RB211-535E4發(fā)動機高壓渦輪導向葉片孔探檢查

田春華

摘要：介紹了RB211-535E4發(fā)動機高壓渦輪導向葉片凸面缺陷孔探檢查的情況，總結(jié)了檢查經(jīng)驗，并對缺陷進行評估與分析，為該型發(fā)動機的安全運營提供參考。

關(guān)鍵詞：RB211-535E4；孔探；導向葉片；缺陷評估；檢查規(guī)范

Keywords： RB211-535E4；bore-scope inspection；nozzle guide vanes；defect evaluation；inspection standard

1 高壓渦輪導向葉片

RB211-535E4發(fā)動機安裝于我司的波音757-200F機型，該型發(fā)動機的高壓渦輪導向葉片（HPTNGV）由23組共計46個葉片組成，如圖1所示，兩個導向葉片為一組，導向葉片之前形成氣流通道，每個葉片沿軸向、徑向均設(shè)計成曲線狀，目的是使燃氣流經(jīng)過導向葉片后增加壓力與速度，沖擊高壓渦輪轉(zhuǎn)子使之高速旋轉(zhuǎn)，提高渦輪做功效率。

起飛階段RB211-535E4發(fā)動機的EGT顯示溫度臨近800℃（1472℉），燃燒室的溫度大約在900℃～1100℃之間，HPTNGV處于高溫高速燃氣流產(chǎn)生的氣動載荷狀態(tài)，承受著高溫高壓氣流溫度場產(chǎn)生的熱應力，若出現(xiàn)燃燒室出口溫度場分布不均勻、葉片內(nèi)部冷卻氣路不通暢、葉片表面冷卻不足、葉片表面冷卻氣孔堵塞等任何異常情況，HPTNGV容易發(fā)生缺陷。日常航線維護中利用孔探方法對HPTNGV進行檢查，但不是所有的缺陷或損傷都能夠被檢查出來，特別是葉片根部或內(nèi)部的缺陷。

2 導向葉片凸面缺陷情況

波音AMM72-00-00/601手冊提供了RB211-535E4發(fā)動機HPTNGV的葉型面、前后緣、內(nèi)外平臺等檢查標準，但在手冊概述中卻明確說明通常不必要檢查HPNGV的凸面，檢查高壓渦輪葉片時可以看到部分導向葉片凸面，如果發(fā)現(xiàn)損傷可按照給定的限制標準進行評估。

根據(jù)波音757-200飛機維修計劃大綱（MPD），HPTNGV的初始檢查間隔為5000飛行小時，每1500飛行小時或1500飛行循環(huán)重復檢查。然而，我公司在一次孔探檢查中發(fā)現(xiàn)導向葉片凸面有缺陷，公司工程技術(shù)部門結(jié)合發(fā)動機運行狀況修訂了維修方案，縮短了檢查間隔，首檢間隔調(diào)整為3000飛行小時，重復檢查間隔調(diào)整為1000飛行小時或800飛行循環(huán)，并修訂了相應的維修工卡，增加了導向葉片凸面的檢查步驟與要求。

按照工卡對公司在翼發(fā)動機進行孔探檢查，發(fā)現(xiàn)多臺發(fā)動機導向葉片凸面出現(xiàn)燒蝕和裂紋，缺陷匯總見表1，部分缺陷如圖2所示。裂紋多數(shù)為徑向，有的徑向裂紋甚至翹起進入氣流通道的高度超出了AMM限制標準，但未超出廠家技術(shù)偏離的標準范圍。為此，對于損傷較大且需重復檢查的缺陷編制了工程指令（EO）進行重點監(jiān)控，直至發(fā)動機下發(fā)修理為止。

3 缺陷標準

AMM手冊中相應的缺陷標準如表2所示。

針對HPTNGV葉片凸面缺陷超出AMM手冊標準這一情況，咨詢發(fā)動機生產(chǎn)廠家（OEM），明確了相關(guān)技術(shù)偏離文件（TVD）標準如下：

1）按照50飛行循環(huán)或150飛行小時間隔先到為準進行三次檢查，裂紋長度不超過70mm（2.756in）且材料翹起進入氣流通道不超過1.5mm（0.059in）的，可以接受；

2）如果三次檢查都符合要求，每次A檢進行重復檢查，裂紋長度不超過70mm（2.756in）且材料翹起進入氣流通道不超過1.5mm（0.059in）的，可以接受；

3）如果裂紋長度大于70mm（2.756in）或在任何時候檢查材料翹起進入氣流通道都超過1.5mm（0.059in）的，在50飛行小時內(nèi)執(zhí)行換發(fā)。

4 缺陷評估

孔探檢查發(fā)現(xiàn)缺陷后，可按照圖3所示流程進行評估，對未超出手冊標準的缺陷應持續(xù)監(jiān)控；超出手冊標準的，孔探工程師可申請發(fā)動機工程師評估。發(fā)動機工程師復核評估缺陷仍超標，損傷嚴重且影響飛機適航與安全運行的，通常會安排下發(fā)修理。若缺陷超標，面臨停場立即下發(fā)修理，發(fā)動機工程師應申請發(fā)動機制造廠家評估。經(jīng)發(fā)動機制造廠家評估還可接受的，可申請廠家下發(fā)技術(shù)偏離文件（TVD），后續(xù)按照 TVD檢查間隔與管控措施執(zhí)行。若發(fā)現(xiàn)缺陷擴展超過TVD要求，則應立即執(zhí)行下發(fā)修理。

5 總結(jié)與展望

5.1檢查規(guī)范

孔探檢查工作從任務(wù)下發(fā)到工作結(jié)束，涵蓋多個環(huán)節(jié)，存在多種風險，各項檢查工作應規(guī)范實施（見圖4）。

評估環(huán)節(jié)：充分評估人力、停場時間與環(huán)境條件。人員資質(zhì)與數(shù)量符合要求，停場時間滿足工作整體完成時間，工作環(huán)境不影響工作開展。

準備環(huán)節(jié)：工作前準備好維護手冊與工作單卡，查閱發(fā)動機上一次的孔探報告，提前熟悉手冊工卡并了解發(fā)動機狀態(tài)或缺陷狀況，按照手冊執(zhí)行與復核飛機、發(fā)動機的相應安全限動。

孔探實施：按照AMM手冊或工作單卡的施工步驟進行操作檢查，檢查過程中落實復核機制，預防漏檢缺陷。

收尾環(huán)節(jié)：按照AMM手冊選擇合適的工具進行拆裝，按力矩要求對孔探堵頭、螺釘?shù)冗M行恢復安裝，預防發(fā)生工具損壞或堵頭斷裂情況；對現(xiàn)場使用的工具設(shè)備進行清點，預防工具遺失；解除相應安全限動，將飛機恢復至正常狀態(tài)。

差錯風險：做好拆卸的孔探堵頭、保護蓋、螺釘?shù)炔考恢玫恼_標記，各部件應有序擺放，預防造成維修差錯。

疲勞風險：長時間持續(xù)工作，人眼緊盯設(shè)備屏幕，容易引發(fā)身體與視覺疲勞，工作現(xiàn)場應適度休息、緩解疲勞。

安全風險：現(xiàn)場一旦發(fā)生異常應立即停止檢查，在未排除風險與隱患前不應繼續(xù)檢查。

5.2 經(jīng)驗分享

1）設(shè)備選擇：按照波音AMM手冊、廠家手冊的推薦，采用光學硬管或柔性纖維鏡進行孔探檢查，然而實際孔探過程中，為準確判斷缺陷與測量，需要不停變換物鏡與葉片的距離、角度及光亮度等，采用廠家手冊推薦的設(shè)備很難實現(xiàn)。對于發(fā)動機HPTNGV的整圈葉片凸面的穿饒檢查，優(yōu)先選擇觀察與測量為一體的視頻內(nèi)窺鏡孔探設(shè)備，探頭軟管優(yōu)先選用直徑約6mm、長度大于3m、大角度（120°）直視或側(cè)視鏡頭。若探頭軟管直徑過小，會被卡滯在HPTNGV與HPT轉(zhuǎn)子之間的間隙而造成損傷。

2）缺陷檢測：不僅要找出缺陷還要找對缺陷，如果多個葉片有同類缺陷，還需要仔細比對上一次的檢查結(jié)果，精準判斷是否為同一個缺陷；要保證測量的精準度，毫米之差就會出現(xiàn)不一樣的評估結(jié)果。

3）缺陷評判：AMM手冊標準是靜態(tài)的，不是所有缺陷在AMM手冊中都能找到標準，為了保證缺陷評估的準確性，實際工作中還應善于缺陷分析，判斷缺陷擴展的風險后果。發(fā)現(xiàn)缺陷后，應與發(fā)動機工程師充分溝通與交流，綜合發(fā)動機制造廠家評估結(jié)果，以保證相應缺陷得以有效監(jiān)控與管理。

5.3 工作展望

1）孔探檢查類似人身健康檢查，看似是一個簡單的工作范疇，既需要技術(shù)，更需要責任。每一次檢查都應懷著找缺陷的想法仔細進行，不放過任何可疑之處，細心觀察。

2）對于運行時間較長的發(fā)動機，同一臺發(fā)動機可能存在多種缺陷，每一次的檢查都應認真執(zhí)行，按照規(guī)范實施流程認真進行有效檢查。對待每一個缺陷都應準確判斷，按照缺陷評估流程進行精準評估。

3）孔探人員應具備過硬的操作技能，擔當?shù)呢熑沃?，?yōu)良的維護作風，將“四個意識”銘記于心，將“五個到位”踐之于行，以保證航空器安全運行。