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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahren
und eine Turbinenschaufel-Kriechdehnungsverformungs-Messvorrichtung.
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Eine
Gasturbine umfasst einen Kompressor, eine Brennkammer und eine Turbine
(in den Zeichnungen nicht dargestellt). Gemäß einer solchen Gasturbine
wird komprimierte Luft, die in dem Kompressor komprimiert wird,
der Bennkammer zugeführt, und
die komprimierte Luft wird mit einem Brennstoff, der separat zugeführt wird,
gemischt und verbrannt. Das Verbrennungsgas, das bei der Verbrennung
erzeugt wird, wird der Turbine zugeführt, um eine Drehantriebskraft
in der Turbine zu erzeugen.
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In 6 ist
ein Beispiel eines inneren Aufbaus einer solchen Turbine dargestellt.
Wie in 6 gezeigt ist, sind in der Turbine mehrere Turbinenschaufeln 1,
die kreisförmig
an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Rotor angeordnet sind,
und mehrere Turbinen-Leitschaufeln 2, die an einem Stator
um den Rotor herum angeordnet sind, alternierend in der Drehachsenrichtung
(der Horizontalrichtung in 6) eines
Rotors angeordnet. Ferner ist ein Verbrennungsgas-Strömungskanal 3,
durch den ein Verbrennungsgas strömt, ausgebildet. Dabei dreht
das Verbrennungsgas, das in den Verbrennungsgas-Strömungskanal 3 von
einer Brennkammer eingeleitet wird, die Turbinenschaufeln 1 und bringt
eine Drehkraft auf den Rotor auf. Eine solche Drehkraft dreht einen
Stromgenerator (in der Zeichnung nicht dargestellt), der mit dem
Rotor verbunden ist, um elektrische Leistung (Strom) zu erzeugen.
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Für eine solche
Gasturbine ist jedoch ein Verfahren zum quantitativen Bewerten und
zum Management der Ermüdungslebensdauer
der Turbinenschaufel 1 bisher nicht erstellt worden; daher
besteht ein Problem insofern, als die gesamte Gasturbine beschädigt werden
kann, falls unerwartet ein schleichender bzw. Kriechdefekt (creep
defect) auftritt.
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Die
US6272759 B1 beschreibt
eine Messvorrichtung zum Vermessen des horizontalen Radstandes eines
Güterwaggons.
Bei dieser Messvorrichtung sind einzelne Stangen, welche Enden bzw. Messpunkt
führen,
in außenliegenden
Führungsschienen
und mit diesen umgreifenden Klammern geführt.
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Die
DE 199 62 735 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Überwachen
des Kriechverhaltens rotierender Komponenten einer Verdichter- oder
Turbinenstufe, wobei ein separates Testelement in einem Bereich
der Verdichter- oder Turbinenstufe mit vergleichbaren Betriebsbelastungen
angebracht wird und das Testelement nach einer vorgebbaren Betriebszeit
durch Messung auf Kriechdehnung untersucht wird. Aus dieser Messung
am Testelement wird das Kriechverhalten der zu überwachenden Komponente abgeleitet.
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Die
Erfindung wurde in Anbetracht der oben erwähnten Situation getätigt. Aufgabe
der Erfindung ist die Bereitstellung eines Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahrens
zum quantitativen Ermitteln bzw. Bewerten der Ermüdungslebensdauer
(fatigue life) einer Turbinenschaufel und die Bereitstellung einer
geeigneten Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung,
die in dem oben genannten Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahren verwendet
wird.
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Zur
Lösung
des oben genannten Problems wendet die Erfindung ein Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahren
gemäß Anspruch
12 an.
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Gemäß der Erfindung
ist es bei dem Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahren
durch Annahme einer Kriechdehnungsbelastung wie z.B. 0,5%, die ausreichend
kleiner als 2% ist, als Referenzwert zur Ermittlung der Ermüdungslebensdauer
möglich,
die Ermüdungslebensdauer
einer Turbinenschaufel schnell zu bestimmen, so dass ein Kriechdefekt
nicht auftritt, im Gegensatz zu einer herkömm lichen Turbinenschaufel,
bei der es zu einem Bruch kommt, wenn die Kriechdehnungsbelastung
infolge einer plötzlichen
Abnahme der Festigkeit 2% überschreitet.
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Gemäß der Erfindung
wird auch eine Kriechdehnungsbelastungs- bzw. -verformungs-Messvorrichtung
gemäß Anspruch
1 in Vorschlag gebracht.
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Bei
der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung gemäß der Erfindung wird
die Länge
der Turbinenschaufel in einem Ausgangszustand, in dem es zu keiner
Kriechdehnungsbelastung kommt, im voraus unter der Bedingung gemessen,
dass das erste feststehende Ende an einem Ende der Turbinenschaufel
und das zweite feststehende Ende an dem anderen Ende der Turbinenschaufel
angebracht ist. Ferner ist es auch durch Messen der Länge der
Turbinenschaufel nach einem Betrieb über eine vorbestimmte Zeitspanne
hinweg und durch Ermitteln der Differenz zwischen der Länge dieser
Turbinenschaufel nach dem Betrieb und der Länge in dem obengenannten Ausgangszustand möglich, einen
Wert einer Kriechdehnungsbelastung nach dem Betrieb (post operation
creep allongation strain) genau zu ermitteln.
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Die
Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung an einem Verbindungsabschnitt
angeordnet ist, welcher das erste feststehende bzw. befestigte Ende
und das zweite feststehende bzw. befestigte Ende so verbindet, dass
das erste Ende und das zweite Ende näher zueinander gezwungen werden,
und dass sie eine Dehnungsdimension des Verbindungsabschnitts misst,
um so die Kriechdehnungsbelastung der Turbinenschaufel zu messen.
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Bei
der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung gemäß der Erfindung stellt
der Verbindungsabschnitt, indem lediglich das erste feststehende
Ende an einem Ende der Turbinenschaufel und das zweite feststehende
Ende am anderen Ende der Turbinenschaufel angebracht wird, das Intervall
bzw. den Abstand zwischen dem ersten feststehenden Ende und dem
zweiten feststehenden Ende automatisch so ein, dass es der kürzeste Abstand
ist.
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Bei
dem Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer- Bewertungsverfahren
gemäß der Erfindung
ist es möglich,
die Ermüdungslebensdauer
einer Turbinenschaufel quantitativ zu bewerten. Infolgedessen ist
es möglich,
ein Problem zu verhindern, nämlich
dass plötzlich
ein Kriechdefekt in der Turbinenschaufel auftritt, der einen schweren
Schaden an der gesamten Gasturbine verursacht.
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Bei
der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung gemäß der Erfindung
ist es möglich,
die Kriechdehnungsbelastung durch Messen der Dehnung in Bezug auf
die Länge
der Turbinenschaufel vor dem Betrieb bzw. Einsatz unter Verwendung
der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung
zu bestimmen. Daher ist es möglich,
basierend auf dem Wert der Kriechdehnungsbelastung quantitativ abzuschätzen, wie viele
Stunden bis zum Ende der Ermüdungslebensdauer
verbleiben.
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Bei
der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung gemäß der Erfindung
ist es möglich,
da der Verbindungsabschnitt eine Abstandsdimension zwischen dem
ersten befestigten Ende und dem zweiten befestigten Ende automatisch auf
ein Minimum einstellt, Abweichungen in den Messergebnissen infolge
von Messungen durch verschiedene Bedienungspersonen zu vermeiden.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert,
in der zeigen:
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1 eine
Vorderansicht einer Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung
in einer Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
Seitenansicht einer Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung
in einer Ausführungsform
der Erfindung, in der durch einen Pfeil A-A in 1 angegebenen
Richtung betrachtet,
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3 eine
vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung,
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4 eine
Vorderansicht der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung
in einer modifizierten Ausführungsform,
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5 eine
Vorderansicht der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung
in einer weiteren modifizierten Ausführungsform, und
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6 eine
Ansicht zur Erläuterung
eines inneren Aufbaus einer Gasturbine.
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Im
folgenden wird eine Ausführungsform
eines Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahrens
unter Verwendung einer Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung,
sowie eine Turbinenschaufel, die durch das oben genannte Verfahren
bewertet wird, unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die
hier offenbarten spezifischen strukturellen und funktionalen Details
sind lediglich repräsentativ
und schränken den
Schutzumfang der Erfindung nicht ein.
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Eine
Turbinenschaufel, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist,
ist ein Element, das einen Teil einer Turbine in einer einen Kompressor,
eine Brennkammer und die Turbine umfassenden Gasturbine bildet.
Das heißt,
ein Rotor ist axial so gelagert, dass er in der Turbine drehbar
ist, und mehrere Turbinenschaufeln sind um den Rotor herum befestigt. Ferner
leitet die Turbine ein Verbrennungsgas, das in der Brennkammer erzeugt
wird, in einen Verbrennungsgas-Strömungskanal
ein, so dass es sich ausdehnt. Ferner wird durch Drehen des Rotors,
indem das Verbrennungsgas gegen jede Turbinenschaufel geblasen wird,
thermische Energie des Verbrennungsgases in kinetische Drehenergie
umgewandelt, um eine Antriebskraft zu erzeugen.
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In 1 ist
eine Turbinenschaufel 10, bei der die Erfindung anwendbar
ist, gezeigt. Die Turbinenschaufel 10 umfasst einen inneren
Deckring (shroud) 10a, der am Rotor befestigt ist, einen äußeren Deckring 10b,
wobei ein Verbrennungsgas-Strömungskanal
in einem Raum zwischen dem inneren Deckring 10a und dem äußeren Deckring 10b gebildet
ist, und einen Schaufelabschnitt 10c, der zwischen dem
inneren Deckring 10a und dem äußeren Deckring 10b ausgebildet
ist. Das Bezugssymbol CL gibt eine Mittelachslinie in der Mitte
in der Breitenrichtung der Turbinenschaufel 10 an.
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Wie
in 1 gezeigt ist, wird auf eine Oberfläche des
inneren Deckrings 10a der Turbinenschaufel 10 eine
Länge L
in der Longitudinalrichtung in einem Ausgangszustand vor dem Betrieb
bzw. Einsatz aufgestanzt bzw. gestempelt. Die Länge L in der Longitudinalrichtung
ist die Abmessung einer geraden Linie zwischen der Außenfläche des
inneren Deckrings 10a an der Position der Mittelachslinie
CL und der Innenfläche
des äußeren Deckrings 10b.
Die Länge
L in der Longitudinalrichtung wird unter der Bedingung gemessen,
dass die Kriechdehnungsbelastung bzw. -verformung nach dem Betrieb
bzw. Einsatz 0 (Null) ist (beispielsweise ist in 1 "453.025", was "L = 453.025 mm" angibt, aufgestanzt).
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In
den 1 und 2 gibt die Bezugsziffer 20 eine
Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung an, welche
die Kriechdehnungsbelastung der Turbinenschaufel 10 misst.
Die Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 umfasst
ein erstes feststehendes bzw. befestigtes Ende 21, das
am inneren Deckring 10a (einem Ende) der Turbinenschaufel 10 angebracht ist,
ein zweites feststehendes bzw. befestigtes Ende 22, das
am äußeren Deckring 10b (dem
anderen Ende) angebracht ist, einen Verbindungsabschnitt 23, der
das erste befestigte Ende 21 und das zweite befestigte
Ende 22 verbindet und eine Kraft in einer Richtung derart
aufbringt, dass das erste befestigte Ende 21 und das zweite
befestigte Ende 22 näher
zueinander bewegt werden, und eine Feinmessvorrichtung 24 (Messvorrichtung),
die die Abstandsdimension L zwischen dem ersten befestigten Ende 21 und dem
zweiten befestigten Ende 22 misst.
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Das
erste befestigte Ende 21 ist ein Metallelement mit einer
annähernden "L"-Form, von der Seite aus betrachtet,
und hat eine Kontaktfläche,
die zu der Form des stromabseitigen Endabschnitts des inneren Deckrings 10a passt.
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Das
zweite befestigte Ende 22 ist ein Metallelement mit einer
annähernden "L"-Form, von der Seite aus betrachtet,
und hat eine Kontaktfläche,
die zu der Form der des stromabseitigen Endabschnitts des äußeren Deckrings 10b passt.
Die Bezugsziffer 22a ist ein Einstellbolzen, der eine Achslinie 20a der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs- Messvorrichtung 20 in
Bezug auf die Position des zweiten befestigten Endes 22 in
der Horizontalrichtung einstellt. Durch Einstellen der Position
des Einstellbolzens 22a je nach Bedarf ist es möglich, die
Achslinie 20a der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 so
einzustellen bzw. anzupassen, dass die Mittellinie CL der Turbinenschaufel 10 parallel
zur Achslinie 20a der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 ist.
Daher ist es möglich,
verschiedene Formen der Turbinenschaufel 10 zu handhaben.
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Der
Verbindungsabschnitt 23 umfasst eine erste Stange 31 mit
dem ersten feststehenden bzw. befestigten Ende 21, das
an einem Ende der Turbinenschaufel befestigt ist oder wird, und
eine zweite Stange 32, die mit dem anderen Ende der ersten Stange 31 an
der gleichen Achse verbunden ist und das zweite feststehende bzw.
befestigte Ende 22 aufweist, welches am anderen Ende der
Turbinenschaufel befestigt ist oder wird.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist in dem Verbindungsteil der
ersten Stange 31, der der zweiten Stange 32 entspricht,
ein tiefer konkaver Abschnitt 31a in der Richtung der Axiallinie 20a ausgebildet.
In dem konkaven Abschnitt 31a sind ein Paar linearer Büchsen bzw.
Hülsen 31b und 31c sowie
ein Kragen 31d enthalten. Die linearen Büchsen bzw.
Hülsen 31b und 31c sind
zylindrische Elemente und in dem konkaven Abschnitt 31a in
einem vorbestimmten Abstand voneinander befestigt. Der Kragen 31d ist ebenfalls
ein zylindrisches Element, das unter der linearen Büchse bzw.
Hülse 31b angeordnet
ist.
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In
dem der ersten Stange 31 entsprechenden Verbindungsteil
der zweiten Stange 32 ist ein tiefer konkaver Abschnitt 32a in
der Richtung der Axiallinie 20a ausgebildet. In dem konkaven
Abschnitt 32a ist das Verbindungsteil der ersten Stange 31 auf
der gleichen Achse eingesetzt, um zu gleiten. Somit ist die Gesamtlänge des
Verbindungsabschnitts 23 erweiterbar.
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Ferner
ist an dem Verbindungsteil der zweiten Stange 32 die Achse 32b,
die in den konkaven Abschnitt 31a eingesetzt ist, befestigt.
Die Achse 32b ist über
die linearen Büchsen bzw.
Hülsen 31b und 31c und
den Kragen 31d so eingesetzt, dass sie die Gleitbewegung
der zweiten Stange 32 zur ersten Stange 31 in
der Richtung der Achslinie 20a führt.
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Das
Ende der Achse bzw. des Schafts 32b ist in eine Druckfeder 32c als
Kraftaufbringungselement eingesetzt. Ein Ende der Druckfeder 32c steht in
Kontakt mit dem Bodenende des Kragens 31d. Das andere Ende
der Druckfeder 32c steht in Kontakt mit einem Federanschlag 32b1,
der in einem Ende der Achse bzw. des Schafts 32b ausgebildet
ist. Daher werden die erste Stange 31 und die zweite Stange 32 durch
die Druckfeder 32c näher
zueinander gezwungen.
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Wie
in 3 gezeigt ist, umfasst der Feinzeiger bzw. die
Feinmessvorrichtung (dial gauge) 24 eine Feinmesseinheit 24a,
die an der zweiten Stange 32 befestigt ist, und einen Kontaktabschnitt 24b,
der an der ersten Stange 31 befestigt ist, und weist eine Nadel 24a1 der
Feinmesseinheit 24a auf, welche mit dem Kontaktabschnitt 24b in
Kontakt steht.
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Die
Feinmesseinheit 24a kann die Abstandsdimension L zwischen
dem ersten feststehenden bzw. befestigten Ende 21 und dem
zweiten feststehenden bzw. befestigten Ende 22 genau durch
Ausfahren der Nadel 24a1 messen, was durch einen Kontakt
mit dem Kontaktabschnitt 24b bewirkt wird, wenn der Abstand
zwischen der ersten Stange 31 und der zweiten Stange 32 zunimmt
und abnimmt. Als Feinmesseinheit 24a kann nicht nur eine
Feinmessvorrichtung verwendet werden, welche die Abstandsdimension
L als Absolutwert bestimmt, sondern auch eine Feinmessvorrichtung,
welche eine Abweichung der Dimension (eine Differenz) in Bezug auf
eine vorbestimmte Referenzdimension misst (beispielsweise die Abstandsdimension
L in einem Ausgangszustand).
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Im
folgenden wird ein Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahren
unter Verwendung der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 mit
dem oben erwähnten
Aufbau erläutert.
Zunächst
wird in der Turbinenschaufel 10 in einem Anfangsstadium
bzw. Ausgangszustand das erste befestigte Ende 21 mit dem inneren
Deckring 10a in Eingriff gebracht, und während das
Intervall bzw. der Abstand zwischen der ersten Stange 31 und
der zweiten Stange 32 vergrößert wird, wobei man einer
Kraft entgegenwirkt, die durch die Druckfeder 32c aufgebracht
wird, wird das zweite befestigte Ende 22 mit dem äußeren Deckring 10b in Eingriff
gebracht. Infolgedessen stellt die Druckfeder 32c automatisch
den Abstand zwischen dem ersten feststehenden bzw. befestigten Ende 21 und
dem zweiten feststehenden bzw. befestigten Ende 22 auf ein
Minimum ein. Demgemäß gibt die
Feinmesseinheit 24a die Abstandsdimension L automatisch
genau an. Der Messvorgang in einem Ausgangszustand muss nur einmal
durchgeführt
werden, und die Messergebnisse sind vorzugsweise auf die Oberfläche der
Turbinenschaufel 10 zu stanzen, wie oben erwähnt wurde.
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Wenn
eine Bewertung der Ermüdungslebensdauer
einer in Betrieb gewesenen Turbinenschaufel 10 nach einer
vorbestimmten Zeitdauer durchgeführt
wird, kann eine Messung durch das gleiche Verfahren, wie es oben
erwähnt
wurde, durchgeführt
werden. Indem die Differenz gegenüber den Messergebnissen unter
Bedingungen eines Ausgangszustands ermittelt wird, ist es möglich, eine Nachbetriebs-Kriechdehnungsbelastung
nach einer vorbestimmten Zeitdauer zu bestimmen.
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Wenn
eine solche Kriechdehnungsbelastung bewertet wird, wird vorzugsweise
ein Verfahren angewandt, bei dem bestimmt wird, dass eine Turbinenschaufel
innerhalb ihrer Ermüdungslebensdauer liegt,
falls die Kriechdehnungsbelastung bzw. -verformung in einer Longitudinalrichtung
der Turbinenschaufel weniger als 0,5% der anfänglichen Länge beträgt, und bei dem bestimmt wird,
dass die Turbinenschaufel ihre Ermüdungslebensdauer überschritten
hat, falls die Kriechdehnungsbelastung in der Longitudinalrichtung
der Turbinenschaufel 0,5% oder mehr der anfänglichen Länge beträgt.
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Bei
einer gewöhnlichen
Turbinenschaufel verliert die Turbinenschaufel schnell an Festigkeit und
bricht, wenn die Kriechdehnungsbelastung 2% überschreitet. Daher ist es
durch Anwenden einer Kriechdehnungsbelastung von beispielsweise
0,5%, die geringer ist als 2%, als Referenzwert zur Bewertung der
Ermüdungslebensdauer
möglich,
die Ermüdungslebensdauer
der Turbinenschaufel so zu bestimmen, dass ein Kriechdefekt der
Turbinenschaufel 10 nicht auftritt.
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Ferner
ist es möglich,
durch Ausführen
eines Messvorgangs für
jede Betriebsperiode das Änderungsverhalten
der Kriechdehnungsbelastung im Verlauf der Zeit zu bestimmen. Somit
ist es gemäß einem
solchen Änderungsverhalten
möglich,
abzuschätzen,
wie viele Stunden bis zum Ende der Ermüdungslebensdauer verbleiben.
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Gemäß dem Turbinenschaufel-Ermüdungslebensdauer-Bewertungsverfahren,
das eine solche Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 verwendet,
ist es möglich,
die Ermüdungslebensdauer
der Turbinenschaufel 10 quantitativ zu bewerten. Daher
ist es möglich,
ein Problem zu verhindern, nämlich
dass plötzlich
ein Kriechdefekt in einer Turbinenschaufel auftritt, der schweren
Schaden an der gesamten Gasturbine verursacht.
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Ferner
ist es durch Einstanzen oder Stempeln des Messergebnisses unter
einer Anfangsbedingung auf die Oberfläche der Turbinenschaufel 10 gemäß der Erfindung
bei einem jeweiligen Messvorgang möglich, die Ermüdungslebensdauer
einer Turbinenschaufel in Erfahrung zu bringen, ohne Zeit zur Bezugnahme
auf Aufzeichnungen wie Blaupausen bzw. Musterkopien aufzuwenden.
Daher ist es möglich,
die Zeit zum Messen der Kriechdehnungsbelastung zum Zweck des Ausführens einer
Ermüdungslebensdauer-Bewertung
der Turbinenschaufel 10 zu reduzieren. Da die Messergebnisse,
die man kennen will, auf die Oberfläche der Turbinenschaufel gestanzt
sind, ist es außerdem
möglich,
das Auftreten von Fehlern infolge eines Versehens, wie einer Fehl-Identifikation
einer Produktnummer, im voraus zu verhindern.
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Eine
modifizierte Ausführungsform
der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 wird
unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert. Die
modifizierte Ausführungsform,
wie sie in 4 gezeigt ist, unterscheidet
sich von der oben erwähnten
Ausführungsform
insbesondere dahingehend, dass die Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 mittels
eines unterschiedlichen Verfahrens an der Turbinenschaufel 10 befestigt
wird und ein Mikrometer 40 anstelle der Feinmesseinrichtung
(dial gauge) verwendet wird. Bei dieser modifizierten Ausführungsform
ist die Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 durch
ein Drei-Punkt-Halterungsverfahren
gehaltert, unter Verwendung eines ersten feststehenden Endes 41,
das mit einer flachen oberen Oberfläche des stromabseitigen Endes
des inneren Deckrings 10a in Kontakt steht, eines zweiten
feststehenden Endes 42 mit einer Spitze, die in eine Vertiefung 10c1 eingesetzt
ist, welche in der stromabseitigen Kante des Schaufelabschnitts 10c und
nahe dem äußeren Deckring 10b ausgebildet
ist, und eines dritten befestigten Endes 43, das zwischen
dem ersten befestigten Ende 41 und dem zweiten befestigten
Ende 42 so positioniert ist, dass es mit der stromabseitigen
Kante des Schaufelabschnitts 10c in Kontakt steht. Zusätzlich können die
Messergebnisse durch das Mikrometer 40 über eine Skalenmarke 40a angegeben
werden.
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Die
modifizierte Ausführungsform
der Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20,
wie sie in 5 gezeigt ist, unterscheidet
sich von der oben erwähnten
Ausführungsform insbesondere
darin, dass die Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 an
der Turbinenschaufel 10 mittels eines unterschiedlichen
Verfahrens befestigt ist, und das Mikrometer 50 anstelle
der Feinmessvorrichtung 24 vorgesehen ist. Das heißt, in der
vorliegenden modifizierten Ausführungsform
wird die Turbinenschaufel-Kriechdehnungsbelastungs-Messvorrichtung 20 durch
ein erstes befestigtes Ende 51 gehaltert, das eine Spitze
aufweist, welche in eine Vertiefung 10a1 eingesetzt ist,
die in der stromabseitigen Kante des inneren Deckrings 10a ausgebildet
ist, und ein zweites befestigtes Ende 52, das eine Spitze
aufweist, die in eine Vertiefung 10c1 eingesetzt ist, welche
in der stromabseitigen Kante des Schaufelabschnitts 10c und
nahe dem äußeren Deckring 10b ausgebildet
ist. Außerdem
können
die Messergebnisse durch das Mikrometer 50 durch eine Skalenmarke 50a angegeben
werden.
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Dabei
können
bevorzugt genauere Ergebnisse erhalten werden, wenn ein Messvorgang
unter Bedingungen durchgeführt
wird, dass ein Einfluss einer Wärmedehnung
in der Turbine in der obigen Ausführungsform und modifizierten
Ausführungsformen
berücksichtigt
wird.
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Das
heißt,
dass bei einer ersten Messung, bei der eine Kriechdehnungsverformung
0 ist, eine Temperatur in einer Wand der Turbinenschaufel 10 aufgezeichnet
wird (vorzugsweise werden die obige Longitudinalrichtungsdimension
L und die Temperatur in einer Wand an dem inneren Deckring 10a an der
Turbinenschaufel 10 markiert). Infolgedessen werden eine
Temperatur in einer Wand und die Longitudinalrichtungsdimension
L beim Bewerten einer Ermüdungslebensdauer
der Turbinenschaufel 10 gemessen. Solange die Temperatur
in einer Wand die gleiche ist wie die Temperatur in der Wand bei
einer ersten Messung, ist es nicht nötig, die Temperatur zu korrigieren.
Wenn ein Unterschied zwischen den gemessenen Temperaturen besteht,
wird eine Korrektur unter Berücksichtigung
des Wärmedehnungsbetrags vorgenommen.
Das heißt,
eine notwendige Korrektur wird durch Berechnen des Wärmedehnungsbetrags gemäß Rohdaten
der Turbinenschaufel 10 bestimmt. Außerdem wird ein solcher Wärmedehnungsbetrag von
dem Messergebnis der Longitudinalrichtungsdimension L abgezogen.
Somit ist es möglich,
die Wandtemperaturbedingung mit derjenigen bei der ersten Messung
zu synchronisieren. Es ist auch akzeptabel, die Wandtemperatur bei
jeder Messung gemäß der bei
der ersten Messung erhaltenen Temperatur einzustellen. In einem
solchen Fall ist es möglich,
einen Korrekturvorgang des Wärmedehnungsbetrags
zu übergehen.