金属高锰酸盐组分和所述清洁组分。
技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述第三酸性组分包括硝酸、磷酸、硫酸、盐酸、醋酸或其组合。
技术方案16. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述活性化合物包括铁盐。
技术方案17. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述增稠剂包括多个颗粒成分，所述颗粒成分包括二氧化硅、二氧化钛或其组合。
技术方案18. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述清洁组分包括盐酸、氯化铁和煅制二氧化硅。
技术方案19. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述清洁组分包括硝酸、硫酸、盐酸、醋酸、氯化铁和煅制二氧化硅。
技术方案20. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述涡轮发动机构件包括涡轮盘、涡轮叶片、压缩机盘、压缩机叶片、压缩机轴、旋转密封件、框架或壳体。
技术方案21. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述涡轮发动机构件的所述表面的所述第一部分包括涡轮盘的鸠尾形部分的表面。
通过参照以下详细描述，可更容易理解本公开的这些和其它特征、实施例和优点。
附图说明
在参照附图阅读以下详细描述时，将更好理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，其中：
图1A示出根据本公开的一些实施例的涡轮发动机构件的实例；
图1B示出根据本公开的一些实施例的涡轮发动机构件的部分的放大图；
图2示出根据本公开的一些实施例的用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统的线条图；
图3示出根据本公开的一些实施例的用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统的示意图；
图4A示出根据本公开的一些实施例的用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件表面的系统的横截面图；
图4B示出根据本公开的一些实施例的用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统的横截面图的放大部分；
图5示出根据本公开的一些实施例的用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统的示意图；
图6示出根据本公开的一些实施例的用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的方法的流程图；以及
图7示出根据本公开的一些实施例的用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的方法的流程图。
具体实施方式
在以下说明书和所附权利要求中，将参照多个用语，其应当限定为具有以下含义。单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数个参照物，除非上下文清楚地有相反的规定。如本文使用，用语“或”不表示为排它性的，而是表示存在至少一个所参照的构件，且包括其中可存在所参照的构件的组合的情况，除非上下文清楚地有相反的规定。
如本文在说明书和权利要求中使用，近似语言可应用来修饰可允许改变的任何数量表示，而不导致与其相关的基本功能的变化。因此，被用语诸如“大约”和“基本上”修饰的值不限于规定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精读。类似地，“没有”可与项目组合来使用，且可包括微量或痕量，同时仍然被认为是没有被修饰的项目。这里且在说明书和权利要求中，范围限制可组合和/或互换，这种范围被标识且包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言有相反表示。
通过使用相对于传统液体清洁组分具有高粘度的清洁组分，本文描述的系统和方法至少部分地解决了所提到的传统清洁方法和系统中的缺点。粘性组分基本上保留在粘性组分在清洁过程期间设置在其上的部件的区域中，从而提供能力来清洁涡轮发动机构件的选定的区域，而不过度地暴露相邻的其中暴露于清洁组分对于构件材料是不合需要或不相容的区域。进一步，通过采用本文描述的系统和方法，可实现涡轮发动机构件的选择性清洁，同时实现下者中的一个或多个：(i)将清洁组分的接触限制于需要清洁的区域，(ii)高效和有效地清洁涡轮发动机构件的多个部分，(iii)最小化清洁组分的接触时间，从而最小化腐蚀，(iv)重复使用清洁组分，从而减少所需要的量，(v)最小化人类与清洁组分和流出物流的接触，和(vi)以基本上无害的方式收集流出物流。
提供一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统。涡轮发动机表示其中涡轮由空气和燃料的燃烧产物驱动的任何发动机。在一些实施例中，涡轮发动机可为航空发动机。备选地，涡轮发动机可为在工业应用中使用的任何其它类型的发动机。这种涡轮发动机的非限制性实例包括在发电厂中使用的陆基涡轮发动机、在船舶中使用的涡轮发动机，或在钻井平台中使用的涡轮发动机。用语“燃气涡轮发动机”和“涡轮发动机”在本文可互换地使用。
如本文使用，用语“涡轮发动机构件”表示各种各样的涡轮发动机(例如，燃气涡轮发动机)部件和构件，其在正常发动机运行期间可有可能需要移除的发动机沉积物形成在其表面上。本文描述的方法和系统在应用于在工作期间会氧化的发动机构件时，特别有用，但是将理解，这对于方法和系统的范围不是必要的限制。
可通过本文公开的方法和系统清洁的涡轮发动机构件的非限制性实例包括但是不限于涡轮盘、涡轮叶片、压缩机盘、压缩机叶片、压缩机轴、旋转密封、框架或壳体。
在一些实施例中，涡轮发动机构件为或包括用于涡轮发动机组件的涡轮盘。众所周知，这种盘具有大体环形形状的轮毂部分和最外部轮缘部分(在本文称为“鸠尾形区域”)，最外部轮缘部分成形为多个鸠尾形，用于接合相应的多个涡轮叶片。在某些实施例中，如后面详细描述，本文描述的方法和系统特别可用于从涡轮盘的多个鸠尾形部分的表面移除发动机沉积物。如本文使用，用语“鸠尾形部分”表示一些或所有鸠尾形区域。图1A示出实例涡轮盘100包括轮毂部分110和最外部轮缘部分120。如图1A中示出，最外部轮缘部分120包括多个鸠尾形区域122。在一些实施例中，根据本文描述的方法和系统，涡轮发动机构件的与清洁组分选择性地接触的部分包括多个鸠尾形区域122的至少一部分。
类似地，涡轮叶片(未显示在图中)典型地在叶片的接合盘的区域中包括鸠尾形部分。在一些实施例中，叶片的鸠尾形部分(再一次，一些或所有鸠尾形部分)可使用本文描述的方法和系统而选择性地接触清洁组分。在又一个实例中，涡轮发动机构件为或包括用于压缩机或涡轮的壳体或框架(未显示在图中)。例如，低压涡轮壳体具有称为轨道的设计特征，匹配的部件支托在其上，轨道氧化，因为其延伸到热气路径中且难以清洁。在一些实施例中，这些壳体的轨道部分可使用本文描述的方法和系统而与清洁组分选择性地接触。
涡轮发动机构件包括金属。在一些实施例中，涡轮发动机构件包括超合金、钢诸如不锈钢、钛合金或在发动机构件中普遍使用的其它金属。在某些实施例中，涡轮发动机构件包括超合金，例如，镍基超合金、铁基超合金、钴基超合金或其组合。说明性镍或钴基超合金由商品名称INCONEL(例如，INCONEL 718)、NIMONIC、RENE(例如，RENE 88、RENE 104 合金)、HAYNES和UDIMET表示。例如，可用来制造涡轮盘、涡轮轴杆和其它可用的构件的合金为可在商品名称INCONEL 718下获得的镍基超合金，其具有的标称组分按照重量计为52.5%的镍、19%的铬、3%的钼、3.5%的锰、0.5%的铝、0.45%的钛、5.1%的组合的钽和铌和0.1%或更少的碳，余量为铁。作为另一个实例，在商品名称RENE 88DT下可获得的镍基超合金具有的标称组分按照重量计为13%的钴、16%的铬、4%的钼、4%的钨、2.1%的铝、3.7%的钛、0.7%的铌、0.03%的碳和0.015%的硼。
如本文使用，用语“发动机沉积物”表示在燃气涡轮发动机的运行期间随着时间的推移而作为涂层、层、垢等形成在涡轮构件的表面上的那些沉积物。这些发动机沉积物典型地包括基底金属的氧化物。在一些实施例中，氧化物包括由发动机构件的金属在工作或制造期间氧化而形成的材料，这表示氧化物包括至少一种源自涡轮发动机构件的金属的元素。作为实例，在涡轮发动机构件包括镍合金的情况下，涡轮发动机构件的表面处的氧化物可包括镍，诸如镍氧化物或包括镍和其它元素诸如铬、铝或其组合的尖晶石。高度合金化的超合金，诸如RENE 88DT、RENE 104等，例如随着合金含量的增加，被发现具有越来越复杂的氧化物，其具有增加的合金含量，例如除了较典型地看到的镍或铬或铝氧化物，还有钴氧化物和尖晶石和钛氧化物的混合物。氧化物的性质将部分地依赖于涡轮发动机构件的表面处的金属的组分和形成氧化物的环境条件(例如，温度、气氛)。
系统包括清洁设备和歧管组件。清洁设备包括上部部分和下部部分，它们共同限定清洁室。清洁室构造成接纳涡轮发动机构件的第一部分，且允许在清洁组分和涡轮发动机构件的第一部分的表面之间有接触。上部部分包括多个充注孔，其与清洁室处于流体连通，而下部部分包括多个排出孔，其与清洁室处于流体连通。歧管组件与多个充注孔和多个排出孔处于流体连通。歧管组件构造成选择性地使清洁组分从贮存器经由多个充注孔循环到清洁室，且使清洁组分从清洁室经由多个排出孔再循环到贮存器。
图2和3示出根据本公开的一些实施例的系统200，其用于使清洁组分10选择性地接触涡轮发动机构件的表面。图2示出系统200的线条图且图3示出根据本公开的一些实施例的实例系统200的示意图。系统200包括清洁设备210和歧管组件220。清洁设备210包括上部部分211和下部部分212。如图2中示出，上部部分211和下部部分212共同限定清洁室213。清洁室构造成接纳涡轮发动机构件的第一部分(未在图2中显示)且允许在清洁组分和涡轮发动机构件的第一部分的表面之间有接触。应当注意，仅为了容易描述而在本文使用用语“上部部分”和“下部部分”，而其不暗示两个部分的任何特定定向。在一些实施例中，可在涡轮发动机构件的需要清洁的表面的上下文中描述用语“上部部分”和‘下部部分”。例如，在一些这种情况下，“上部部分”可表示清洁设备的将接近要清洁的表面的部分。在一些实施例中，上部部分和下部部分彼此可移除地联接。
进一步，如图2和3中示出，上部部分211包括多个充注孔201，其与清洁室213处于流体连通，而下部部分212包括多个排出孔202，其与清洁室213处于流体连通。应当注意，图2和3中的充注孔201和排出孔202的数量、形状、大小和位置仅用于示出目的。充注孔201和排出孔202的以上设计特性中的一个或多个可至少部分地基于下者中的一个或多个而改变：要清洁的表面的形状和大小、期望的接触时间、清洁组分10特性(例如，粘度、量、温度等)和应用来使清洁组分10的循环的压力。在一些实施例中，上部部分211中的充注孔201的数量的范围可为大约4个到大约12个。在一些实施例中，下部部分212中的排出孔202的数量的范围可为大约4个到大约12个。进一步，充注孔201和排出孔202可彼此直接对齐，或备选地，可彼此交错。
歧管组件220与多个充注孔201和多个排出孔202处于流体连通。如本文使用，用语“与处于流体连通”表示系统的两个构件或部件(例如，歧管组件和充注孔)可将流体从一个构件或部件直接或通过使用居间构件(例如，管、管道、阀等)转移到另一个构件或部件。
此外，如图2和3中示出，歧管组件220构造成选择性地使清洁组分10从贮存器250经由多个充注孔201循环到清洁室213，且使清洁组分10从清洁室213经由多个排出孔202再循环到贮存器250。歧管组件220可经由管、管道等中的一个或多个流通地联接到充注孔201和排出孔202。在某些实施例中，歧管组件220相应地经由多个管215和216而与多个充注孔201和多个排出孔202处于流体连通。为了易于表示，图2和3示出仅两个管215和216。但是，系统200可包括多个管215，用于使清洁组分10从贮存器250循环到充注孔201，且类似地可包括多个管216，用于使清洁组分10从排出孔202再循环到贮存器250。在一些实施例中，系统包括与充注孔201的数量相同的数量的管215，用于使清洁组分10循环。在一些实施例中，系统包括比充注孔201的数量少的数量的管215，用于使清洁组分10循环。在一些实施例中，系统包括与排出孔202的数量相同的数量的管216，用于使清洁组分10再循环。在一些实施例中，系统包括比排出孔202的数量少的数量的管216，用于使清洁组分10再循环。
歧管组件220可与贮存器250经由适当的机构而处于流体连通，例如，管、管道等。在示出在图2和3中的实施例中，歧管组件经由管道217和218而流通地联接到贮存器250。到达和离开歧管组件220的清洁组分10的入流和出流可进一步通过适当的流体控制机构来控制，例如，阀。
在一些实施例中，清洁室213可特有使得涡轮发动机构件的第一部分可容易容纳在清洁室213中的几何结构和容积。因此，清洁室213的构造可取决于要清洁的涡轮发动机构件的几何结构和构造而设计和制造。如对于本领域普通技术人员将显而易见的那样，可通过改变清洁设备210的上部部分211和下部部分212的几何结构和构造而改变清洁室213的几何结构和构造。
在一些实施例中，清洁室213可构造成接纳不同类型的燃气涡轮发动机构件的至少一部分，燃气涡轮发动机构件的非限制性实例包括涡轮盘、涡轮叶片、压缩机盘、压缩机叶片、压缩机轴、旋转密封件、框架或壳体。在一些实施例中，清洁室213可构造成接纳涡轮盘的鸠尾形区域。在某些实施例中，清洁室213可构造成接纳涡轮盘的多个这种鸠尾形区域。
如之前所提到的那样，本文描述的系统和方法允许选择性清洁涡轮发动机构件的表面，而不必使用构件拆卸或麻烦的掩蔽技术。在一些实施例中，本文描述的系统200可通过允许仅涡轮发动机构件的某些部分由清洁组分10接触而允许选择性地对涡轮发动机构件的表面应用清洁组分10。因而，有效地掩蔽涡轮发动机构件的剩余的部分，而不必使用额外的掩蔽系统。
现在参照图4A和4B，相应地示出清洁设备210的横截面图的示意图和清洁设备210的部分的放大图。清洁设备210包括上部部分211和下部部分212，它们限定清洁室213。上部部分进一步包括多个充注孔201。在图4A和4B中示出的实施例中，涡轮发动机构件的第一部分设置在清洁室213中。在实例实施例中，涡轮发动机构件为涡轮盘100(显示在图1中)，而涡轮发动机构件的第一部分为涡轮盘100的鸠尾形区域122。应当注意，为了示出目的，仅一个鸠尾形区域122显示在图4A和4B中，但是，多个这种鸠尾形区域122可设置在清洁室中，例如，沿周向布置。
再次参照图4A和4B，清洁设备210的上部部分211和下部部分212进一步限定掩蔽室214。掩蔽室构造成接纳涡轮发动机构件的第二部分。在示出在图4A和4B中的实例中，第二部分为涡轮盘100的轮毂部分110(显示在图1中)。掩蔽室214和清洁室213经由密封机构230在流体方面彼此密封，使得涡轮发动机构件的第二部分的表面基本上不接触清洁组分10。也即是说，例如，涡轮盘100的轮毂部分110基本上不接触清洁组分10。因此，通过采用根据本公开的实施例的清洁设备构造，涡轮发动机构件的选择性接触和清洁可以高效和有效的方式实现。在一些实施例中，清洁设备210具有蛤壳结构。可使用任何适当的密封机构，只要密封机构能够在流体方面密封掩蔽室214和清洁室213。在一些实施例中，可采用垫片，作为密封机构230.
现在参照图5，在一些实施例中，上部部分211进一步包括多个通气孔203，其与清洁室213处于流体连通。如图5中示出，歧管组件220与多个通气孔203和清洗贮存器260处于流体连通。歧管组件220进一步构造成使清洗组分20经由多个通气孔203和多个排出孔202循环到和循环出清洁室213，如图5中示出。清洗组分20包括在实现清洁之后可从清洁室213和涡轮发动机构件的表面中的一个或两者冲洗出任何残余清洁组分的任何适当的冲洗流体。应当注意，图5中的通气孔的数量、形状、大小和位置仅用于示出目的。在一些实施例中，上部部分211中的通气孔的数量的范围可为大约4个到大约12个。进一步，通气孔203和排出孔202可直接彼此对齐，或备选地，可彼此交错。在一些实施例中，上部部分211可包括交替布置的充注孔201和通气孔203。
歧管组件220可经由管、管道等中的一个或多个流通地联接到通气孔203。在某些实施例中，歧管组件220经由多个管219而与多个通气孔203处于流体连通。图5示出仅两个管219，以易于表示。但是，系统200可包括多个管219。在一些实施例中，系统包括与通气孔203的数量相同的数量的管219，用于使清洗组分20循环。在一些实施例中，系统包括比通气孔203的数量少的数量的管219，用于使清洗组分20循环。
歧管组件220可经由适当机构而与清洗贮存器260处于流体连通，例如，管、管道等。在示出在图5中的实施例中，歧管组件经由管道221而流通地联接到清洗贮存器。进入和离开歧管组件220的清洗组分20的入流和出流可进一步通过适当的流体控制机构控制，例如，阀。
在一些实施例中，通气孔可进一步促进下者中的一个或两者：(1)在清洁室被充注清洁组分时，避免或最小化清洁室中的压力增大；和(2)通过观测到达清洁设备的顶部上的通气孔的清洁组分而监测清洁室中清洁组分的水平，清洁组分到达清洁设备的顶部上的通气孔可表示清洁室被充注，而没有任何截留的空气穴，且整个第一部分浸没在清洁组分中。
在一些实施例中，系统200进一步包括适当的加压机构(例如，泵)270，用于使清洁组分10经由歧管组件而循环到和循环出清洁室213，如图3和5中示出。
在一些实施例中，还提供一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的方法。方法包括将涡轮发动机构件的第一部分设置在清洁设备的清洁室中，清洁室由清洁设备的上部部分和下部部分限定。方法进一步包括使清洁组分从贮存器经由歧管组件和设置在清洁设备的上部部分中的多个充注孔循环到清洁室。方法进一步包括使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的第一部分的表面。方法此外包括使清洁组分从清洁室经由歧管组件和设置在清洁设备的下部部分中的多个排出孔再循环到贮存器。
现在参照图3-6，示出根据一个实施例的用于清洁燃气涡轮发动机的方法1000。如图3-6中显示，在一些实施例中，在步骤1001处，方法包括将涡轮发动机构件的第一部分设置在清洁设备210的清洁室213中。如之前详细描述，涡轮发动机构件的第一部分可包括需要选择性清洁的任何部分。
在一些实施例中，涡轮发动机构件的要清洁的表面可在与清洁组分10接触之前被准备。例如，可通过本领域普遍使用的任何手段以机械的方式移除松散地粘附的灰尘和其它碎屑，诸如通过将空气或液体的射流引导到表面上、通过刮或刷，或通过任何其它便利技术。在一些实施例中，方法进一步包括准备步骤，其包括对表面应用化学配制品。化学配制品的应用可对于沉积物的机械移除可为额外的或备选的。用于从发动机构件移除油和固体沉积物的各种产品可商购获得，诸如在TURCO商品名称下的那些。这种化学配制品的一个实例为TURCO 4338商标化合物(可商购获得自Henkel)，这是一种碱金属高锰酸盐配方。可商购获得的化学配制品的其它非限制性实例包括Ardrox185L、Ardrox1873、Ardrox1218和Ardrox1435(可商购获得自BASF)。使用这些类型的配方可通过部分地与氧化物和其它发动机沉积物反应，以使它们更容易与在接触步骤期间应用的本文描述的清洁组分反应而协助整个清洁过程。如果应用准备步骤，表面可随后被漂洗，以在使表面与接触清洁组分之前移除碎屑和/或化学配制品。进一步，化学准备步骤可在将涡轮发动机构件设置在清洁设备210中之前应用(即，在清洁设备外部)，或，在将涡轮发动机构件设置在清洁设备210中之后应用(即，在清洁设备内部)。
在一些实施例中，设置步骤进一步包括将涡轮发动机构件(例如，涡轮盘100)的第二部分(例如，轮毂部分110)设置在由清洁设备210的上部部分211和下部部分212限定的掩蔽室214中，这在图4A和4B中显示。如之前详细描述，掩蔽室214和清洁室213经由密封机构230(显示在图4A和4B中)在流体方面彼此密封，使得在循环和接触步骤期间，涡轮发动机构件的第二部分(例如，轮毂部分110)的表面基本上不接触清洁组分10。
如之前所提到，本文描述的清洁设备210的设计使得能够将清洁组分10应用于涡轮发动机构件的选定部分，从而允许进行局部靶向的清洁。因而，在一个实施例中，接触步骤包括使清洁组分10接触涡轮发动机构件的部分，而使涡轮发动机构件的另一个部分基本上不接触清洁组分。这种实施例的实例包括其中涡轮发动机构件为或包括用于发动机组件的盘涡轮的情况。在此说明性实例中，清洁组分10可应用于盘的鸠尾形部分(这表示应用于这个部分的一些或全部)，同时使盘的剩余部分基本上不接触组分。在以上实例中，涡轮发动机的设置在清洁室213中的第一部分可包括涡轮盘100的鸠尾形区域122。并且，剩余的轮毂部分110为设置在掩蔽室214中的第二部分。在这种实例实施例中，清洁组分选择性地接触涡轮盘100的一些或所有鸠尾形区域122，且剩余的轮毂部分110基本上不接触清洁组分。
类似地，涡轮叶片的鸠尾形部分(再一次，一些或全部鸠尾形部分)可选择性地接触清洁组分10，而叶片的其它区域不接触组分。在又一个实例中，壳体或框架的轨道部分可选择性地接触清洁组分10，而这些构件的其它区域不接触组分。在以上实例中，涡轮发动机的设置在清洁室213中的第一部分可包括涡轮叶片的鸠尾形部分，或涡轮/压缩机壳体的轨道部分。并且，剩余的部分为设置在掩蔽室214中的第二部分。
再次参照图3-6，方法1000在步骤1002处进一步包括使清洁组分从贮存器250经由歧管组件220和设置在清洁设备210的上部部分211中的多个充注孔201循环到清洁室113。清洁组分可使用管或管道(例如，管215)和适当的控制机构(例如，阀)来循环。方法进一步包括在步骤1003处，使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的第一部分的表面。
清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面达足够的持续时间，以允许至少部分地移除氧化物，而不过度地损害下面的金属。在一些实施例中，清洁组分接触涡轮发动机构件的表面的持续时间的范围为大约2分钟到大约20分钟。在某些实施例中，清洁组分接触涡轮发动机构件的表面的持续时间的范围为大约4分钟到大约8分钟。可通过控制清洁组分10循环通过清洁设备210的清洁室113的持续时间来控制接触持续时间。在一些实施例中，方法包括控制用于经由歧管组件220使清洁组分循环通过清洁室213的持续时间，使得实现期望的清洁量。在一些实施例中，清洁组分循环通过清洁室213的持续时间的范围为大约2分钟到大约20分钟。在某些实施例中，清洁组分10循环通过清洁室213的持续时间的范围为大约4分钟到大约8分钟。
典型地，方法在大气压力下执行，但是这不是必须的。方法可在任何温度下执行。对于任何特定情况的温度的选择可部分地依赖于竞争性特性，诸如对于氧化物的快速反应/移除的期望，对此，更高温度可为合乎需要的；以及对避免物品的下面的金属的显著反应的期望，对此，较低温度可为合乎需要的。在一些实施例中，接触步骤在环境温度(诸如大约20摄氏度)或更高的温度下执行。在一些实施例中，接触步骤在低于60摄氏度的温度下执行。在某些实施例中，接触步骤的执行温度的范围为大约20摄氏度到大约55摄氏度；且在特定实施例中，范围为大约20摄氏度到大约45摄氏度。
再次参照图3-6，方法1000此外包括在步骤1004处，使清洁组分10从清洁室113经由歧管组件220和设置在清洁设备210的下部部分212中的多个排出孔202再循环到贮存器250。可使用管或管道(例如，管216)和适当的控制机构(例如，阀)使清洁组分再循环。本文描述的方法的循环和再循环步骤可允许收集和重复使用清洁组分，这不会以高效方式发生在传统清洁方法(例如，人工应用或浸没)中。进一步，与用于清洁的标准浸没任务相比，重复使用清洁组分可显著减少需要的清洁组分的量。
此外，依赖于清洁组分的化学性质，在一些实施例中，可为合乎需要的是，使清洁组分在表面上循环，而非允许清洁组分停滞。对于相对于基底金属具有强烈的还原特性的清洁组分，这可为特别合乎需要的。在这种情况下，通过不允许清洁组分在涡轮发动机构件的表面上停滞，可避免基底金属的腐蚀(例如，点蚀)。在一些实施例中，清洁流体循环的速率为大约0.1升/分钟到大约5升/分钟。在特定实施例中，清洁流体循环的速率为大约0.25升/分钟到大约2升/分钟。
残余清洁组分然后被从涡轮发动机构件的表面和清洁室中的一个或两者移除。与清洁组分一起，其它材料诸如松弛的氧化物、灰尘、其它发动机沉积物和由于清洁组分和氧化物之间的反应而形成的任何反应产物也可被移除。在一些实施例中，移除步骤可通过下者来实现：用溶剂漂洗接触区域，诸如水；通过以机械的方式移除组分；通过擦拭；或经由有效地从表面移除清洁组分的任何其它技术。在涉及清洁组分的机械移除的实施例中，涡轮发动机构件可从清洁设备移除且然后经历移除步骤。
在某些实施例中，通过采用溶剂(例如，水)作为清洗/冲洗组分，清洁组分被从表面和清洁室移除。在这种情况下，在清洁组分循环通过清洁室达需要的持续时间之后，来自歧管组件的清洁组分流可通过关闭适当的阀来停止。进一步，可打开用于清洗组分的歧管组件中的阀，从而使清洗组分从清洗贮存器循环到清洁室。如图5中示出，方法进一步包括使清洗组分20经由歧管组件220和设置在清洁设备210的上部部分211中的多个通气孔203循环。类似于清洁步骤，方法进一步包括使清洗组分20从清洁室213经由歧管组件220和设置在清洁设备210的下部部分212中的多个排出孔202再循环到清洗贮存器260。本公开的实施例可因此有利地使用清洗组分收集流出物流。因此，有利于收集危险废物，同时最小化人类接触。
清洗组分接触涡轮发动机构件的表面达足够的持续时间，以允许从涡轮发动机构件的表面和清洁室中的一个或两者至少部分地移除清洁组分。在一些实施例中，清洗组分循环通过清洁室的持续时间的范围为大约2分钟到大约20分钟。在某些实施例中，清洗组分循环通过清洁室的持续时间的范围为大约4分钟到大约8分钟。在移除清洁组分之后，可重复接触和移除(在有或没有准备步骤的情况下)的序列，例如在其中从表面移除氧化物的量被认为不够的情况下。
在一些实施例中，清洁组分设计成具有足够高的粘度，以避免在清洁过程期间的组分的不合需要的流量。大体上，组分配方成具有至少104泊的粘度，以实现此目的。粘度可提高到这个值以上，如果这样做会增强过程的一些方面。例如，如果表面包括斜面，使得重力会增大不合需要的流的风险，则更高的粘度的组分可为合乎需要的。在一些实施例中，粘度低于或等于106泊；粘度的上限可部分地由将清洁组分应用到表面上的系统和过程的要求规定。本文描述的粘度值典型地表示在清洁过程期间存在的温度和压力的条件下获得的值。
清洁组分配方成从涡轮发动机构件的表面移除氧化物，同时避免与涡轮发动机构件的金属的不合需要的反应水平。要移除的氧化物的最小量可针对给定过程，至少部分地基于清洁过程的目的来规定。例如，在需要直观检查下面的金属的情况下，可规定氧化物的某个最小面积分数，在该分数以下，下面的金属的检查被认为是无效的。按照现有技术的说法，用语“物料损失 ”用来表示在移除氧化物期间伴随地被移除的下面的金属的量。在给定过程中可容忍的“物料损失”的量至少部分地由被清洁的构件和区域的性质来规定；例如，在要清洁的区域预期在工作中经历高应力的情况下，可容忍较小的物料损失，以避免构件的过度弱化。此外，作为针对物料损失限定某个上限的补充或替代，给定过程可规定表面在清洁之后的某个品质。例如，在过程可针对物料损失规定厚度阈值，诸如25微英寸(大约0.6微米)的情况下，其可进一步规定可容忍的蚀点的存在、数量和/或深度的极限、允许粒间腐蚀的程度，和/或其它边界条件。
在给定与氧化物的反应性和与下面的金属的非反应性的竞争性约束的情况下，清洁组分配方成与氧化物具有选择性反应性。如本文使用，用语“选择性反应性”表示，对于给定过程，组分显示与氧化物的可接受的反应性，同时针对金属的物料损失和其它攻击符合过程规定。现有技术中的那些内行者将理解，与氧化物的可接受的反应性和与金属的可接受的非反应性可针对过程条件和金属组分的给定组合而容易确定。
在一些实施例中，清洁组分包括酸、活性化合物和增稠剂。适当的酸与活性化合物的组合关于氧化物而对清洁组分提供需要的选择。在一些实施例中，酸包括无机酸，诸如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸、醋酸或其组合。
如本文使用，用语“活性化合物”表示对参与移除氧化物的清洁组分提供化学组成部分的化合物，诸如盐。在一些实施例中，化合物包括卤化物，诸如氯化物。在某些实施例中，活性化合物包括铁盐。在特定实施例中，活性化合物包括氯化铁，其对被应用到氧化的镍基超合金构件上的清洁组分提供了吸引人的性能。适当的活性化合物的选择和其在清洁组分中的浓度将至少部分地依赖于处理条件和金属和氧化物的性质。
清洁组分可进一步包括水，以形成含水溶液。酸、活性化合物和剩余的水的组合可形成酸性基质。在一些实施例中，清洁组分中的酸的总量的范围为大约150克/升到大约850克/升。在某些实施例中，清洁组分中的酸的总量的范围为大约200克/升到大约800克/升。在一些实施例中，清洁组分中的活性化合物的总量的范围为大约10克/升到大约200克/升。在某些实施例中，清洁组分中的活性化合物的总量的范围为大约20克/升到大约90克/升。其余可由水(例如，蒸馏水)构成。
为了实现之前描述的期望粘度水平，清洁组分进一步包括增稠剂。如本文使用，用语“增稠剂”表示相对于缺乏这种添加剂的组分施加高粘度的添加剂存在于清洁组分中。在一些实施例中，增稠剂溶解在酸性基质中，通过促进例如液体基质内的交联材料的三维网络而产生凝胶。在其它实施例中，增稠剂为会悬浮在酸性基质内从而形成糊的颗粒材料。增稠剂以有效地产生期望水平的粘度的量存在于清洁组分中；本文描述的清洁组分的粘度如前面所提到的那样大体上为至少104泊。
基本上相对于酸性基质为惰性的无机化合物，诸如例如多个氧化物颗粒，提供了可悬浮而形成清洁组分的增稠剂的一个实例。在一些实施例中，增稠剂包括多个氧化物颗粒，这包括二氧化硅、二氧化钛或其组合。适当的氧化物颗粒的实例为煅制二氧化硅、煅制二氧化钛或其组合。增稠行为部分地取决于悬浮在基质内的颗粒的大小和量。典型地，虽然不是必须的，颗粒成分的标称大小(即，中值大小)的范围为大约0.005微米到大约0.5微米。在一些实施例中，标称颗粒成分大小的范围为大约0.005微米到大约0.3微米，且在特定实施例中，这个范围为大约0.007微米到大约0.2微米。关于颗粒存在的量，如上面所提到的那样，该量可被调节，以针对给定应用提供期望的粘度水平。在一些实施例中，增稠剂存在于清洁组分中的浓度按照重量计为清洁组分的至少大约0.5%。在一些实施例中，浓度按照重量计高达清洁组分的大约5%。在一些实施例中，增稠剂存在于清洁组分中的浓度的范围为清洁组分的大约1重量%到大约5重量%。在一些实施例中，增稠剂存在于清洁组分中的浓度的范围为清洁组分的大约1重量%到大约2重量%。
在某些实施例中，清洁组分包括盐酸、氯化铁和煅制二氧化硅。在一些这种情况下，清洁组分包括大约10克/升到大约20克/升的煅制二氧化硅、50克/升到大约100克/升的氯化铁、170克/升到大约200克/升的盐酸，且余量为水。在某些实施例中，清洁组分包括硝酸、硫酸、盐酸、醋酸、氯化铁和煅制二氧化硅。在一些这种情况下，清洁组分包括大约10克/升到大约20克/升的煅制二氧化硅、20克/升到大约40克/升的氯化铁、750克/升到大约800克/升的总的酸，且余量为水。在某些实施例中，适于本文描述的方法和系统的清洁组分公开在共同未决的美国专利申请公布2016/0024438中，该公开通过引用而结合在本文中。
如之前所提到的那样，用于清洁涡轮发动机构件(例如，在裂纹检查之前的涡轮盘)的传统清洁方法在表面有效清洁之前，可能需要多轮清洁步骤。例如，一些传统清洁方法可涉及应用涉及下者的4步清洁循环：碱性组分、第一酸性组分、碱金属高锰酸盐组分和第二酸性组分。由于在表面上存在顽固的氧化物，所以在可实现清洁之前，涉及碱金属高锰酸盐溶液和第二酸性组分的步骤可能需要重复多次(例如，至少20次)。这可导致费时和成本低效的清洁循环。
进一步，传统清洁方法可采用在其中清洁组分接触的区域需要受到限制的情况下可不合乎需要的液体清洁组分。例如，一些构件包括多种材料，其中，一种或多种材料与清洁组分不相容。作为另一个实例，在一些构件中，倾向于仅在特定位置形成沉积物，而构件上的其它位置仍然可接受地没有沉积物。在一些情况下，诸如在其中仅选择性将构件区域暴露于清洁组分为合乎需要的情况下，使用液体清洁组分的传统清洁方法可能需要额外的步骤，诸如构件拆卸、掩蔽过程，或具有重新应用尺寸建造材料和对总的清洁过程增加时间和费用的其它技术。
通过采用相对于传统液体清洁组分而具有高粘度的清洁组分，本公开的一些实施例进一步解决提到的传统清洁方法中的缺点。粘性组分基本上保留在粘性组分在清洁过程期间设置在其上的部件的区域中，从而提供能力来清洁涡轮发动机构件的选定区域，而不过度暴露相邻的其中暴露于清洁组分对于构件材料是不合需要或不相容的区域。
在一些实施例中，提供一种用于使用粘性清洁组分来选择性地清洁涡轮发动机构件的表面的方法。参照图7来描述方法。如图7中显示，方法2000包括在步骤2001处，对涡轮发动机构件的表面应用清洁循环。应用清洁循环的步骤2001包括按顺序使涡轮发动机构件的表面接触碱性组分、第一酸性组分、第一碱金属高锰酸盐组分和第二酸性组分的步骤。在一些实施例中，应用清洁循环的步骤2001类似于在检查之前应用来清洁涡轮发动机构件的4步传统清洁循环。碱性组分的非限制性实例包括Ardrox185L，第一酸性组分的非限制性实例包括Ardrox1873，第一碱金属高锰酸盐组分的非限制性实例包括Ardrox1435，而第二酸性组分的非限制性实例包括Ardrox1218。如之前所提到，Ardrox是可从BASF获得的组分的商品名称。在一些实施例中，方法2000可进一步在步骤2001之前包括一个或多个准备性步骤，用于准备涡轮发动机构件的表面，这在之前详细描述。
清洁循环可应用于涡轮发动机构件的表面或其仅一部分。在一些实施例中，清洁循环可应用于涡轮发动机构件的表面。例如，在涡轮发动机构件为涡轮盘100时(在图1中显示)，应用清洁循环的步骤2001可在盘的部分110和120两者上实现。4步清洁循环的应用可允许恢复涡轮发动机构件的表面上的母金属。但是，如之前提到，涡轮发动机构件的某些部分可包括一种或多种金属的复杂的氧化物。清洁循环可能不够有效，以至于在不使用磨蚀性清洁方法或大量清洁循环重复的情况下，不能高效地从表面移除这些氧化物。
因此，方法进一步包括，在步骤2002处，使涡轮发动机构件的表面的第一部分选择性地接触第二碱金属高锰酸盐组分。在一些实施例中，第二碱高锰酸盐溶液可与用在步骤2001中的第一碱高锰酸盐组分相同。在一些实施例中，第二碱高锰酸盐溶液可不同于用在步骤2001中的第一碱高锰酸盐组分。第二碱高锰酸盐溶液可进一步使涡轮发动机构件的第一部分的表面氧化。
方法2000此外包括，在步骤2003处，使涡轮发动机构件的表面的第一部分选择性地接触具有至少104泊的粘度的清洁组分。如本文之前提到，通过采用粘性清洁组分，涡轮发动机构件的选择性清洁可高效和有效地实施。步骤(II)和(III)实现成使得涡轮发动机构件的表面的剩余的第二部分基本上不接触碱金属高锰酸盐组分和清洁组分。
选择性地接触涡轮发动机构件的表面的步骤2002/2003可使用现有技术中用来对表面应用组分的任何技术实现。这种技术的实例包括将组分刷、擦或挤在表面上。如之前提到，清洁组分的粘性性质使得组分能够应用到物品的选定部分，从而允许进行局部靶向的清洁。在特定实施例中，步骤(II)和(III)可使用本文之前参照图1-6描述的系统和方法实施。
清洁组分允许至少部分地从涡轮发动机构件的选定的表面移除氧化物。在某些实施例中，清洁组分包括第三酸性组分、活性化合物和增稠剂。第三酸性组分中的适当的酸的非限制性实例包括无机酸，诸如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸、醋酸或其组合。适当的活性化合物的非限制性实例包括氯化铁。适当的增稠剂的非限制性实例包括煅制二氧化硅、煅制二氧化钛或其组合。清洁组分的组成特性在之前详细描述。
清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面达足够的持续时间，以允许至少部分地移除氧化物，而不过度损害下面的金属。在一些实施例中，清洁组分接触涡轮发动机构件的表面的持续时间的范围为大约2分钟到大约20分钟。在某些实施例中，清洁组分接触涡轮发动机构件的表面的持续时间的范围为大约4分钟到大约8分钟。
残余清洁组分然后使用一种或多种之前详细描述的技术从涡轮发动机构件的表面移除。在移除清洁组分之后，重复应用、接触和移除(在有或没有准备步骤的情况下)的序列，例如在其中从表面移除的氧化物的量被认为不够的情况下。在一些实施例中，在步骤2003之后，可重复步骤2001、2002和2003的序列n次，其中n为1到3。在特定实施例中，本文描述的方法和技术有效地移除足够量的氧化物，而不需要重复步骤2001、2002和2003。
在一些实施例中，方法可进一步包括检查涡轮发动机构件的表面的裂纹的步骤(未显示在图中)。可采用用于裂纹检查的任何适当的技术。在某些实施例中，本文描述的方法和技术可特别适于在使用荧光渗透剂检查(FPI)进行裂纹检查之前清洁涡轮发动机构件的表面。
实例
提供以下实例，以进一步示出本公开的非限制性实施例。
之前已经暴露于高温的涡轮盘在其鸠尾形部分中展示氧化物形成物。盘包括镍基超合金。盘经历单个标准的4步清洁循环，以恢复盘的母金属，以进行详细的直观检查。4步清洁循环包括按顺序应用Ardrox185L、Ardrox1873、Ardrox1218和Ardrox1435(可商购获得自BASF)。盘进一步在此之间经历漂洗步骤。在应用4步清洁循环之后，涡轮盘的鸠尾形部分使用传统浸没罐而接触碱金属高锰酸盐溶液(Ardrox188)，以使鸠尾形表面氧化达30-60分钟(根据生产商的准则)。
在应用碱金属高锰酸盐溶液的步骤之后，涡轮盘被漂洗且然后设置在蛤壳清洁设备(例如，示出在图3-5中的清洁设备)中。使用本文描述的系统和方法，根据本文描述的实施例的粘性清洁组分被应用于鸠尾形区域上的氧化物沉积物。粘性清洁组分包括大约180-200克/升的盐酸、大约50-100克/升的氯化铁、大约18.75-21克/升的煅制二氧化硅(标称大小0.2微米)，且余量为水。清洁组分，使用歧管系统，以大约1升/分钟的速度循环通过清洁室达6分钟。清洁组分被再循环和重复使用，从而将总的清洁组分量限制于小于2升，而标准浸没罐需要6000升量。在盘中的所有鸠尾形柱同时经历接触和清洁步骤，从而将清洁时间减少到小于1个生产轮班，而标准浸没清洁技术需要一周。在使清洁组分循环6分钟之后，通过用水冲洗清洁室，将清洁组分从叶片移除。然后检查盘清洁有效性和FPI检查的容易性。观测到氧化物沉积物的大部分被从盘鸠尾形柱移除，且盘能够进行FPI检查。叶片的下面的金属的损害最小。
所附权利要求意图如设想到的那样宽泛地要求保护本发明，且本文提供的实例说明从所有可行实施例的歧管选定的实施例。因此，申请人的意图是所附权利要求不由用来示出本发明的特征的实例的选择限制。如权利要求中所使用，词语"包括"和其语法变型在逻辑上还包含和包括变化和不同的程度的短语，诸如例如，但是不限于，"基本包括"和"包括"。在需要的情况下，提供了范围；那些范围包括在其之间的所有子范围。预期的是，具有本领域普通技术的实践者会想到这些范围中的变型，且在未已经贡献给公众的情况下，那些变型将在可行的情况下被看做由所附权利要求覆盖。还预期，在科学和技术方面的进步将使得能够获得现在由于语言的不精确性的原因而没有想到的等效和替代方案，并且这些变型在可行的情况下还将被认为由所附权利要求覆盖。
Claims (11)
1.一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的系统，包括：
清洁设备，其包括：
共同限定清洁室的上部部分和下部部分，所述清洁室构造成接纳所述涡轮发动机构件的第一部分，且允许在所述清洁组分和所述涡轮发动机构件的所述第一部分的表面之间有选择性接触，
所述上部部分包括与所述清洁室处于流体连通的多个充注孔，而所述下部部分包括与所述清洁室处于流体连通的多个排出孔；以及
歧管组件，其与所述多个充注孔和所述多个排出孔处于流体连通，所述歧管组件构造成选择性地使所述清洁组分从贮存器经由所述多个充注孔循环到所述清洁室，且使所述清洁组分从所述清洁室经由所述多个排出孔再循环到所述贮存器；
其中，所述上部部分和所述下部部分进一步限定掩蔽室，其用于接纳所述涡轮发动机构件的第二部分，所述掩蔽室和所述清洁室经由密封机构在流体方面彼此密封，使得所述涡轮发动机构件的所述第二部分的表面不接触所述清洁组分。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上部部分进一步包括多个通气孔，其与所述清洁室处于流体连通，且所述歧管组件与所述多个通气孔处于流体连通，且进一步构造成使清洗组分经由所述多个通气孔和所述多个排出孔循环到和循环出所述清洁室。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述歧管组件与包括所述清洁组分的所述贮存器处于流体连通，且所述清洁组分具有至少104泊的粘度。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涡轮发动机构件包括涡轮盘、涡轮叶片、压缩机盘、压缩机叶片、压缩机轴、旋转密封件、框架或壳体。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涡轮发动机构件的所述第一部分包括涡轮盘的鸠尾形部分。
6.一种用于使清洁组分选择性地接触涡轮发动机构件的表面的方法，包括：
将所述涡轮发动机构件的第一部分设置在清洁设备的清洁室中，所述清洁室由所述清洁设备的上部部分和下部部分限定；
使所述清洁组分从贮存器经由歧管组件和设置在所述清洁设备的所述上部部分中的多个充注孔循环到所述清洁室；
使所述清洁组分选择性地接触所述涡轮发动机构件的所述第一部分的表面；以及
使所述清洁组分从所述清洁室经由所述歧管组件和设置在所述清洁设备的所述下部部分中的多个排出孔再循环到所述贮存器；
其中，所述设置步骤进一步包括将所述涡轮发动机构件的第二部分设置在掩蔽室中，所述掩蔽室由所述清洁设备的所述上部部分和所述下部部分限定；所述掩蔽室和所述清洁室经由密封机构在流体方面彼此密封，使得在所述循环和接触步骤期间，所述涡轮发动机构件的所述第二部分的表面不接触所述清洁组分。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括使清洗组分从清洗贮存器经由歧管组件和设置在所述清洁设备的所述上部部分中的多个通气孔循环到所述清洁室，以及使所述清洗组分从所述清洁室经由所述歧管组件和设置所述清洁设备的所述下部部分中的多个排出孔再循环到所述清洗贮存器。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述清洁组分具有至少104泊的粘度。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述清洁组分包括酸、活性化合物和增稠剂。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涡轮发动机构件包括涡轮盘、涡轮叶片、压缩机盘、压缩机叶片、压缩机轴、旋转密封件、框架或壳体。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述涡轮发动机构件的所述第一部分包括涡轮盘的鸠尾形部分。
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