燃气轮机作为大型发电、船舶推进、管道增压的核心动力装置，其高可靠性、长寿命和经济性要求极为严苛。复杂的结构（压气机、燃烧室、透平、轴系）、极端运行环境（高温、高压、高转速） 以及昂贵的维护成本，使得燃气轮机的检测技术成为保障安全、优化效能、延长寿命的关键支撑。燃气轮机检测覆盖从原材料入厂、部件制造、整机装配到运行监控、故障诊断、大修评估的全生命周期，是一个融合多种无损/有损检测、状态监测和性能分析的系统工程。

一、检测目标与核心挑战

核心目标：

1. 保障安全运行： 预防灾难性故障（叶片断裂、轴承烧毁、火灾）。
2. 最大化可用率： 基于状态的维修（CBM），减少非计划停机。
3. 优化性能效率： 监控效率衰减，指导清洗、调整。
4. 延长使用寿命： 评估部件损伤，科学决策部件更换/修复。
5. 降低成本： 避免过度维修或维修不足。

核心挑战：

• 极端高温： 透平叶片/喷嘴工作温度>1300°C，限制直接接触检测。
• 高速旋转： 数万转/分钟，常规接触测量困难。
• 复杂工况： 启停瞬变、变负荷、燃料变化导致复杂应力。
• 部件多样性： 金属/陶瓷/涂层、铸造/锻造/焊接结构并存。
• 内部结构封闭： 核心部件不可见。

二、制造与装配阶段的检测 (离线检测)

对原材料、毛坯、加工件、成品部件进行质量把关。

三、在役运行状态监测 (在线检测)

利用传感器网络实时监控运行参数和“健康信号”，进行预测性维护。

四、定期检查与解体大修检测

结合离线检测技术与深度评估，全面检查损伤状态。

五、核心无损检测 (NDT) 技术深度应用

1. 工业内窥镜 (Borescope Inspection)：

   • 燃气轮机状态监控之王，90%以上运行中的“体检”依赖它。
   • 类型： 光纤镜、硬性镜、视频内窥镜（主流）。直径小（如Φ4mm），可360°转向。
   • 优势： 免解体、可视化、高效、相对低成本。
   • 应用：
     • 透平/压气机叶片、燃烧室内部检查。
     • 评估裂纹、烧蚀、腐蚀、积垢、涂层状态、堵塞、异物。
     • 执行热通道检查（Hot Gas Path Inspection）和孔探仪检查（Borescope Inspection）。
   • 发展： 定量测量（激光/立体测量探头）、3D建模、AI辅助缺陷识别。

2. 超声相控阵 (PAUT)：

   • 厚壁件、复杂形状、焊接件、转子轮盘首选。
   • 优势： 穿透力强、缺陷定位定量精度高、电子扫查快、数据成像直观（B/C/D-Scan）。
   • 应用： 轮盘（榫槽、中心孔、焊缝）、厚壁压力容器、大型轴类。

3. 计算机射线检测 (DR/CR) & 计算机断层扫描 (CT)：

   • 内部结构可视化的终极利器。
   • DR优势： 效率高、动态范围好、数字图像处理方便、透平叶片冷却通道检测主力。
   • CT优势： 三维无重叠成像、空间定位精准、尺寸测量准、复杂缺陷诊断强。
   • 应用：
     • 叶片： 冷却通道检查（变形、堵塞、渣孔）、壁厚测量、内部铸造缺陷评估。
     • 铸件： 燃烧室喷嘴、壳体复杂内腔检查。
     • 小型精密部件/电子元件： 焊点检测、装配验证。
     • 大修后的关键部件深度分析： 替代破坏性切片。

4. 太赫兹成像 (THz)：

   • 非金属/复合材料内部无损检测新星。
   • 优势： 对陶瓷、聚合物、涂层、复合材料穿透性好、安全（非电离辐射）、高分辨率（亚毫米级）。
   • 燃气轮机应用： 透平叶片热障涂层 (TBC) 脱粘、分层、孔隙率评估；CMC部件（陶瓷基复合材料） 内部缺陷检测。

5. 红外热波检测 (IRT/Pulsed Thermography)：

   • 大面积、快速筛查近表面缺陷。
   • 原理： 脉冲热激励后，用红外相机记录表面温度变化，缺陷区域热扩散异常导致温度差异。
   • 应用： 涂层粘接质量评估（脱粘、分层）、复合材料缺陷、薄板腐蚀。

六、状态评估与寿命管理

1. 损伤机理与评估：

   • 蠕变： 高温持久应力下不可逆变形的累积。评估方法： 金相观察孔洞/微裂纹、寿命消耗模型（Larson-Miller参数等）、应变测量。
   • 疲劳： 交变应力（热疲劳、振动疲劳）导致的裂纹萌生与扩展。评估： 裂纹检查（内窥镜/无损检测）、有限元分析应力状态、损伤容限评估。
   • 氧化/热腐蚀： 高温燃气与盐/硫污染物侵蚀。评估： 壁厚测量（超声）、金相分析腐蚀层深度/成分、重量损耗。
   • 磨损/冲蚀： 颗粒冲击导致材料流失（尤其压气机前级）。评估： 外观检查、尺寸变化测量。
   • 涂层退化： TBC脱粘、CMAS渗透、基体互扩散。评估： 无损检测（太赫兹、超声波）、截面金相（TGO厚度、相变）。

2. 剩余寿命评估 (RLA)：

   • 综合运行小时数（T）、启停次数（S）、负荷谱、实际检查/监测数据。
   • 利用损伤模型（蠕变、疲劳、腐蚀）计算部件累积损伤度和剩余可用寿命。
   • 指导部件更换/修复决策、优化检修间隔。

3. 性能恢复决策支持：

   • 清洗决策： 根据压气机压比/效率下降程度、叶片污染情况（内窥镜）决定在线/离线清洗。
   • 热部件修复： 评估叶片裂纹（长度/位置/方向）、烧蚀、腐蚀程度，判断是否可焊补、涂层重涂或必须更换。

七、前沿技术与发展趋势

1. 传感器与物联网 (IIoT)：

   • 更多、更智能的传感器： 分布式光纤传感（温度/应变）、MEMS传感器、无线传感节点。
   • 边缘计算： 在本地完成初步数据处理、特征提取和异常识别，减少数据传输压力。
   • 云平台： 海量数据存储、集中管理、深度分析、跨机组/站点对标。

2. 人工智能 (AI) / 机器学习 (ML) / 大数据：

   • 内窥镜图像智能识别： 自动识别并量化裂纹、烧蚀、积垢等缺陷（大幅提升检测效率和一致性）。
   • 智能诊断与预测： 基于多源数据（振动、温度、性能、油液等），融合机理模型与数据驱动模型，实现更精准的故障早期预警、根因分析、剩余寿命预测。
   • 数字孪生： 构建虚拟镜像，实时模拟物理机组状态，用于性能优化、寿命预测、维修模拟、人员培训。

3. 新型无损检测技术：

   • 非线性超声： 对闭合裂纹、微观损伤更敏感。
   • 激光超声： 非接触、远距离、高温表面检查潜力。
   • 微波/毫米波检测： 对非金属内部缺陷和分层检测优势。
   • 先进光学技术： 高分辨率数字图像相关（DIC）、激光散斑干涉、全息术用于变形和振动测量。

4. 机器人检测：

   • 爬行机器人/无人机： 进入危险或受限区域（高温管道、大型风筒）执行内窥镜检查或局部无损检测。
   • 自动化无损检测系统： 集成机器人臂、多模态传感器（如UT+ET）、路径规划软件，实现关键部件（如叶片）的自动化、标准化扫描与评估。

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书

证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

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证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

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有效期至：2027年12月31日

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