技术在飞机发动机上的应用


    

    孔探技术飞机发动机应

    孔探技术飞机发动机应


    飞机动力装置飞机够起飞基础飞机发动机安全飞机安全关键着技术发展飞机发动机检查工具设备方法变样化目前航空行业选择孔探技术检验发动机损伤项技术显著提高发动机检验工作工作效率便携性孔探技术拆解发动机情况检测出发动机部损伤避免结构复杂精细价格高昂飞机发动机造成必损伤
    文分八章第章阐述文背景意义解孔探技术原理发展历程第二章阐述民涡轮风扇发动机基工作原理结构特点第三四五章第二章基础分析发动机核心结构常见损伤解孔探技术应飞机发动机核心结构中国南方航空较常机型孔探工作例子分析通孔探技术检测出飞机发动机部损伤第六章讲述孔探工作前缺少步骤孔探堵头拆装第七章阐述孔探设备足未发展方第八章全文进行总结

    关键词:孔探技术 飞机发动机 核心结构 部损伤







    Application of borescope technology in aircraft engines
    ABSTRACT
    Aircraft power plant is the foundation of aircraft to take off so the safety of aircraft engines is the key to aircraft safety With the development of technology aircraft engine inspection tools and equipment and methods become diversified At present the aviation industry has chosen to use borehole technology to detect engine damage which significantly improves the efficiency and portability of engine inspection The technology can detect the internal damage of the starting motor without disassembling the engine so as to avoid unnecessary damage to the complicated and expensive aircraft engines
    This paper can be divided into eight chapters The first chapter mainly expounds the background and significance of the paper and understands the principle and development course of the technique The second chapter mainly expounds the working principle and structural characteristics of civil TURBOFAN Engine The third chapter four five mainly based on the second chapter analyzes the common engine core structure damage understand how to apply in aircraft engine borescope technology at the core of the structure and with China southern airlines commonly used models of the borescope work for example analysis how the borescope technology to detect the aircraft engine internal damage The sixth chapter describes the indispensable steps before and after the work of borehole exploration the dismantling of the plug the seventh chapter mainly describes the shortcomings of the borehole exploration equipment and the future development direction the eighth chapter summarizes the full text

    Key words Borescope inspection Aircraft engine Core structure Internal damage

    目 录

    摘 I
    ABSTRACT II
    1 绪 1
    11 研究背景 1
    12 研究意义 1
    13 研究目标研究容拟解决关键问题 2
    14 飞机发动机发展 2
    15 孔探技术发展 3
    2 飞机发动机基工作特征分析 4
    21 飞机发动机基工作原理 4
    22 飞机发动机结构特点 5
    3 孔探技术飞机发动机压气机应 6
    31 孔探诊断检测低压压气机损伤分析 10
    32 孔探诊断检测高压压气机损伤分析 10
    4 孔探技术飞机发动机燃烧室应 18
    5 孔探技术飞机发动机涡轮应 22
    51 孔探诊断检测高压涡轮损伤分析 22
    52 孔探诊断检测低压涡轮损伤分析 29
    6 孔探堵头拆装工具设备 33
    7 孔探设备缺陷未发展方 35
    8 结 语 36
    参考文献 37
    谢辞 38

    1 绪
    11 研究背景
    飞机出现类带巨便捷性出行远方变简单运输方式相飞机安全更重发生事时极低事拯救率会造成重生命财产损失外中衍生政治影响伴着社会影响出航空安全方面异常重着航空业快速发展航空公司年会引进量新民航空飞机维护保养标准求逐渐提高确保飞机安全效准确执行飞机发动机维护检查务航空运输特殊性航空安全国家高优先事项航空安全方面飞机发动机安全关重飞机发动机超高速度负荷温度等困难条件连续工作机器飞机飞行程中发生事发动机部部件造成结构性损害裂纹凹陷材料丢失等发动机损伤飞机发动机安全运行构成严重威胁孔探技术发动机部结构高清成力够非常准确测量显示种类型损坏缺陷孔探工作已成发动机检验中必少部分航空企业发动机维修理模式逐步定期维修转变航线维修制造商建议飞翼飞机发动机健康理进行时定量评估种维护理方法改进提高飞机发动机安全性性济性

    12 研究意义
    飞机发动机孔探技术损检测中项特详细目视检查工作损检测外涡流检测超声波检测x射线检测相孔探技术直观节易操作飞机发动机部结构损坏方面发挥着重作孔探设备发动机部结构进行目视检查便直观检测发动机部情况需拆卸发动机发动机检查程中会损坏孔探仪光学手段通相机传输发动机部环境然光学图进行评估检测计算损坏数确保否损伤出现中发动机部深热区域高压压气机燃烧室高压涡轮等维修员法进入深热区域检测非发动机分解孔探技术突破限制见飞机发动机孔探技术目前已成飞机发动机重损检测手段孔探技术发展紧紧联系着飞机发动机安全

    13 研究目标研究容拟解决关键问题
    131研究目标
    飞机燃气涡轮发动机包括涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机涡轮轴发动机涡轮螺旋桨发动机中独特优势涡轮风扇发动机已民航空领域广泛文研究容通学学专业知识参考航空相关专业文献飞机发动机手册资料南航公司飞机发动机孔探报告讨飞机发动机损检测中孔探技术飞机发动机应文目前中国南方航空国干线航空典飞行器B737CFM567B新型飞行器A321neoPW1100型号发动机作研究模型详细阐述孔探技术应飞机发动机核心结构压气机涡轮燃烧室中熟悉种孔探设备种机型孔探堵头方法
    通四实知道解公司飞机发动机运行性工作特点孔探技术应帮助身发动机维修检查程中发现障介绍涡轮风扇基工作原理相关技术理飞机发动机进行综述然通查阅相关文献查找民航发动机相关信息综合知识分析孔探技术飞机应
    132研究容
    (1)分析飞机发动机基工作特征
    (2)分析飞机发动机结构特点核心结构结构特点
    (3)孔探技术应飞机发动机核心结构
    (4)分析孔探技术飞机发动机障检测诊断方法
    (5)分析目前孔探设备足处
    133拟解决问题
    (1)孔探员设备检查发动机部情况
    (2)孔探员设备诊断发动机部损伤
    (3)发动机核心结构部损伤进行纳分类解析
    (4)安全正确拆装孔探堵头
    (5)孔探工作中素失误改进措施
    14 飞机发动机发展
    民航空发动机发展活塞发动机目前导民航空发动机燃气涡轮发动机分两阶段进行活塞发动机阶段燃气涡轮发动机阶段建造第台活塞发动机活塞发动机进入快速发展阶段发动机性两次世界战迅速提高活塞发动机达顶峰第二次世界战结束涡轮反应器诞生活塞发动机逐渐退出航空器行列目前低速轻型飞机轻型飞机航空燃气涡轮发动机取代活塞发动机迎喷气时代
    燃气涡轮发动机分涡轮喷气涡轮风扇涡轮螺旋桨涡轮轴发动机核心结构压气机燃烧室涡轮等组成涡轮螺旋桨发动机通常作短距离运输飞机涡旋轴发动机直升机涡轮风扇发动机通常速度求较高飞机目前涡轮风扇发动机航空业广泛涡轮发动机技术已相成熟类飞机发展作出重贡献

    15孔探技术发展
    孔探技术扩眼睛某方视野视野方根需更改准确观察物体部表面状态外目标检测程中进行目视检查孔探测部分 物体相互接触会造成破坏损害需目标物体进行解密解密工业非破坏性控制技术重手段1806年起德国目前止类发明医窥镜原型时孔探仪(称工业窥镜)历三发展阶段第代孔探仪解决简单问题类时孔探仪直接法类似远镜功常直腔某距离探测工作复杂应程度观测结果取决观测者验耐心第二代孔探仪(柔性光纤镜)通光导技术提高图质量床医学应广泛传播航空电力化学机械等许领域光纤领域开发种应 缺点纤维容易断裂图便会出现黑点第三代孔探仪(柔性电子镜)研制 窥镜范围空前扩够射光线扩视野仅仅检查密闭空间道静态空间等飞机发动机样机器部损坏监测障诊断方面取重突破


    图11 孔探仪(左图FX35右图IPLX GX)

    2 飞机发动机基工作特征分析
    21 飞机发动机基工作原理
    涡轮风扇发动机常燃气涡轮发动机解飞机工作原理运行情况飞机发动机
    图21示涡轮风扇发动机进气道风扇压气机燃烧室高压涡轮低压涡轮排气系统组成进气道压气机负责增加气体压力增加燃烧室燃料增加气体热量涡轮吸收热量分转化高压涡轮低压涡轮带动风扇高低压压气机部分附件中三核心机高压压气机燃烧室高压涡轮核心机排出气体中部分量转移低压涡轮机驱动风扇余量出口道加速燃气排放

    图21 发动机概念
    图22文介绍模型PW1100型号发动机目前新型齿轮传动涡轮风扇发动机特点低压涡轮风扇间加装会减速齿轮系发动机工作时低压涡轮直接驱动低压压气机较高转速工作压气机够较发挥力根美国普惠公司研究采齿轮传动采更高涵道进步降低发动机燃油消耗污染排放噪音水减速齿轮系传动效率润滑冷关键

    图22 PW1100(齿轮传动涡轮风扇发动机)
    22 飞机发动机结构特点
    飞机发动机中种涡轮风扇发动机结构相似分单转子双转子三转子发动机视轴承转子支撑结构定图23 CFM567双转子涡轮风扇发动机五轴承支撑结构发动机中附件驱动系统作利高压压气机转子量带动发动机转子飞机样零部件运转辅助发动机启动

    图23 CFM567发动机

    3 孔探技术飞机发动机压气机应
    31 孔探诊断检测低压压气机损伤分析
    低压压气机分风扇增压器模块1号轴承支撑2号轴承支撑模块3号轴承支撑模块风扇支架模块进口机匣组成模块轴前分整流锥单级风扇转子3级轴分布增压器外压缩机增压率等级增压率结果涡轮增压器装安装风扇背面3层转子
    涡轮增压器轴周形燕尾榫槽安装转子叶片叶片周形燕尾安装插槽中安装锁紧螺钉保持刀片式服务器位置防止刀片式服务器插槽中旋转
    图31 轴周燕尾形榫槽
    轴燕尾槽周燕尾槽相压气机前级般选取轴燕尾槽级叶片相较会选取周燕尾槽定子叶片样4级目空气正确流转子

    图32 PW1100 LPC孔探口分检查LPC123级
    低压压气机孔探开始前会风扇固定张红胶布然孔探辅助员转动风扇风扇转动会带动里面二级LPC转子孔探员便叶片状况红胶布参考物转动圈完成

    图33 LPC第2级转子叶片检测
    孔探工作进行时候完整观察叶片完整形态状况画面模糊通常分段观察分开两段更重点关注叶片叶尖叶根两方容易出现损伤损伤标准严格

    图34 LPC第34级转子叶片检测
    利S3孔探孔检测3级转子叶片缘3级静子叶片4级转子叶片前缘4级静子叶片操作方式观察二级转子叶片相转动风扇叶片时低压压气机叶片会转动

    图35 转子叶片损伤划分区域 图36 静子叶片损伤划分区域
    检查低压压气机级静子叶片时通常检测部位先VBV活门否开(正常情况飞机落发动机拆卸VBV处全部开放)然S0孔探口进入观察静子叶片情况
    果述低压压气机孔探转子静子叶片检查中发现前级转子叶片损坏缺少材料应马检查面级转子叶片静子叶片旦发现损伤立刻孔探仪测量软件测量损伤查找发动机手册损伤标准否需更换发动机
    LPC转子损伤标准参考表31示:
    表31 LPC转子损伤判断
    损伤类型
    损伤位置
    损伤判断标准
    否允许
    备注
    材料丢失
    区域G叶片前缘缘尖角
    轴长度超64mm
    径长度超64mm
    允许
    出现损伤叶片超20
    轴长度64mm125mm
    径长度64mm20mm
    允许继续工作50起落者75时

    裂纹者裂口
    区域G
    轴长度超65mm
    径长度超65mm
    允许
    —
    轴长度65mm125mm
    径长度65mm20mm
    允许继续工作50起落者75时

    磨损者部分损伤
    叶片前缘缘尖角
    轴长度超125mm
    径长度超20mm
    允许

    轴长度125mm15mm
    径长度20mm25mm
    允许继续工作100起落者150时
    出现损伤叶片数超15
    缺口凹坑划伤
    叶片表面区域E
    长度超025mm
    损伤没穿透金属
    允许
    没数量限制
    长度025mm15mm
    损伤没穿透金属
    允许继续工作50起落者75时

    叶片前缘缘
    轴长度超1mm
    允许

    轴长度1mm15mm
    允许继续工作50起落者75时

    区域
    直径超4mm
    损伤没穿透金属
    允许

    直径4mm6mm
    没穿透金属
    允许继续工作50起落者75时

    变形
    叶片前缘缘区域E
    轴长度超5mm
    径长度超15mm
    允许

    轴长度5mm7mm
    径长度15mm18mm
    允许继续工作50起落者75时

    沉淀腐蚀


    允许

    LPC静子损伤标准参考表32示:
    表32 LPC静子损伤判断
    损伤类型
    损伤位置
    损伤判断标准
    否允许
    备注
    材料丢失
    区域AB
    轴长度超65mm
    径长度超185mm
    允许

    没裂缝受损区域开始
    裂缝延伸进入区域AB
    允许继续工作50起落者75时

    裂缝者裂口
    区域AB
    轴长度超1mm
    径长度超325mm
    允许

    长度超限制
    允许继续工作10起落者15时
    果工作员认块会脱落允许继续工作
    缺口凹坑划伤
    区域AB凹凸表面
    直径超25mm
    损伤没穿透金属
    允许
    数量没限制
    直径25mm4mm
    损伤没穿透金属
    允许继续工作10起落者15时

    区域C
    直径超5mm
    允许

    直径5mm75mm
    允许继续工作50起落者75时

    静子前缘缘
    轴长度超2mm


    静子防护罩脱落


    允许

    变形
    静子前缘缘
    轴长度超125mm
    径长度超18mm
    允许


    轴超125mm
    径18mm254mm
    允许继续工作50起落者75时



    32 孔探诊断检测高压压气机损伤分析

    图37 HPC转子
    高压压气机实际空气压缩机进气道进入空气做功压力增燃烧室里充分燃烧高压压气机高压压气机转子前静子静子构成高压压气机静子作减转子气流速度增加气流压力注意静子两半壳体组成两半壳体安装起时位置必须正确然会气流道间隙错误导致发动机性降低
    高压压气机中九孔探孔致分布发动机五点钟位置编号S1S9中S1位前端9孔探口相应孔探堵头包括专门设计s79两层螺栓中心弹簧连接必须压力弹簧拧紧螺栓前必须拧紧部螺栓设计目利直径光学杆获外观察孔减少空气泄漏然提高效率确保拆卸安装容易折断弹簧杆PW1100高压压气机带锁堵头种堵头拆装时必须回拧四分确定没声音拧紧


    图38 PW1100 HPC孔探口
    PW1100孔探工作通常 6 毫米直径插入选 120DF 镜头 120SF 镜头探头(插入)越短越易操作相应直视 120 度远焦镜头方便高效没广角远焦镜头时应焦距优视野作镜头选择素
    图38显示PW1100孔探口位置孔探前准确拆孔探口孔探堵头辅助孔探员必须手动拆齿轮箱旋转盖板连接杆者转接头插入齿轮箱通转动卡拉旋转轴高速转动带动高压压气机转子转动孔探员观察高压压气机转子情况

    图39 PW1100 HPC孔探口位置
    检查1级高压压气机转子叶片前端时工作员直接进气道伸进观察检查程中高压压气机转子采手动旋转方式旋转转动前会接杆作醒目标记避免孔探检查中漏检查少数叶片着科学技术发展探测工作通常双显示器模式进行辅助员观察叶片状态达双重检验标准孔探设备进行时求转子叶片稳定转速均匀适中转速均匀开始计数

    图310 CFM567B HPC转子叶片数
    目视检测发现损伤法直接判定损伤否超标时候通孔探仪测量系统测量损伤高压压气机检查区域叶尖叶根叶片前缘叶片缘叶片表面叶片台叶片锁根南航孔探报告出高压压气机常见损伤凹陷(撞击)划伤毛刺撕裂缺口裂纹氧化扭曲变形等等损伤源FOD发动机喘振发动机疲劳等

    (a) HPC12级缺口(凹坑)
    (b) 缺口长度(凹坑深度)
    图311 HPC缺口测量(采FX35)
    果外物缘伤凸台级通常会少损伤余HPC叶片没发现损伤关键相邻片凸台没损伤凸台缘疑似缺陷发动机运转中外物导致叶片制造工艺差异者装配程中造成HPC转子损伤判断标准参考表33示:
    表33 PW1100 HPC转子损伤判断
    损伤类型
    叶片等级
    前提条件
    损伤位置
    损伤判断标准
    否允许
    备注
    裂纹
    1~4
    径裂纹超76mm
    前缘缘
    长度超64mm
    允许
    数量允许
    长度64mm102mm
    允许
    允许继续工作10起落者25时
    径裂纹超76mm
    长度超25mm
    允许
    数量允许
    弦裂纹超76mm
    Tip(叶尖)
    长度超51mm
    允许
    数量允许
    长度51mm76mm
    允许
    允许继续工作10起落者25时
    5~9
    径末端裂纹超51mm
    前缘缘
    长度超38mm
    允许
    出现损伤叶片超25
    长度38mm51mm
    允许
    损伤叶片数超20
    允许继续工作10起落者25时

    叶尖
    长度超38mm
    允许

    出现损伤叶片超25
    长度38mm51mm
    允许
    允许继续工作10起落者25时
    缺口凹坑
    1~9

    叶根半径区域
    直径超051mm没尖锐边缘
    深度超008mm
    刮伤台行
    允许
    包括第2~3级叶片缘根部半径区域

    前缘缘
    深度08mm20mm
    允许
    允许继续工作10起落者25时
    材料丢失
    1~9
    叶面损伤区域超25叶根半径区域
    前缘缘
    深度超08mm
    深度08mm20mm

    深度08mm20mm
    深度08mm20mm
    允许继续工作10起落者25时
    1~4

    前缘缘尖角
    损伤面积超76mm×76mm
    允许
    没叶片数量限制

    损伤面积超 76mm×76mm
    允许

    5~9

    前缘缘尖角
    损伤面积超38mm×38mm
    允许

    出现损伤叶片超25
    损伤面积38mm×38mm51mm×51mm
    允许

    出现损伤叶片超25
    损伤面积38mm×38mm51mm×51mm
    允许
    允许继续工作10起落
    腐蚀
    1~4

    前缘缘尖角
    损伤面积超76mm×76mm
    允许
    没叶片数量限制

    损伤面积超 76mm×76mm
    允许


    深度76mm102mm
    允许
    允许继续工作10起落者25时
    5~9

    前缘缘B区
    深度超1mm
    允许
    没数量限制

    深度1mm2mm

    允许继续工作10起落者25时

    前缘缘尖角
    损伤面积超38mm×38mm
    允许

    Discoloration(扭曲)
    1~4
    工作期间没啮合固定部件
    叶片端头
    超叶片弦长25
    径长度超76mm
    允许

    5~9
    工作期间没啮合固定部件
    叶片端头
    超叶片弦长50
    径长度超76mm
    允许


    图312 次性检查HPC6
    检查压气机转子叶片时镜头正叶片稍微转侧面整画面迎着叶片样叶片画面中停留时间会更长利孔探员充足时间做判断漏误判外镜头距离叶片远远法获较清晰画面利判断
    孔探检查完高压压气机应堵头锁片等放回原位置孔探堵头安装前螺纹应涂相应类型防咬剂防止高温高压工作堵头咬死次孔探法拆堵头影响工作齿轮箱盖板通常需更换胶封圈进行卸力处理避免安装漏油南航双圈检查制度绕发动机检查两圈第圈检查孔探堵头安装位 漏装检查转动盖板封圈安装位第二圈检查风扇叶片胶纸风扇机匣前工具保险丝等异物面油污 吸油纸等杂物防潮砂位
    4 孔探技术飞机发动机燃烧室应

    图41 CFM567B双环腔燃烧室
    燃烧室安装高压压气机高压涡轮间作混合点燃压气机加压空气喷油嘴燃油产生气体涡轮做功剩余量作推力喷出燃烧室圆顶外整流 罩外衬套外衬套表面隔热涂层衬套螺栓固定高压涡轮喷嘴确保火花点火器定位脊正确安装

    图42 PW1100燃烧室孔探位置分布(两点火嘴安装口燃烧室孔探口)
    发动机燃烧室做孔探检测时需检测部位:折流板衬套双孔板旋流喷嘴燃油喷嘴外侧衬板孔探针检测燃烧室部孔S1215点火嘴编号S10S11考虑燃烧室部情况时首先需拆S13S15探头检查周围见区域特燃烧点火开关区域附出现损伤性高方果程中发现损坏必须拆点火塞孔探口便燃烧室进行全面检查
    燃烧室孔探检查方法纳总结:
    (1)单孔探口闭环连续孔探检查: 柔性孔探设备通燃烧室孔探口 APDIFF1 插入探头推送穿绕检查:逆时针(前) 360 度穿绕穿绕直见孔探软入口穿绕程中检查燃烧室外衬板顶板区域(包括燃油喷嘴) HPT喷嘴导叶片
    (2)单孔探口闭环分段孔探检查: 柔性孔探设备通燃烧室孔探口 APDIFF1 插入探头分推送穿绕检查 6 点钟位置界点穿绕程中检查燃烧室外衬板顶板区域(包括燃油喷嘴)HPT 喷嘴导叶片
    (3)利两点火电嘴口辅助检查
    图43燃烧室常见损伤


    (a)裂纹
    (b)烧穿


    (c)裂纹伴材料丢失
    (d)烧蚀伴裂纹
    图43 燃烧室损伤
    相光度周边没涂层丢失裂纹见会较明显光线暗点涂层丢失区域裂纹易发现孔探燃烧室惯般拆堵头然穿绕360度进行检查保证镜头正着区域时镜头会贴着外衬板检查加光线足容易漏掉涂层丢失区域裂纹注意拆堵头检查时需注意孔探口周围没裂纹果注意会遗漏掉
    CC常见损伤标准参考表41示:
    表41 CC损伤判断标准
    检查部位
    损伤类型
    判断标准
    否允许
    备注
    圆顶组件
    烧穿孔
    孔面积超25mm×25mm
    允许
    圆顶组件烧穿孔超3
    圆顶组件材料丢失超3处
    处面积超30mm×30mm
    允许
    继续25起落
    折流板
    径裂纹
    长度超13mm
    允许
    没数量限制
    长度13mm16mm
    允许
    继续25起落
    周裂纹
    长度超19mm
    允许
    没数量限制
    长度19mm23mm
    允许
    继续25起落
    衬套
    径裂纹
    长度超13mm
    允许
    没数量限制
    长度13mm16mm
    允许
    继续25起落
    周裂纹
    长度超19mm
    允许
    没数量限制
    长度19mm23mm
    允许
    继续25起落
    双孔板
    径裂纹
    裂纹相交
    长度超508mm
    允许
    没限制
    裂纹相交
    长度508mm635mm
    允许
    继续25时
    周裂纹
    长度超76mm
    裂纹间距152mm
    允许
    没限制
    长度76mm91mm
    裂纹间距125mm
    允许
    继续25时
    材料丢失
    裂纹相交处面积超152mm×152mm
    允许

    裂纹相交处面积超152mm×152mm
    允许
    继续25时
    外侧衬板
    轴裂纹
    横穿块板裂纹
    允许
    没数目限制
    超4条裂纹贯穿超3块板
    允许

    超3跳裂纹长度3块板
    允许
    孔探外侧衬板背面
    超5条裂纹贯穿超1块板
    单条裂纹次贯穿超5块板
    允许
    继续100起落
    背面裂纹
    裂纹贯穿3条冷肋中1条
    允许

    冷肋1贯穿裂纹
    允许

    超4条裂纹贯穿超1块板
    允许

    裂纹贯穿超4块板
    裂纹相交烧穿孔材料丢失面积超掺混孔3倍
    裂纹相交周裂纹长度超127mm
    允许
    允许1条裂纹贯穿超3块板
    超5条裂纹穿超1块板
    没裂纹连续穿超4块板
    允许
    继续100起落
    侧衬板
    轴裂纹
    横穿块板裂纹
    允许
    没数目限制
    超4条裂纹贯穿超1块板
    允许

    裂纹贯穿超4块板
    裂纹相交烧穿孔材料丢失面积超掺混孔3倍
    裂纹相交周裂纹长度超127mm
    允许
    允许1条裂纹贯穿超3块板
    超5条裂纹穿超1块板
    没裂纹连续穿超4块板
    允许
    继续100起落
    外侧衬板
    周裂纹
    长度超2倍稀释带距离
    1稀释带距离超2条相邻裂纹
    裂纹间距3倍稀释带
    允许
    没数量限制
    长度2倍稀释带3倍稀释带
    裂纹间距3倍稀释带
    允许
    继续25起落
    烧穿孔
    相邻衬板轴称孔超2
    孔尺寸超稀释孔5倍
    烧穿孔面积超稀释孔15倍
    允许

    相邻衬板轴称孔超3
    孔尺寸超稀释孔6倍
    烧穿孔面积超稀释孔24倍
    允许
    继续100起落
    悬板丢失
    面积超稀释孔2倍
    轴齐超3相邻板损伤
    允许
    块板超14处
    块板14处少17处
    处面积超稀释孔2倍
    相邻板轴齐超3处损伤
    允许
    继续25起落
    变形
    超原轮廓127mm
    允许

    原轮廓127mm少17mm
    允许
    继续25起落

    5 孔探技术飞机发动机涡轮应
    51 孔探诊断检测高压涡轮损伤分析
    高压涡轮位置燃烧面作燃烧出气体动转化推动高压压气机运动机械驱动高压压气机转子叶片工作

    图51 高压涡轮
    高压涡轮21喷口喷口相隔片叶片中作燃烧室燃烧加压气体佳角度喷高压涡轮叶片发动机工作佳效果涡轮进口压力出口压力燃气叶尖会径间隙流失没叶冠没产生轮缘功导致量损失提高涡轮效率会叶片冠加工封严篦齿减少叶尖间隙面积降低漏气带量损失

    图52 HPT进口导叶片检测

    检查高压涡轮进口导板时检查点进口导板前缘凹凸型表面叶片表面外部台等检查高压涡轮进口导板时应拆孔探堵头S13S15进口导板应S13S15导板检查检查情况 果程中发现损伤需拆S12S14孔探堵头S10S11点火嘴便更详细检查进口导叶片孔探检查进口导叶片时必须采采穿绕法孔探进入孔探口心穿导叶片围绕机匣部圈仔细观察没出现损伤检查结束孔探退出时候左右扭动孔探进行检查应注意孔探通发动机孔时密切观察着屏幕防止塞某洞会导致卡损坏孔探仪坏情况掉零件发动机里面非常重孔探工作事
    高压涡轮进口导叶片检查分析:
    (1)常见损伤裂纹烧伤材料丢失腐蚀缺口凹坑等
    (2)造成导叶片损伤原燃烧室喷出高温高压气体击腐蚀


    (a)材料丢失
    (b)裂纹


    (c)烧蚀
    (d)裂纹烧蚀
    图53 HPT进口导叶片损伤


    HPTN损伤标准参考表51示:
    表51 HPTN损伤判断标准
    检查部位
    损伤类型
    前提条件
    判断标准
    否允许
    备注
    叶片前缘
    裂纹
    前孔相连
    长度超7mm
    没材料丢失
    允许
    没数量限制
    长度超7mm
    材料丢失面积超12mm×12mm
    允许
    继续25起落

    长度超12mm
    没材料丢失
    允许
    没数量限制
    长度超12mm
    材料丢失面积超12mm×12mm
    允许
    继续25起落
    烧伤凸起

    面积超7mm×12mm
    允许
    没数量限制

    面积7mm×12mm12mm×12mm
    允许
    继续25起落
    叶片缘
    裂纹者烧伤



    允许裂纹者烧伤没数量限制
    材料丢失

    超12mm
    允许
    没数量限制

    12mm1905mm
    允许
    继续25起落
    凹面表面
    径裂纹

    没材料丢失
    允许
    没数量限制

    引起材料丢失直径超190mm
    允许
    继续25起落
    烧伤

    没烧穿进入部冷通道
    允许
    没限制

    烧穿直径超190mm
    允许
    继续25起落
    凸面表面
    裂纹
    径轴
    没引起材料丢失
    允许
    没数量限制
    引起材料丢失直径超190mm
    允许
    继续25起落
    烧伤凸起

    没引起材料丢失
    允许
    没数量限制

    引起材料丢失直径超190mm
    允许
    继续25起落
    外台
    裂纹


    允许

    材材料丢失烧伤
    没通孔
    裂纹引起材料丢失烧伤允许
    允许

    缺口划痕凹坑


    允许

    凸起弯曲


    允许

    高压涡轮转子叶片作孔探检测时需检测部位转子叶片前缘叶尖叶片前缘缘尖部凸面凹面等高压涡轮外壳5点钟8点钟位置开两孔探口编号S16S17检测高压涡轮叶片前缘缘第1级低 压涡轮叶片果检测程中发现高压涡轮转子叶片损伤需拆S10S11处点火嘴前端高压涡轮转子叶片进行检查通次性分段检查完整图图组合叠加清楚观察前缘缘叶尖叶根条轮廓线

    图54 高压涡轮转子叶片
    果检查程中发现烧伤烧蚀裂纹等损伤应尝试孔探接损伤测量损伤确定损伤程度然难观察氧化变色叶片状态遗漏隐蔽光线足方损伤


    (a) 前缘烧蚀+裂纹
    (b)缘裂纹

    (c)叶冠材料丢失
    图55 HPT转子叶片损伤
    根PW1100发动机手册般情况材质较硬孔探检查高压涡轮转子叶片硬受高温条件限制高温部位次孔探检查高温涡轮前确保温度满足孔探求
    HPT转子叶片损伤标准参考表52示:
    表52 HPT转子叶片损伤判断标准
    检查部位
    区域
    损伤类型
    判断标准
    否允许
    备注

    A
    裂纹
    长度超25mm
    允许
    1条
    长度25mm5mm
    允许
    继续工作40起落
    尖部A
    材料丢失
    面积超12mm×12mm
    允许
    没限制
    面积12mm×12mm12mm×191mm
    允许
    继续工作50起落
    BC
    缺口凹坑
    长度超127mm
    允许
    没限制
    长度127mm304mm
    允许
    工作400起落检查1次
    长度305mm508mm
    允许
    工作200起落检查1次
    长度508mm762mm
    允许
    继续工作40起落
    BC根部倒角
    裂纹
    长度超304mm
    允许
    1条
    工作400起落检查1次
    长度305mm508mm
    允许
    1条
    工作200起落检查1次
    长度508mm762mm
    允许
    继续工作40起落
    AB
    空气槽堵塞
    叶片空气通路堵塞超1
    允许

    叶片空气通路堵塞2
    允许
    继续工作50起落
    C
    空气槽堵塞

    允许

    尖部
    材料弯曲

    允许
    没限制

    扭曲烧伤熔化

    允许

    叶尖

    部冷通道露出

    允许

    孔洞直径超127mm
    允许
    继续工作10起落
    凸面缘距离12mm
    径裂纹
    长度超38mm
    允许
    没限制
    长度38mm88mm
    允许
    继续工作50起落
    凹面缘距离12mm
    径裂纹
    长度超17mm
    允许
    没限制
    长度17mm25mm
    允许
    继续工作50起落
    叶尖架部
    材料丢失
    直径127mm
    允许
    继续工作10起落
    扭曲者烧伤熔化

    允许

    超10叶片

    继续工作25起落
    隔热涂层丢失

    允许
    没限制
    前缘缘叶尖凹面凸面
    A
    缺口凹坑
    长度超63mm
    允许
    没数量限制
    B
    缺口凹坑
    长度超25mm
    允许
    没数量限制
    裂纹材料丢失

    允许

    C
    缺口凹坑
    长度超12mm
    允许
    缺口凹坑超3

    凹坑间距317mm


    裂纹

    允许

    扭曲烧伤熔化

    允许

    超10叶片

    继续工作25起落
    隔热涂层丢失

    允许
    没限制
    前缘
    A
    裂纹
    长度超12mm
    连接孔洞超2
    允许
    没数量限制

    长度12mm2mm
    允许
    继续工作10起落
    BC根部倒角
    裂纹

    允许

    BC前孔导流板孔
    裂纹

    允许

    B径前孔导流板孔
    裂纹
    长度超07mm
    允许
    1条


    长度07mm15mm
    允许
    1条
    继续工作10起落
    C根部
    缺口凹坑
    长度超12mm
    允许
    缺口凹坑超3


    间距317mm



    隔热涂层丢失

    允许
    没限制

    褪色氧化

    允许
    工作400起落检查


    52孔探诊断检测低压涡轮损伤分析
    低压涡轮模块作高压涡轮气体速度压力转换风扇增压模块动力该模块包括:低压涡轮转子定子模块低压涡轮轴模块低压涡轮框架模块

    图57 低压涡轮
    低压涡轮定子组件加速燃烧室工作气体低压涡轮喷口作加快气流速度气流效角度低压涡轮转子组件叶片部台实凸台设计叶片安装起时形成固定环避免叶片振防止叶片轴移动低压涡轴采合金钢高速轴心安装轴低压涡轮力矩传递前面风扇
    采孔探高压涡轮进口导叶片穿绕法孔探低压涡轮静子叶片检测低压涡轮静子叶片孔探孔S16~S20穿绕程中密切注意观屏幕否度穿绕情况否孔探会受伤害


    (a)S16S17位置
    (b)孔探口位置
    图59 LPT孔探孔位置
    需检测部位静子叶片前缘缘凹面凸面外台等转子叶片前缘 缘凹面凸面叶型台等
    低压涡轮静子叶片损伤分析:损伤烧伤凹坑氧化等燃烧室喷出高温高压气体理会击高压涡轮高压涡轮损伤便会产生
    LPT静子损伤标准参考表53示:
    表53 LPT静子损伤判断标准
    损伤类型
    静子等级
    损伤位置
    损伤判断标准
    否允许
    备注
    裂纹
    1
    外台
    长度超12mm
    金属没进入道
    允许

    长度12mm25mm
    裂纹相邻段
    允许
    继续工作3起落
    前缘缘
    长度超15mm
    允许

    1叶片1条长度超25mm
    允许
    继续工作100起落
    2~4
    前缘缘
    长度超10mm
    允许

    1条裂纹超21mm
    允许
    继续工作100起落
    烧伤
    1~4

    没引起材料丢失
    允许
    没限制
    1

    材料熔化丢失
    烧伤穿叶片
    允许
    继续工作25起落
    2~4

    材料没丢失熔化
    烧伤没穿透叶片
    允许
    继续工作25起落
    LPT转子叶片常见损伤标准参考表54示:
    表53 LPT静子损伤判断标准
    损伤类型
    转子叶片等级
    损伤位置
    判断标准
    否允许
    备注
    裂纹
    1~4
    台尖罩

    允许

    1~3
    叶型表面

    允许

    4
    叶型区域E

    允许

    缺口凹坑
    1~4
    前缘缘区域E
    深度超05mm
    允许
    没数量限制

    前缘缘区域E
    深度超07mm
    允许

    凹面凸面表面
    深度超038mm
    没穿透
    允许

    损伤相侧超02mm
    允许
    损伤数量超5
    材料丢失
    1~4
    区域E

    允许

    区域
    侧出现超2处
    允许

    相侧出现超2处
    允许

    超5叶片受损
    允许

    变形
    1~4
    前缘

    允许
    高温引起
    1
    超80mm

    继续工作15起落25时
    2~4
    超8mm

    继续工作15起落25时
    间隙
    1
    尖罩联锁
    没磨损
    允许

    2~4

    允许

    低压涡轮孔探工作注意事项纳总结:区分裂纹焊缝区二判断裂纹否贯穿整叶片贯穿性裂纹定义:条裂纹前缘贯穿双面

    图510 贯穿性裂纹6 孔探堵头拆装工具设备
    61孔探堵头拆解
    孔探堵头识安装孔探员基技孔探员拆装孔探堵头严格培训保证熟练掌握安全风险降低确保完工具(:套筒)进行堵头拆装选择正确工具拆卸困难时需时渗透剂进行渗透处理安装堵头螺杆时求涂滑油防咬剂时应注意螺纹处充分均匀涂堵头螺杆专滑油防咬剂合理拆装螺杆堵头会导致断裂影响续工作
    62孔探堵头安装
    堵头安装前应螺牙均匀涂抹防咬剂手册中规定防咬剂安装程中力避免直接工具拧紧螺杆带紧堵头应先手带螺杆螺牙手压紧堵头安装面然工具带紧螺杆避免堵头装位带螺纹堵头应先手带入前牙感觉畅工具拧紧堵头安装完成手册规定力矩仔细检查堵头机匣结合面异常需保险方必须保险位注意保险头影响附部件特CFM56发动机S1S2S3S4堵头保险影响VSV运动

    图61 CFM567B HPC789级堵头安装标准



    63工具设备
    工具时必须解该工具设备特征适范围例拆卸难拆堵头时避免卡拉配合加力杆拆卸优先加力杆渗透方式拆卸转动盖板时优先拔具非螺刀撬
    设备时先解设备方法属性严格APS求执行孔探工作具体注意事项:
    (1)清点孔探设备
    (2)确认需工作发动机序号
    (3)查阅次工作飞机发动机次孔探报告
    (4)孔探仪镜头
    (5)进入发动机前检查孔探镜头没松动
    (6)孔探员操作流畅
    (7)确保孔探没进稀释孔
    (8)孔探仪器录标题输入正确
    (9)发现损伤时确定损失定义
    (10)结束孔探工作确认孔探口封堵
    (11)孔探工作完成拔出孔探确认孔探否解锁
    (12)孔探工作目视检查中眼睛没离开孔探仪屏幕

    图62 孔探工作目视检查
    7 孔探设备足未发展方
    绝数民发动机维修保养程中发动机部检查通孔探检查技术完成种技术仅发现核心机部损伤损伤进行定量测量损伤综合评估充分发挥种检测方法优势提高检测精度然设备实际应中存缺陷发动机部路径非常复杂孔探工作员理知识操作水求十分高二判断损伤方法孔探员目视检测根工作验判断三孔探仪身部损伤作出动评估更提前预测障
    缺陷实际操作中导致检测结果性难保证检测准确性受检验员操作准确程度判断力限制会认判断失误导致安全性变低二目前孔探设备动化程度偏低孔探员发现损伤查找损伤类型等相关信息时查找AMM手册维修时间需求变许影响航空公司航班安排严重影响济效益解决问题求检验员提高操作水验传统孔探技术提出新求
    没现先进电子计算器技术传感器技术光电技术发展实现孔探设备发展分析目前孔探设备种种足胆预测孔探设备未方面发展:动化:两方面第方面线类型受长度质量方面限制通线网络移动电话传输孔探时图便实时直接观孔探工作视频记录途径机械动辅助工具例微型机器等等 二三维立体视觉:立体视觉处够损环境指导维修工作降低维修成目前立体视觉研究新技术基图采集制造出3D图形项技术利孔探精准测量损伤准备分辨损伤起点三工智:通图纹理特征计算机学神网络专家系统等计算机技术硬件系统收集图进行全面分析性动化处理便进行效评估减少测量错误四孔探仪现场修复损伤:现场修复损伤需拆卸发动机现场维修清洁发动机中碳库清洁碎片节省量时间成非常五现场损检测:该方法采激光扫描通透镜中捕获红外图序列利红外热成仪进行分析快速获试验结果


    8 结 语

    通篇文飞机发动机孔探技术更认识相关意义更深理解深刻理解飞机发动机进行孔探工作保障飞机飞行安全重部分未事飞机维修工作会勇承担份责
    篇文首先解释涡轮风扇发动机基工作原理研究孔探技术发动机部损伤检测中应发现孔探技术非常趣效探测情况赖工作员验时素延误飞行甚飞机飞行安全风险调查技术发展中仅必须发展工作员技术力必须提高孔探设备技术力孔探设备设计员应提高抽样设备动化程度便仅根孔探工作员验进行伤害评估通抽样进行诊断直接确定伤害情况进行机交互检查成提高试验结果性工具确保飞机安全飞行现科技飞速发展速度充分相信孔探技术孔探设备智化远
    参考文献

    [1] 赵洪利:现代民航空燃气涡轮发动机[M]中国民航出版社2010版第10页
    [2] 董务江郭胡诚:航空发动机窥检测技术损检测[J]损检测2013年第35期第72页
    [3] 陈裕芹:航空发动机常见孔探检测路径研究[J]学术研讨2013年第10期第66页
    [4] CFMITRAINING MANUAL CFM567B BASIC ENGINE[Z]第30290页
    [5] 张青元:直径视频孔探设备民航空发动机应案例[J]航空维修工程2013年第4期第84页
    [6] 国防科技工业编审委员会:目视检查[M]机械工业出版社2006年版第10页
    [7] 南航机务工程部B737NG系列飞机CFM567B发动机孔探检查APS[R] 南航机务工程部2018年第7章151页
    [8] GAMECO培训中心 CFM7B航线维护复训[R]GAMECO培训中心2018第7期第421页
    [9] 南航机务工程部 B737NG系列飞机CFM567B发动机孔探检查报告[R] 南航机务工程部2019年第3章125页
    [10] 空中客车公司A321neo系列飞机PW1100发动机AMM手册[M]空中客车公司2019年第72章186页
    [11] 民航局航空安全办安全信息民航局安全信息处2018年第60页
    [12] 波音公司B737NG系列飞机CFM567B发动机AMM手册[M]波音公司2018年第72章166页







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    物流应用技术——条形码

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    文档贡献者

    爱***享

    贡献于2021-08-26

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