淺析PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)孔探技術(shù)規(guī)范

劉偉

摘要：本文從孔探檢測的人員資質(zhì)、檢測設(shè)備、施工程序等方面介紹了孔探檢測技術(shù)的基本知識(shí)，并根據(jù)PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)列舉出其例行檢查部位的常見缺陷類型和判別方法，為孔探檢測人員提供了標(biāo)準(zhǔn)化的操作程序，對(duì)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)缺陷、提高工作效率、保證飛行安全具有重要的意義。

Abstract： This article introduces the basic knowledge of borescope inspect technology include personnel qualifications， inspection equipments and construction procedures，etc， and lists the common defect types and identification methods of regular inspection parts according to the structural characteristics of PW127J engine. It provides a standardized operating procedure for borescope inspect， which is of great significance to find defects accurately， improve work efficiency and ensure flight safety.

關(guān)鍵詞：PW127J發(fā)動(dòng)機(jī);孔探檢測;技術(shù)規(guī)范

Key words： PW127J engine;borescope inspect;technical specification

中圖分類號(hào)：V26 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）05-0133-03

1 ?孔探檢測施工程序

1.1 孔探檢測的準(zhǔn)備

孔探檢測是一項(xiàng)復(fù)雜、專業(yè)、精細(xì)的工作，需要對(duì)人員、設(shè)備、環(huán)境都做好充分的準(zhǔn)備。

1.1.1 孔探檢測人員

孔探檢測人員是孔探檢測工作中最重要的因素，檢測人員的能力和狀態(tài)直接影響到檢測的結(jié)果，所以進(jìn)行孔探檢測的人員應(yīng)具有足夠的專業(yè)知識(shí)、熟練的技能水平、豐富的經(jīng)驗(yàn)積累和強(qiáng)烈的責(zé)任心，同時(shí)檢測人員應(yīng)確認(rèn)自己的身體和心理狀況能夠滿足檢測工作的要求，嚴(yán)禁進(jìn)行超越自身能力的工作。

為了保證能夠順利完成孔探檢測，確保檢測人員、檢測對(duì)象和檢測設(shè)備的安全，在工作前應(yīng)認(rèn)真閱讀手冊(cè)工卡，熟悉檢測流程和判別檢測區(qū)域各種缺陷的方法，熟悉孔探設(shè)備的使用安全限制標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)應(yīng)該特別關(guān)注并嚴(yán)格遵守手冊(cè)中的“警告”、“注意”、“提示”的內(nèi)容。

1.1.2 孔探檢測設(shè)備

常用的孔探檢測設(shè)備有剛性鏡、纖維鏡和視頻鏡，應(yīng)按照檢測工藝的要求進(jìn)行選擇。剛性鏡使用方便、耐用性強(qiáng)，對(duì)被檢測對(duì)象的環(huán)境要求低，更適合檢查有燃油、滑油的部位。剛性鏡采用的是光學(xué)鏡，成像效果更真實(shí)，圖像顯示沒有滯后效應(yīng)，非常適合檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片等轉(zhuǎn)動(dòng)部件。但由于其堅(jiān)硬的不銹鋼外筒，使其只適用于不需要彎曲，接近孔為直通孔的檢測場合。纖維鏡的使用壽命短、清晰度比較差，并且容易損壞，成像效果和導(dǎo)向性能遠(yuǎn)不如視頻鏡。但是纖維鏡的直徑可以制造的非常細(xì)，適合用于對(duì)精度要求不高，檢查孔狹小的區(qū)域。視頻鏡使用靈活、成像清晰，借助不同的鏡頭可以實(shí)現(xiàn)測量、抓取、修理等多種功能，因此視頻鏡更適用于各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件或需要進(jìn)行測量、分析的探測項(xiàng)目。但視頻鏡價(jià)格昂貴、易損壞，對(duì)使用環(huán)境有較高的要求，因此在使用上有一定的局限性。

工作時(shí)應(yīng)根據(jù)探測項(xiàng)目的要求綜合考慮內(nèi)窺鏡的類型、探頭直徑、長度、焦距、成像質(zhì)量等技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)內(nèi)窺鏡使用的環(huán)境還應(yīng)考慮防水、防油、防腐蝕、耐磨等性能。對(duì)于復(fù)雜的工作可能會(huì)需要多種型號(hào)或鏡頭的內(nèi)窺鏡配合使用。在條件允許的情況下應(yīng)盡可能選擇直徑大的內(nèi)窺鏡。進(jìn)行內(nèi)窺鏡抓取或打磨項(xiàng)目時(shí)，需要先完成內(nèi)窺鏡與抓取或打磨工具的調(diào)試。檢查確認(rèn)檢測設(shè)備的狀態(tài)、儲(chǔ)存空間、電量以及其他所需耗材能夠滿足檢測工作的要求。

1.1.3 孔探檢測施工環(huán)境

大風(fēng)、降水、高溫、噪音等環(huán)境因素都可能對(duì)檢測施工造成不良影響，所以應(yīng)合理安排工作計(jì)劃，盡量把孔探檢測放在白天并且時(shí)間充裕的定檢時(shí)段進(jìn)行。若遭遇惡劣環(huán)境，可采取有效的安全防護(hù)措施以減小環(huán)境的影響。盡量安排兩個(gè)人一起合作完成孔探檢查以降低工作難度同時(shí)做到互檢。

1.2 現(xiàn)場檢測程序

檢測開始前首先確認(rèn)被檢查對(duì)象的溫度、構(gòu)型等狀態(tài)滿足檢查要求。應(yīng)使用專用測溫設(shè)備測量溫度，不能僅通過飛機(jī)儀表的讀數(shù)判斷溫度。一般需要低于60攝氏度，如果溫度過高可以通過自然冷卻或使用風(fēng)扇等散熱設(shè)備進(jìn)行降溫。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩、反推、襟翼、縫翼等可能影響檢測安全的部件進(jìn)行安全限動(dòng)，并懸掛相關(guān)警告標(biāo)牌，設(shè)立警示標(biāo)志。

檢查設(shè)備的電源符合要求，如果使用交流電時(shí)應(yīng)先連接設(shè)備的接地線，再連接電源插頭，以防止靜電損傷設(shè)備。檢測結(jié)束時(shí)應(yīng)先拔出交流電源插頭，再斷開接地線。設(shè)置孔探設(shè)備的檢測日期、標(biāo)題等系統(tǒng)信息，以方便后期處理檢測圖片。根據(jù)檢測要求選擇合適的鏡頭并安裝可靠。

應(yīng)采取緩慢輕柔的動(dòng)作將內(nèi)窺鏡插入檢測對(duì)象，使用柔和的推拉并結(jié)合調(diào)節(jié)內(nèi)窺鏡導(dǎo)向的方法使內(nèi)窺鏡接近檢測區(qū)域。在整個(gè)過程中檢測人員應(yīng)確?？梢詫?shí)時(shí)通過內(nèi)窺鏡顯示的圖像觀察到被檢測對(duì)象的內(nèi)部環(huán)境，在無監(jiān)控圖像的情況下不可盲目的將內(nèi)窺鏡插入檢測對(duì)象。如果檢測過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)窺鏡的成像質(zhì)量或檢測范圍無法達(dá)到手冊(cè)的要求，應(yīng)及時(shí)更換鏡頭或設(shè)備。按照手冊(cè)要求的方法和步驟進(jìn)行檢測，盡可能多的對(duì)檢測部位進(jìn)行拍照或者錄像，測量發(fā)現(xiàn)的缺陷，以便于缺陷的判斷和評(píng)估。檢測過程中需時(shí)刻關(guān)注內(nèi)窺鏡是否出現(xiàn)超溫的跡象，若出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，應(yīng)立刻停止檢測，將內(nèi)窺鏡安全退出。當(dāng)需要穿繞轉(zhuǎn)子葉片時(shí)，應(yīng)固定轉(zhuǎn)子以防止其轉(zhuǎn)動(dòng)損壞內(nèi)窺鏡。結(jié)束檢測時(shí)應(yīng)先松開內(nèi)窺鏡的導(dǎo)向鎖定，然后再慢慢退出內(nèi)窺鏡。按說明書的要求冷卻設(shè)備，關(guān)閉電源，清潔鏡頭裝回儲(chǔ)存箱。將被檢測對(duì)象恢復(fù)到初始狀態(tài)并完成相關(guān)功能測試。

完成檢測后應(yīng)按照手冊(cè)的要求對(duì)檢測發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行記錄和評(píng)估，并填寫相關(guān)技術(shù)文件。如果有要求還應(yīng)填寫檢測報(bào)告，檢測報(bào)告一般可包括檢測項(xiàng)目的名稱、檢測日期、檢測人員，檢測對(duì)象的名稱、件序號(hào)、使用狀態(tài)，缺陷的位置、類型、尺寸以及復(fù)查周期和使用限制。

1.3 孔探檢測注意事項(xiàng)

應(yīng)采用分區(qū)的形式檢查面積較大的區(qū)域，分區(qū)的寬度不能超過探頭的有效觀察范圍，相鄰的分區(qū)應(yīng)有大約10%的重疊。遇到疑似缺陷時(shí)可以通過改變鏡頭的類型、角度、光照強(qiáng)度和光源的色溫進(jìn)行確認(rèn)。

檢測過程中應(yīng)特別小心，可以使用導(dǎo)管、支架等工具幫助達(dá)到最佳檢測位置，并保持探頭與觀察點(diǎn)的位置相對(duì)穩(wěn)定。在推進(jìn)和退出探頭的過程中都應(yīng)輕柔緩慢，如果遇到明顯的阻力，不能用力推拉，避免損壞鏡頭。

2 ?PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)孔探檢測

2.1 PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)常見損傷

PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)是普惠公司推出的一款渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力部件主要由單級(jí)低壓葉輪、單級(jí)高壓葉輪、環(huán)形燃燒室、單級(jí)高壓渦輪、單級(jí)低壓渦輪、兩級(jí)動(dòng)力渦輪構(gòu)成。常見的損傷主要有：

彎折：葉片受到單方向的作用力而產(chǎn)生的外形或者輪廓的變化，通常是葉尖區(qū)域一塊材料的整體變形。

葉尖卷曲：由于葉尖摩擦機(jī)匣壁或者軟質(zhì)物體卡在葉尖與襯環(huán)之間而造成葉尖圓滑的彎曲。葉尖卷曲和彎折一般都出現(xiàn)在壓氣機(jī)葉片，區(qū)別在于彎折的變形面規(guī)則明顯，例如葉尖前緣一個(gè)葉角的整體變形，而卷曲的形變呈現(xiàn)不規(guī)則型。

燒蝕：通常是由于材料受到高于其所能承受的溫度而造成的快速氧化過程，在開始時(shí)一般表現(xiàn)為材料顏色的改變，逐漸惡化為材料的鼓包甚至脫落。

裂紋：由于材料在交變應(yīng)力或/及熱作用下發(fā)生的分離現(xiàn)象，裂紋在視覺上一般變現(xiàn)為鋸齒狀細(xì)長的黑線，有尖銳的端部，形狀不因光照的變化而改變。提高光照強(qiáng)度，裂紋仍為黑色并能觀察到深度和陰影的特征。裂紋是一種比較危險(xiǎn)的損傷，特別是交織裂紋，不斷擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致部件斷裂。

腐蝕：發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕形式主要是應(yīng)力腐蝕和熱腐蝕，在海洋大氣環(huán)境中還容易產(chǎn)生晶間腐蝕，受腐蝕的部件表面由于材料脫落會(huì)形成的淺坑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)露出基材。

凹坑：由圓鈍的外來物體的沖壓而造成材料表面平滑的凹陷，一般為U型。改變內(nèi)窺鏡的光照強(qiáng)度，凹坑的整個(gè)表面會(huì)明暗不均。由于凹坑底部圓滑應(yīng)力分散，所以損傷一般不會(huì)有進(jìn)一步的發(fā)展。

缺口：由尖銳的外來物體的沖壓造成的底部或邊角尖銳的表面凹陷，一般為V型。使用內(nèi)窺鏡觀察缺口時(shí)，其底部明亮，邊緣呈現(xiàn)黑色并且會(huì)隨光照強(qiáng)度的降低而變黑。由于缺口底部尖銳應(yīng)力集中，損傷可能會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)發(fā)現(xiàn)凹坑或缺口時(shí)，必須檢查其背面是否存在裂紋或者撕裂。

撕裂：由外力造成的材料斷裂離位，但未脫落。

刮痕：材料表面由尖銳物體造成的印跡。劃痕一般成直線狀，使用內(nèi)窺鏡觀察時(shí)充滿光澤，并且會(huì)隨光照強(qiáng)度的降低而變暗。

搭疊：通常是風(fēng)扇受到外來物的打擊造成葉片中部的減震凸臺(tái)錯(cuò)位后相互重疊，或者由于動(dòng)力渦輪葉片失去防扭轉(zhuǎn)能力而徑向位移過多造成動(dòng)力渦輪葉片的葉冠重疊。

材料/涂層缺失：部件材料或涂層脫落缺失。

沉積物：空氣中的灰塵、鹽分等污染物或者其他部件的材料在部件表面的積累覆蓋。壓氣機(jī)段多出現(xiàn)空氣污染物的沉積，燃燒室、渦輪多出現(xiàn)碳類物質(zhì)的沉積。

2.2 PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)例行孔探區(qū)域

PW127J發(fā)動(dòng)機(jī)的例行檢查部位主要有低壓葉輪、燃燒室組件、高壓渦輪導(dǎo)向器、高壓渦輪葉片。

2.2.1 低壓葉輪

PW27J發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓葉輪可以通過前進(jìn)氣機(jī)匣、后進(jìn)氣機(jī)匣和擴(kuò)壓管三種不同的方式進(jìn)行檢查（圖1）。在翼發(fā)動(dòng)機(jī)受限于狹長的進(jìn)氣道的影響，不利于進(jìn)行孔探操作。而擴(kuò)壓管排列緊密，螺栓拆裝困難，安裝不當(dāng)還有漏氣的風(fēng)險(xiǎn)。所以通過脫鹽清洗孔從后進(jìn)氣機(jī)匣檢查低壓葉輪最為便捷。需要注意的是孔探儀的內(nèi)窺鏡插入發(fā)動(dòng)機(jī)脫鹽清洗孔后應(yīng)盡量逆航向逆時(shí)針向上行進(jìn)，這樣可使鏡頭到達(dá)檢測區(qū)域后更容易進(jìn)入葉片之間的間隙檢查整個(gè)葉片。可使用軟質(zhì)端頭的長桿通過進(jìn)氣道轉(zhuǎn)動(dòng)低壓葉輪，轉(zhuǎn)動(dòng)前應(yīng)退回鏡頭，防止造成損傷。

低壓葉輪的主要損傷是葉片裂紋、腐蝕，以及由外力造成的彎折、葉尖卷曲、凹坑、缺口等。由于低壓葉輪直接與空氣中的水分等污物接觸，在葉片上可能會(huì)出現(xiàn)水漬或污物流線，其外形很像刮痕或者裂紋。區(qū)分的方法是流線在光照下不會(huì)像劃痕那樣有凹陷及明顯的明暗變化，提高光照強(qiáng)度時(shí)流線雖然會(huì)被照亮但不會(huì)出現(xiàn)裂紋特有的深度和陰影特征。

2.2.2 燃燒室組件

PW27J發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室是環(huán)形燃燒室，主要由內(nèi)襯筒、外襯筒和小出口導(dǎo)管組成。可以通過任意一個(gè)點(diǎn)火電嘴的安裝孔完成對(duì)這三個(gè)區(qū)域的檢查。在插入內(nèi)窺鏡前，必須確認(rèn)燃燒室的溫度低于60℃。由于燃燒室的空間比較大，應(yīng)進(jìn)行的分區(qū)域檢查，避免漏檢。在穿繞的過程中盡量不要進(jìn)入襯筒壁上的稀釋孔內(nèi)，以避免鏡頭卡阻。

燃燒室組件的工作溫度非常高，所以它的損傷多與熱效應(yīng)有關(guān)，主要是裂紋、碳沉積和燒蝕導(dǎo)致的材料/涂層缺失。在手冊(cè)要求范圍內(nèi)的以上損傷是可以接受的（圖2），但是應(yīng)根據(jù)損傷的類型、惡化速度和程度制定相應(yīng)的復(fù)檢計(jì)劃，以保證在損傷擴(kuò)大至原件必須報(bào)廢之前得到有效的修理。

燃燒室的內(nèi)、外襯筒可能會(huì)出現(xiàn)碳沉積和燒蝕，這與燒蝕區(qū)域附近的燃油噴嘴有很大的關(guān)系。若燃油噴嘴因?yàn)閲姽軆?nèi)的碳類物質(zhì)沉積而出現(xiàn)噴射形狀的性能下降，會(huì)導(dǎo)致燃油不正常的燃燒，使燃燒室局部溫度達(dá)到峰值，從而使此區(qū)域內(nèi)的襯筒壁上出現(xiàn)燒蝕。因此如果發(fā)現(xiàn)襯筒上出現(xiàn)明顯的碳沉積和燒蝕，應(yīng)及時(shí)附近的噴嘴進(jìn)行性能檢查。

2.2.3 高壓渦輪組件

PW27J發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪組件由一級(jí)高壓渦輪導(dǎo)向環(huán)和一級(jí)高壓渦輪葉片組成。可以通過在點(diǎn)火電嘴或燃油噴嘴安裝孔上安裝普惠提供的導(dǎo)向管快速到達(dá)被檢區(qū)域。由于燃油噴嘴拆裝程序相對(duì)復(fù)雜，不僅所需航材較多，還需要進(jìn)行燃油歧管氣密測試，因此可首選點(diǎn)火電嘴安裝孔作為檢查通道。由于導(dǎo)向管被設(shè)計(jì)成螺旋形，所以在安裝時(shí)應(yīng)柔和的將導(dǎo)向管旋入燃燒室，切忌在遇到卡阻時(shí)使用蠻力。為了方便全面檢查靜子葉片，可使用側(cè)向鏡頭或分別在發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)插入內(nèi)窺鏡從兩個(gè)方向更直觀的檢查靜子葉片。

高壓渦輪組件的常見損傷和燃燒室組件相似，多與熱效應(yīng)有關(guān)。主要是裂紋、腐蝕、燒蝕、材料/涂層缺失（圖3、圖4）。

在檢查高壓渦輪葉片時(shí)要注意區(qū)分生產(chǎn)制造時(shí)產(chǎn)生的凹坑和腐蝕造成鼓泡，生產(chǎn)制造時(shí)產(chǎn)生的凹坑直徑大約1/8in，通常會(huì)出現(xiàn)在葉盆中央弦距葉根平臺(tái)1/8in區(qū)域。這些凹坑是在制造葉片過程中，人工打磨多余材料時(shí)留下的，不影響葉片的性能和結(jié)構(gòu)完成性，在凹坑區(qū)域沉積的沉積物也會(huì)比較明顯。

3 ?總結(jié)

由于內(nèi)窺鏡的便利性和準(zhǔn)確性，孔探檢測在PW27J發(fā)動(dòng)機(jī)的航線維護(hù)中占有很重要的地位，而孔探檢測的結(jié)果很大程度上是由操作人員的技術(shù)素質(zhì)決定的，所以這就要求操作人員在日常工作中必須全面深入的學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備的使用和保養(yǎng)、檢測工藝和程序、損傷的鑒別評(píng)估等孔探檢測理論知識(shí)，并且不斷進(jìn)行實(shí)際操作練習(xí)，積累豐富的檢測經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)一定要有端正的工作態(tài)度，嚴(yán)格按照手冊(cè)程序的要求進(jìn)行施工，只要這樣才能完美發(fā)揮孔探檢測的作用，切實(shí)保障飛行安全。

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