航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的檢測技術(shù)

羅文東 陳小麗 馬強(qiáng)春

摘? ?要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)被譽(yù)為工業(yè)皇冠上的明珠，其重要性不言而喻。而對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來說發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片是非常重要的熱端部位零件，其主要的功能是進(jìn)行一定功能的轉(zhuǎn)化，將其產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為需要的機(jī)械動(dòng)能。但是渦輪的研制是極其不易的，需要投入大量的人力、物力、財(cái)力。隨著新一代發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和投入使用，對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片制造來說也會(huì)投入新的制造工藝和產(chǎn)生新的材料，這樣就會(huì)導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片制造成本相應(yīng)的增加。為了減少相應(yīng)的成本，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片應(yīng)該減少更換的次數(shù)，通過對(duì)渦輪葉片的檢測來進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，增加葉片的使用壽命，讓葉片在安全的環(huán)境下進(jìn)行工作，減少維修成本。本篇文章中主要從多個(gè)方面對(duì)關(guān)于渦輪葉片的安全檢測方法進(jìn)行科學(xué)的論述，并且進(jìn)行了深一步的檢測方法探究。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)? 渦輪葉片? 檢測

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片主要有兩部分組成，分別是進(jìn)行動(dòng)力工作的工作葉片和進(jìn)行方向指引的導(dǎo)向葉片，這兩部分設(shè)計(jì)的好壞至關(guān)重要，能夠在一定的程度上提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，更有利于航空器的飛行。對(duì)于渦輪葉片來說，因?yàn)槠淇萍己扛?，制造困難，我國在這方面的研究與國外有著一定的差距。渦輪燃燒溫度隨著科技的發(fā)展在逐漸地提高，但是對(duì)于我國來說，由于科技方面存在著一定的短板，我國在渦輪增壓方面并沒有提高太高的溫度。而在國外渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展過程中，其渦輪前的燃燒的溫度有的已經(jīng)達(dá)到了1700K以上溫度。就目前我國的渦輪葉片維修現(xiàn)狀來看，若要進(jìn)一步提升對(duì)渦輪葉片研制修理能力，必須要重視對(duì)渦輪葉片基本檢測技術(shù)的研究。渦輪葉片的工作環(huán)境惡劣，常在高溫高壓下工作，其工作環(huán)境又具有一定的腐蝕性，并且在其工作中又承受很大的緩沖力與拉應(yīng)力，極易發(fā)生蠕變、斷裂等。在目前的渦輪葉片維修研究中，主要解決的是渦輪葉片的檢測以及故障的維修。

對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片檢測技術(shù)研究主要有以下幾個(gè)方面。

1? 航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的清洗處理

航空發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，航空燃料會(huì)進(jìn)行劇烈的燃燒。在燃燒過后會(huì)有大量的燃料的廢物，也就是說有大量的燃燒沉積物，這一部分的沉積物在高溫的環(huán)境下會(huì)發(fā)生一定的氧化作用，其對(duì)基體有一定的腐蝕作用，這些沉積物在葉片的表面覆蓋，并且雜質(zhì)又覆蓋在沉積物表面，在雜質(zhì)的覆蓋下葉片的厚度增加，葉片厚度的增加不利于對(duì)葉片進(jìn)行安全性能的檢測。并且渦輪葉片在厚度增加的情況下可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率降低。因此對(duì)于航空器的渦輪葉片，在進(jìn)行檢測的時(shí)候要先進(jìn)行一定的清理操作。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片在工作中產(chǎn)生的雜質(zhì)，也就是積碳，其形成的時(shí)候經(jīng)過了高溫高壓的特殊的環(huán)境，導(dǎo)致雜質(zhì)的質(zhì)地比較堅(jiān)硬，并且使得其與葉片結(jié)合非常良好。因此，當(dāng)前的科學(xué)界正在進(jìn)行一些關(guān)于高效清洗劑的研究，在近幾年的研究中有了一定的成果。如美國在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)明的無毒清洗技術(shù)，在該清洗技術(shù)中，運(yùn)用的原理是通過堿性的物質(zhì)來代替原來的氯氟烴溶劑，這樣的清洗方式在實(shí)際中的清理的效果也是非常明顯，并且這種清洗的技術(shù)對(duì)于一些頑固的粘著物有著一定的作用。我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片清洗也在進(jìn)行著一定的技術(shù)引進(jìn)與革新。我國的西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司就將引入的技術(shù)進(jìn)行一定的革新，新技術(shù)在渦輪葉片的清洗方面成效非常顯著。

2? 發(fā)動(dòng)機(jī)孔探檢測

航空發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)渦輪的機(jī)匣上都留有進(jìn)行內(nèi)部探視孔，這些孔的作用非常巨大。維修人員可以通過孔進(jìn)行不同部位的檢測，可以直觀地觀測到發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片出現(xiàn)的各種情況，如出現(xiàn)破碎、腐蝕等，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題并且進(jìn)行維修，讓葉片在安全的情況下進(jìn)行工作，避免出現(xiàn)不必要的麻煩。發(fā)動(dòng)機(jī)上的不同部位的孔也有著不同方面的作用。對(duì)于葉片頂端部位來說，其主要的作用是進(jìn)行硫化程度的檢測和相應(yīng)的磨損情況的觀察;對(duì)于其葉身部位來說，利用孔可以觀測到熱障涂層的破損以及腐蝕的基本情況;對(duì)于葉片根部來說，則需要通過孔對(duì)葉根進(jìn)行重點(diǎn)的檢查，因?yàn)槿~片的根部存在著巨大的壓力，根部是非常容易發(fā)生損傷的一個(gè)部位，利用孔探孔進(jìn)行觀測，能夠很快地發(fā)現(xiàn)問題并且能夠及時(shí)地進(jìn)行修復(fù)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)維修中，隨著一系列問題的出現(xiàn)，新技術(shù)也逐漸地應(yīng)用到了航空公司的發(fā)動(dòng)機(jī)檢修之中。在融入實(shí)際維修情況過程中，為了更好地適應(yīng)應(yīng)用需求，孔探的技術(shù)在進(jìn)行著一定的革新，從原來的利用光學(xué)棱鏡進(jìn)行觀察發(fā)展成利用光纖鏡進(jìn)行觀察，隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)在采用更加高級(jí)的電子顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行觀察，在這種新技術(shù)的觀察下能夠更快更清晰地進(jìn)行觀察操作，這能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測效率，讓飛機(jī)的飛行更加有保障。

3? 精準(zhǔn)測量葉片

為了保障飛機(jī)飛行的安全，都會(huì)重點(diǎn)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的檢修，發(fā)現(xiàn)問題并且及時(shí)地解決問題，在這時(shí)候就需要對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片進(jìn)行精準(zhǔn)的測量。

傳統(tǒng)對(duì)葉片的測量，由于測量的技術(shù)手段落后，在進(jìn)行測量的時(shí)候通常是利用比較傳統(tǒng)的卡尺角規(guī)等進(jìn)行測量，這樣的檢測技術(shù)是進(jìn)行人工操作，就會(huì)導(dǎo)致檢測的效率低并且誤差大。隨著科技的發(fā)展，人們開始利用坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）進(jìn)行渦輪葉片尺寸的測量。如，在歐洲的航空公司運(yùn)用TPSCAN軟件系統(tǒng)進(jìn)行測量，隨著不斷地研究深入，美國研發(fā)了坐標(biāo)測量系統(tǒng)（CMMS） 進(jìn)行測量，這樣的技術(shù)具有許多的優(yōu)點(diǎn)，檢測的手段非常的智能，并且測量結(jié)果非常的精準(zhǔn)。這樣的精準(zhǔn)的檢測能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)的解決問題，保障航空器正常的飛行。

4? 渦輪葉片無損檢測

對(duì)于航空器的渦輪葉片來說，其進(jìn)行無損檢測的主要的目的是為了進(jìn)一步的檢測葉片的完整性，現(xiàn)在對(duì)渦輪葉片進(jìn)行無損檢測的主要的手段為超聲波和CT技術(shù)。在美國的無損檢測的方面主要是要運(yùn)用超聲設(shè)備進(jìn)行一定的檢測，檢測的效果良好。而對(duì)于CT檢測技術(shù)來說，主要在于檢測渦輪葉片的裂紋和相應(yīng)的厚度，在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)候，其顯示的結(jié)果為采集的信號(hào)源，信號(hào)源將完整的內(nèi)部圖片展示在人們面前，這樣檢測檢修的效率就得到了大大的提升。

從檢測技術(shù)與手段來看，當(dāng)前的超聲波技術(shù)與CT技術(shù)是最先進(jìn)的手段，運(yùn)用這兩種檢測方式進(jìn)行渦輪葉片的檢測，其檢測出來的結(jié)果是比較的準(zhǔn)確的。并且這兩種檢測方法自動(dòng)化程度高，這對(duì)于渦輪葉片的檢測與檢修十分重要。

5? 結(jié)語

總而言之，在上述的論述中可以看到，正是由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步才會(huì)進(jìn)一步的引導(dǎo)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片性能的提高，但是我們都應(yīng)該了解到，發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片性能越高，就越需要性能更優(yōu)的材料，其制作的成本就會(huì)提高，制作的工藝就會(huì)越復(fù)雜，所以說，為了減少相應(yīng)的成本，對(duì)于渦輪葉片的檢測就顯得更為的重要。目前我國的渦輪檢測技術(shù)來，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用孔探檢測技術(shù)，但是在更加精準(zhǔn)的測量檢測方面其技術(shù)是不完善的，所以說，這樣就對(duì)我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片檢測技術(shù)提出了更高的要求。所以，綜合調(diào)查和文章分析討論，我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片檢測技術(shù)前景是十分廣闊。

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