航空發動機孔探檢查過程的風險管理

魏興

摘要：對發動機孔探檢查工作中存在的風險事件進行識別，通過實例加以分析，給出緩解風險的措施以及工作體系構建、流程優化、人員能力培養等方面的建議，以供同行參考。

關鍵詞：發動機;孔探檢查;風險管理;危險源;應對措施

0 引言

發動機試驗過程中的孔探檢查是通過工業內窺鏡（孔探儀）對發動機內部結構進行檢查，為研制過程提供狀態變化信息積累，能及時發現發動機的內部結構損傷，持續跟蹤損傷的擴展，是降低發動機試驗過程發生損傷造成重大影響的有效措施。

隨著國家戰略的實施以及重大專項的成立，國內某航空發動機研究所研制任務不斷擴展，試驗過程中的發動機裝配、分解及試車任務的增加使得常規發動機孔探檢查工作任務不斷增多。研制人員對試驗過程中發動機零部件故障或故障排除措施尤為關注，監控檢查故障發生點的需求對發動機孔探檢查技術提出了更高的要求，使發動機孔探檢查工作逐漸成為了被關注的重要工作點。

新研型號對孔探檢查及其歷史故障監控提出了新的要求，但研究所目前設備資源配備卻不足，這在一定程度上增加了孔探檢查工作的風險。孔探檢查工作現狀與發動機研制需求之間的矛盾逐漸突出，如果處理不當，可能導致嚴重的后果和巨大的經濟損失。為適應發動機研制的需求，本文以國內某航空發動機研究所孔探檢查工作為例，通過風險管理的模式，查找孔探檢查過程中的危險源，對發動機孔探檢查工作中存在的風險事件進行識別，并給出緩解風險的措施以及工作體系構建、流程優化、人員能力培養等方面的建議。

1 風險管理策略

按照風險管理策略，將對存在的風險因素進行合理分類和管理、制定積極應對措施、降低風險發生的可能和影響程度設定為風險管理目標;依據本單位的實際工作情況以及相關工作標準，制定適宜的風險評估準則;將風險發生的可能性判據分為一般情況不會發生、極少情況下發生、某些情況下發生、較多情況下發生、常常發生等五個等級;從是否會對技術性能產生何種影響、是否延誤進度、增加的成本是否超出預算的百分比等級三個方面對風險后果的嚴重性進行判定;采用風險矩陣將風險等級確定為高（G）、中（Z）、低（D）三個等級。

2 識別風險源

根據發動機孔探檢查工作流程，對孔探檢查主要工作進行風險識別，流程圖見圖1。按照流程，從人員、設備、環境、管理四個方面找出風險源，并結合風險管理策略，對風險事件發生的可能性等級和影響程度進行評估，如表1所示。

3 風險源導致問題案例

通過在日常工作中的問題收集，列舉以下幾個在孔探工作中曾發生的典型問題案例，以更好地說明風險源帶來的危害，以及識別風險源并采取應對措施的重要性。

3.1 探頭卡滯在發動機內

燃燒室單元體多為短環形結構，由機匣、火焰筒等結構組成，其中在火焰筒內外壁前后段設有主燃孔和摻混孔（見圖3），使火焰筒頭部形成用來穩定燃燒的渦流以及調節燃燒室出口溫度場。檢查燃燒室火焰筒外壁時，曾發生過探頭卡滯問題，正是由于孔探儀軟軸進入了外壁的摻混孔內。

因此，檢查燃燒室火焰筒等區域時存在兩個危險源，一是由于火焰筒溫度降低很慢，燃燒室內的余溫使設備遭遇高溫損壞;二是軟軸卡在摻混孔（約φ8）內，由于軟軸本身的特點以及火焰筒結構，探頭非常不易拿出，有可能卡死在孔內，很容易造成發動機下臺事故。即使探頭從燃燒室內取出，軟軸的導向關節以及外部包裹的絲線也會受到損傷，孔探設備需及時維修，否則可能延誤試驗任務進程。

3.2 鏡頭掉落至發動機內

分流環主要由6塊扇形塊組成，孔探檢查的是分流環內外涵沿周向分布的焊點部位（見圖4）。由于此類靜子部件無法轉動，因而檢查時只能將孔探軟軸從起始點送入并沿著部件內壁延伸至中介機匣半周處，且此操作至少重復2遍才能檢查完全整周的全部焊點。操作較為繁瑣，需要具有一定操作技能和經驗的人員完成。因此，檢查中介機匣分流環焊點時容易產生軟軸卡滯及探頭磨損。

3.3 探頭與葉片碰撞、打傷

檢查高壓壓氣機、渦輪轉子葉片時，通常由兩至三人共同進行，其中一個重要工作就是通過附件機匣對高壓轉子進行搖轉。目前采用手工搖轉方式，即操作人員通過專用工具與棘輪扳手配合完成搖轉操作。但是存在手工用力速度不均勻、轉動過程中不能緊急制動、操作空間狹窄等問題，而且搖轉持續時間長，容易造成人員疲勞和操作失誤。而且在檢查過程中需要頻繁變換高壓轉子轉動狀態，包括變換轉動速度、轉動方向、啟停狀態，這種頻繁變換需孔探儀操作人員和搖轉人員相互配合，因現場吵雜等原因造成溝通不暢，曾發生反復無效操作或打傷孔探儀探頭等問題。

4 風險應對措施

按照上述風險等級由Z～D排序，針對風險事件采取規避措施。

4.1 孔探儀鏡頭掉落發動機內事件應對措施

該事件主要原因是孔探儀螺紋失效或工作中螺紋松動。

應對措施：更換鏡頭時，進行二次擰緊確認，探頭送入檢查部位前應確認鏡頭處于擰緊狀態;對檢查人員進行培訓，養成工作習慣;工作中盡量減少孔探儀探頭在發動機流道內與機件的接觸;配備抓取機械手，練習機械手的使用。

4.2 孔探儀探頭與葉片碰撞事件應對措施

該事件主要原因是檢查時鏡頭位置過于靠近旋轉的葉片，或者是檢查過程中搖轉人員的誤操作。

應對措施：孔探檢查旋轉件時，影像內應可見靜子邊緣;進行檢查時，搖轉人員應聽從孔探儀操作人員指令;采用電動搖轉裝置。

4.3 影像信息判斷錯誤事件應對措施

該事件主要原因是人員經驗和能力不夠。

應對措施：對人員進行培訓，提升影像判斷能力;采用雙人檢查的操作方式;對于難以判斷的或不易識別的圖像應及時與設計人員進行溝通。

4.4 孔探堵蓋安裝座損壞事件應對措施

該事件主要原因，一是在拆卸過程中過度施力，二是在安裝、拆卸孔探堵蓋和安裝座時相對壓力過大造成了磨損。

應對措施：對操作人員進行培訓，堵蓋拆卸過程控制施加力;安裝過程中減少快卸堵蓋與安裝座之間壓力;按規程要求涂抹螺栓高溫防燒劑。

4.5 孔探儀探頭卡滯事件應對措施

該事件主要原因是探頭與發動機內部結構發生纏繞。

應對措施：孔探檢查過程中應避免探頭在發動機復雜型腔內游走;隨時觀察探頭所處位置，發現接近易纏繞區域應及時避讓;對操作人員進行培訓和考核，提升人員技能;依據任務難度和人員評價考核結果選派操作人員。

4.6 孔探儀低溫無法工作事件應對措施

該事件主要原因是工作環境溫度過低。

應對措施：采用提前預熱的方式，提升機器自身溫度;制作保溫外套，避免設備溫度過低。

4.7 孔探堵蓋損壞、掉入外涵事件應對措施

該事件主要原因，一是由于堵蓋變形或與堵蓋安裝座粘接后拆卸過程施力過度;二是由于頻繁安裝拆卸造成堵蓋磨損。

應對措施：對操作人員進行培訓，堵蓋拆卸過程控制施加力;堵蓋安裝過程中減少快卸堵蓋與安裝座壓力;按規程要求涂抹螺栓高溫防燒劑。

4.8 任務未及時下達到操作者事件應對措施

該事件主要是由于本單位任務安排人員疏忽造成的。

應對措施：指定專人管理下達任務;制定任務落實清單。

4.9 調整的檢查技術要求未及時落實事件應對措施

該事件主要是由于人員疏忽造成的。

應對措施：要求型號主管及時掌握技術文件變化情況;文件發放人員應將相關要求統一集中存放;指定專人管理要求下達任務。

4.10 設備資源不足事件應對措施

申請增加設備;規范操作設備，避免設備損壞。

4.11 孔探儀高溫損壞事件應對措施

該事件主要是由于發動機停車后沒有冷卻足夠時間，發動機內環境過熱導致。

應對措施：嚴格執行熱端部件檢查要求，即按照規定時間（停車8小時）對發動機進行冷卻。

5 總結

實際工作中，為了使人員能力盡快滿足工作需要，成立了專門孔探團隊，對孔探檢查人員進行系統培訓。形成固定的培訓模式，即以必要的應知應會內容為基礎，遵循由通用到專用、由淺入深的原則，固定了系統的培訓模式和考核計劃，并實行累計實踐時數達到要求才能上崗的原則。為固化風險管理的有效措施，制定了孔探檢查工作管理細則，定期進行階段回顧，查找不足，制定整改措施。以型號為單元編制孔探檢查工藝規程，作為總綱指導性文件。以當次檢查任務為輸入，編制人員操作工藝卡片，指導現場檢查人員工作。通過上述過程實施，逐步形成了孔探檢查工作風險控制體系，風險事件應對措施的有效實施率達到100%，有效使風險事項發生率由5%（風險事件發生次數/孑L探檢查工作次數）下降到2%以下。

參考文獻

[1] GJB 5852-2006裝備研制風險分析要求[S].

[2] GJB/Z 171-2013武器裝備研制項目風險管理指南[S].

[3]范海青.發動機孑L探檢查過程中的風險管理[J]，航空維修與工程，2010-4.