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公開番号2025179016
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-09
出願番号2025074232
出願日2025-04-28
発明の名称構成要素の予測寿命を決定するためのシステムおよび方法
出願人ジーイー・ベルノバ・テクノロジー・ゲーエムベーハー,GE Vernova Technology GmbH
代理人個人,弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
主分類G06T 7/00 20170101AFI20251202BHJP(計算;計数)
要約【課題】構成要素の予測寿命を決定するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】方法は、1つまたは複数のプロセッサを備えるコンピューティングシステムによって、構成要素上の粒子構造を検出するために構成要素の画像を処理するステップを含む。方法は、コンピューティングシステムによって、検出された粒子構造を構成要素の応力マップと比較するステップをさらに含む。方法は、コンピューティングシステムによって、検出された粒子構造の局在化と応力マップとに基づいて、構成要素の予測寿命を決定するステップをさらに含む。
【選択図】図9

特許請求の範囲【請求項１】
構成要素（１０）の予測寿命を決定するための方法（３００）であって、前記方法（３００）は、
１つまたは複数のプロセッサ（１６１２、１７１２）を備えるコンピューティングシステム（１００）によって、前記構成要素（１０）上の粒子構造（２１０）を検出するために前記構成要素（１０）の画像（２００）を処理するステップ（３２０）と、
前記コンピューティングシステム（１００）によって、検出された前記粒子構造（２１０）を前記構成要素（１０）の応力マップ（２２０）と比較するステップ（３３０）と、
前記コンピューティングシステム（１００）によって、検出された前記粒子構造（２１０）の局在化と前記応力マップ（２２０）とに基づいて、前記構成要素（１０）の予測寿命を決定するステップ（３４０）と
を含む、方法（３００）。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記構成要素（１０）を調製するステップ（３１０）をさらに含み、前記構成要素（１０）を調製するステップ（３１０）が、前記構成要素（１０）の表面調製を含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
前記画像（２００）が複数の画像である、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記画像（２００）が、写真、ビデオフレーム、レーザ走査画像、Ｘ線走査画像、ラウエ配向画像、電子チャネリングコントラスト画像、または三次元走査形状のうちの１つである、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記画像（２００）を処理するステップ（３２０）が、前記画像（２００）のピクセル解析を実行するステップを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記画像（２００）の前記ピクセル解析を実行するためにコンピュータビジョンが利用される、請求項５に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記比較するステップ（３３０）が、検出された前記粒子構造（２１０）の前記局在化を前記応力マップ（２２０）の応力方向（２２２）と比較するために、前記応力マップ（２２０）を処理された前記画像（２００）上に重ね合わせるステップを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記決定するステップ（３４０）が、検出された前記粒子構造（２１０）の前記局在化と前記応力マップ（２２０）の応力方向（２２２）とに基づいてクリープ確率を決定するステップと、前記クリープ確率に基づいて前記構成要素（１０）の予測寿命を決定するステップとを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項９】
前記決定するステップ（３４０）が、構成要素材料、前記構成要素（１０）の使用時間、または前記構成要素（１０）の使用温度のうちの１つにさらに基づく、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項１０】
前記構成要素（１０）が、一方向に凝固した構成要素である、請求項１に記載の方法（３００）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、いくつかの実施形態ではタービン構成要素など、構成要素の予測寿命を決定するためのシステムおよび方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な用途を通して、一般に、構成要素の寿命の一貫した正確な予測が望まれる。そのような予測は、構成要素の破損による損傷を低減し、構成要素を使用中止にする計画の改善を可能にすることによって効率性を高めることができる。
【０００３】
そのような一貫した正確な予測が望まれる１つの用途は、構成要素が多数の極端な条件（例えば、高温、高圧、大きな応力負荷など）を受ける用途にある。時間の経過と共に、装置の個々の構成要素は、構成要素の使用可能な寿命を短縮する可能性があるクリープ、変形、疲労亀裂などを受けることがある。そのような懸念は、例えば、ガスタービンシステムなどの一部のターボ機械に当てはまる可能性がある。ターボ機械の動作中に、ターボ機械内、特にタービンブレードなどのターボ機械のタービン部内の様々な構成要素（集合的にタービン構成要素として知られている）は、高温および応力によりクリープを受ける可能性がある。タービンブレードの場合には、クリープがブレードの一部または全部を伸長させて、ブレード先端部が固定構造、例えばタービンケーシングに接触し、動作中に望ましくない振動および／または性能低下を引き起こすおそれがある。さらに、過度なクリープは、クリープ破断および結果として生じる構成要素の破損を引き起こす可能性があり、これは、計画外の停止、およびシステム内の他の構成要素の損傷を生じる可能性がある。
【０００４】
したがって、タービン構成要素などの構成要素をクリープについて監視することができる。クリープについて構成要素を監視する１つの手法は、構成要素に歪みセンサを構成し、様々な間隔で歪みセンサを解析して、クリープ歪みに関連する変形を監視することである。そのような手法の１つの欠点は、歪みセンサを解析するための装置を歪みセンサの各解析中に歪みセンサに対して特定の位置に配置して、そのような配置の不一致によるいかなる誤差も変形解析に導入されないようにしなければならないことである。この位置決めには時間と費用がかかり、したがって、変形監視プロセスにおいて非効率性を生じる可能性がある。
【０００５】
したがって、構成要素の寿命を予測するための改善されたシステムおよび方法が望まれている。例えば、クリープを一貫して正確に予測することができ、したがって、そのような予測に基づく予測寿命計画を可能にすることができる、システムおよび方法が有利であろう。
【発明の概要】
【０００６】
本開示によるシステムおよび方法の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されており、または説明から明らかとなり得、または本技術の実践を通して学ぶことができる。
【０００７】
一実施形態によれば、構成要素の予測寿命を決定するための方法が提供される。方法は、１つまたは複数のプロセッサを備えるコンピューティングシステムによって、構成要素上の粒子構造を検出するために構成要素の画像を処理するステップを含む。方法は、コンピューティングシステムによって、検出された粒子構造を構成要素の応力マップと比較するステップをさらに含む。方法は、コンピューティングシステムによって、検出された粒子構造の局在化と応力マップとに基づいて、構成要素の予測寿命を決定するステップをさらに含む。
【０００８】
別の実施形態によれば、構成要素の予測寿命を決定するためのコンピューティングシステムが提供される。システムは、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、コンピューティングシステムに動作を実行させる命令を集合的に記憶する１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体とを含む。動作は、構成要素上の粒子構造を検出するために構成要素の画像を処理することと、検出された粒子構造を構成要素の応力マップと比較することと、検出された粒子構造の局在化と応力マップとに基づいて、構成要素の予測寿命を決定することとを含む。
【０００９】
本システムおよび方法のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解されよう。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本技術の実施形態を例示し、説明と併せて本技術の原理を説明するのに役立つ。
【００１０】
当業者へと向けられた本システムおよび方法の作製および使用の最良の形態を含む、本システムおよび方法の完全かつ実施可能な開示が、添付の図を参照する本明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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