淺談民航發動機高壓壓氣機葉片維修管理方法

馬興坤 張雄飛 馬超

摘要：民航發動機高壓壓氣機葉片在使用過程中容易受到損傷。本文圍繞發動機高壓壓氣機葉片常見損傷，從損傷發動機維修管理、發動機機隊管理和損傷預防等方面分析了發動機高壓壓氣機葉片的維修管理方法。

關鍵詞：民航發動機;高壓壓氣機葉片;維修管理方法

民航發動機在使用過程中容易受到由外來物沖擊造成的損傷，如果外來物疑似進入發動機核心機，則需要進行孔探檢查。如果外來物造成發動機高壓壓氣機葉片損傷，進而會導致飛機停場停飛，給航空公司造成一定的經濟損失。另外，高壓壓氣機葉片在發動機正常使用過程中，也容易發生應力腐蝕，造成葉片損傷超標等故障。高壓壓氣機葉片損傷超標的維修需要分解壓氣機，整個維修周期較長。因此，從損傷發動機維修管理、發動機機隊管理和損傷預防等方面加強對發動機高壓壓氣機葉片的維修管理，對提高機隊的可靠性和安全性，提升航空公司經濟效益，有著較為重要的工程意義。

1高壓壓氣機葉片損傷維修工程管理的定義

高壓壓氣機（HPC）葉片損傷維修管理方法的核心目標是，通過對發動機損傷發生/發展機理的研究，采取有效措施避免損傷產生，減緩損傷發展，實現包容損傷運行等，在保障安全的前提下達到延長發動機機隊整體壽命的目的。

在采取有效措施避免HPC葉片損傷產生的過程中，可以通過機場外來物損傷（FOD）防范措施，降低航線機務人員人為差錯等方面實施管理方法，在損傷發生之前予以干預，保證發動機的安全運行。

實際運行中，對于已經發生損傷的發動機，管理的主要內容包括采用合理的技術措施延緩損傷發展，盡量延長其在翼時間，實現發動機包容損傷運行。

此外，針對特定類型發動機機隊的運行管理，是對其較為常見的HPC葉片損傷類型分析成因，并采取針對性的技術干預措施，有利于降低或避免機隊中發生類似損傷的概率。

2 HPC葉片損傷管理措施

航空公司在發動機維修工程管理過程中，應該更多關注已經發生損傷的發動機，采用適當的措施實現發動機的包容損傷運行。結合多年發動機HPC葉片損傷管理的經驗，發動機包容損傷運行可以大致分為以下幾個層次的維修管理方法。

1）基礎級別

發動機HPC葉片損傷后，參照相關手冊標準，能夠及時發現發動機缺陷，及時實施非計劃換發，避免發動機超限運行。在該級別維修管理方法的實現過程中，應加強員工技能培訓，確保孔探人員有足夠的技能，做到不漏檢不錯判。

2）監控級別

發動機HPC葉片損傷后，能夠通過監控措施發現早期故障苗頭，根據損傷形態分析損傷發展的速度，制定合理的監控方案，并確保在損傷發展到預期超標前完成發動機計劃換發，避免發生飛機緊急停場事件。

3）單機預防級別

發現發動機HPC葉片損傷早期故障苗頭時采取在翼糾正措施，延長發動機在翼時間。通過預估發動機有效壽命避免臨時換發，或申請在翼修理等措施，如葉片打磨或TOP CASE修理等。

4）機隊預防級別

針對機隊易發生的故障制定預防性方案，延緩或避免HPC葉片損傷缺陷的發生。

在機隊預防級別，常見以下幾類損傷情況：

發動機HPC葉片前后緣損傷。此類損傷的典型表現是半圓形凹坑，直徑在0.8～1.0mm范圍，一般致損原因為外來物損傷，從損傷尺寸分析，常見的0.8～1.0mm直徑外來物為保險絲，如圖1所示。因此，可通過加強工作現場管理，工作后清潔工作場所，加強試車前進氣危險區清潔，特別是小的保險絲碎屑等措施予以避免。

發動機HPC葉片葉尖徑向裂紋和葉尖缺口材料缺失。此類損傷僅發生在HPC3～5級，包括HPC3后葉尖角材料丟失、HPC4葉尖徑向裂紋和HPC5前葉尖角材料丟失等，如圖2、圖3所示。此類損傷是由于在特定時段（停車1.5～3h之間）冷轉時，轉子葉片葉尖與機匣刮磨導致的。因此，此類故障可以通過避免在特定時間段冷轉發動機予以避免。

5）輔助設計級別

通過發動機運行過程中對HPC葉片損傷的實際維修經驗，將相關維修措施與技術反饋給發動機制造商，進而促進發動機制造商改進設計，幫助發動機修理部門提升修理質量。例如，上文提到的發動機HPC轉子葉片葉尖與機匣容易產生刮磨的三處位置，將這些維修經驗反饋給發動機制造商，以便能夠修訂這三處葉尖與機匣之間的間隙。

3結論

通過對發動機HPC葉片實際維修過程中的有關維修管理方法的總結，對提高機隊可靠性和安全性有一定的工程參考價值和實際操作意義，可以形成以下結論：

1）通過本文所述的維修管理方法，所在航空公司在役的多數發動機HPC葉片損傷都得到了有效的控制。以前每年有約有2～3臺HPC損傷，且一般有1臺超標損傷案例，采用上文提到方法后，連續4年沒有發現新的發動機HPC葉片損傷。

2）雖然發動機HPC葉片損傷案例在發動機運行過程中的發生概率較小，對其進行有效的維修管理帶來的直接效益不明顯，但是縱觀發動機全壽命周期，仍會顯著減低航空公司的維護成本。