航空发动机高压压气机叶片损伤检查

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1、实践经验航空发动机高压压气机叶片损伤检查崔宗辉１，苏金波１，郑攀忠２（１．山东太古飞机工程有限公司，济南２５０１０７；２．ＧＥ检测控制技术，上海２０１２０３）摘要：压气机叶片是航空发动机中的重要零件，在高温、高压、振动以及巨大的离心力等恶劣的工作环境下，易产生腐蚀、疲劳裂纹甚至断裂等故障。如果不能及时发现这些损伤，会造成发动机空中停车，危及飞行安全。介绍了超声波检查ＨＰＣ４级叶片榫头的方法，是一种能有效杜绝安全隐患的方法。关键词：超声波检测；叶片；裂纹；缺陷评估中图分类号：ＴＧ１１５．２８文献标志码：Ｂ文章编号：１０００６６５６（２０１２）０４００７８０３犇犪犿犪

2、犵犲犐狀狊狆犲犮狋犻狅狀犳狅狉犎犻犵犺犘狉犲狊狊狌狉犲犆狅犿狆狉犲狊狊狅狉犅犾犪犱犲狅犳犃犲狉狅犈狀犵犻狀犲犫狔犝犾狋狉犪狊狅狀犻犮犜犲狊狋犻狀犵犆犝犐犣狅狀犵犎狌犻１，犛犝犑犻狀犅狅１，犣犎犈犖犌犘犪狀犣犺狅狀犵２（１．Ｔａｉｋｏｏ（Ｓｈａｎｄｏｎｇ）ＡｉｒｃｒａｆｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏＬｔｄ，Ｊｉｎａｎ２５０１０７，Ｃｈｉｎａ；２．ＧＥＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２０３，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｖａｎｅｓａｒｅｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｓｏｆｔｈｅａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ．Ｅｒｏｓｉｏｎ，

3、ｆａｔｉｇｕｅｃｒａｃｋｉｎｇａｎｄｅｖｅｎｆｒａｃｔｕｒｅｍｉｇｈｔｂｅｆｏｕｎｄｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｖａｎｅｓｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ．Ｉｆｂｅｉｎｇｎｏｔｄｅｔｅｃｔｅｄａｄｅｑｕａｔｅｌｙ，ｔｈｅｄａｍａｇｅｃｏｕｌｄｌｅａｄｔｏｉｎｆｌｉｇｈｔｓｈｕｔｄｏｗｎａｎｄａｆｆｅｃｔｔｈｅｆｌｉｇｈｔｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔ．ＴｈｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆＨＰＣｓｔａｇｅ４ｂｌａｄｅｒｏｏｔｓｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙｈａｚａｒｄｅｖｅｎｔ

4、ｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇ；Ｂｌａｄｅｓ；Ｃｒａｃｋｓ；ＤｅｆｅｃｔａｎａｌｙｓｉｓＶ２５００发动机是ＩＡＥ公司研制的轴流式、双转就发生了一起由该故障引起的发动机空中停车。为子、高涵道比涡轮风扇发动机，它有Ａ５／Ｄ５两大系预防故障的发生，ＩＡＥ发布服务通告ＳＢ７２０２９５，要列，该发动机被广泛应用于Ａ３２１，Ａ３２０，Ａ３１９和求运营商对该型号发动机４级ＨＰＣ叶片进行在役ＭＤ９０等中型民用飞机上。由于设计原因，其４级无损检测。高压压气机叶片在服役过程中出现了一些问题（图１检测系统１）。根据ＩＡＥ资料，在故障叶片后缘根部的榫头区域发执行ＳＢ

5、７２０２９５通告时，需要借助孔探仪来观现裂纹，在交变负荷作用下，叶片后缘察叶片位置，通过ＩＡＥ提供的专用超声波工具包进裂纹会迅速扩展，造成叶片行检查。如图２和３所示，该工具包由三部分组成，断裂并引起发动机中断起飞即ＧＥＵＳＮ５２超声波探伤仪、超声波探头驱动凸轮叶片平台或空中停车。２００５年，国内某航空公司一架Ａ３２０飞机裂纹多发区域收稿日期：２０１１１２０９图１叶片形貌作者简介：崔宗辉（１９７４－），男，工程师，无损检测室主任。多年从事波音７３７系列、空客Ａ３１９／３２０系列、庞巴迪ＣＲＪ２００／７００、ＳＡＡＢ３４０等民用飞机的无损检测工作，具有ＣＡＡＣ无损检

6、测五大常规方法二级资格和ＣＡＡＣ涡流检测三级资格。图２超声波探头驱动凸轮７８２０１２年第３４卷第４期崔宗辉等：航空发动机高压压气机叶片损伤检查紧叶片平台。调整仪器相关参数，如ＲＡＮＧＥ（声程）、ＤＥＬＡＹ（延迟）、ＧＡＩＮ（增益）等，使叶片根部回波信号位于８０％水平位置并不低于１００％波高（图６）。图３ＧＥＵＳＮ５２超声波探伤仪和校验平台。如图４所示，超声波探头被固定在操纵臂上，探头导线和耦合剂导管均安装在臂管内，操作凸轮手柄，操纵臂可弯曲伸展，图４为凸轮非工作位。图６无缺陷叶片波形图超声探头（３）转动凸轮手柄到非工作位，将缺陷叶片推至工作位并锁紧。重复步骤（２）将缺陷

7、回波调至凸轮（用于探头收放）６５％水平位置、１００％波高，在６１～７０％间设置报警安装座闸门，门限４０％高（图７）。图４操纵臂图５为校验平台工作图，探头驱动凸轮固定在校验平台并处于工作位。收缩后的操纵臂在钢制活动结的作用下，弯成特殊形状和角度，此时探头刚好贴覆于４级ＨＰＣ叶片叶盆一侧平台。校验平台图７缺陷叶片波形图上，分别装有无缺陷和缺陷叶片，在凸轮非工作位下２．２检查程序（操纵臂伸展），松开黑色手柄，可调整叶片位置，用（１）工作准备依据发动机相关手册，通过接以校验仪器。近孔安装孔探探头。如图８所示，探头通过接近口进入３级ＶＳＶ叶片间，注