科研航空發動機孔探工作管理

關浩

（中國航發沈陽發動機研究所，沈陽110015）

1 引言

在航空發動機研制過程中，故障風險一直存在，利用工業內窺鏡對發動機長試過程監控成為成熟而有效的質量監控方式。由于航空發動機流道件長期處于高壓、高負荷或高溫等惡劣工作環境，如壓氣機葉片、燃燒室構建以及渦輪葉片存在由于設計、制造、裝配等因素造成打傷、裂紋、燒蝕、變形等各類損傷。定期對流道進行檢查，可以及時發現隱患。通過測量、影像判讀及分析給予相應處置，能夠對故障進行監控并避免造成不可控的嚴重試車故障。同時，不分解發動機的目視檢查也是高效、降低成本的途徑，因此孔探工作已成為發動機研制中的常規檢查項目。對于新研發動機，孔探操作本身需要設計人員、操作人員合作完成，而操作本身可能存在各類的質量問題，需要孔探主責部門完善工作流程，加嚴過程管控，以確保操作過程受控。

2 發動機孔探工作存在的問題

航空發動機在研制長試、交付檢查以及使用維護等過程中，都會涉及流道件的孔探檢查工作。目前，甚至在發動機組件入廠驗收以及發動機裝配、分解過程中，都可能增加孔探工序，足以表明孔探適用范圍在逐漸擴大。發動機流道孔探操作過程包括孔探任務管理、孔探口堵蓋拆裝、孔探操作、影像判讀、設備工裝以及輔助用品管理等。相對來說，工作流程并不復雜，但由于航空發動機本身就是對質量要求極高的產品，要確保孔探操作能夠查找問題而不是制造問題，仍需要進行嚴格地管理。由于新研發動機孔探間隔周期很短，而且故障形貌很多，所以孔探工作面臨許多問題和風險。主要包括：①操作人員質量意識不強或培訓不到位，存在發動機堵蓋安裝不到位、操作原因導致的孔探導線損傷、鏡頭破損等問題；②孔探儀設備維護不到位或資源不足，產生因設備老舊、線路磨損等客觀原因導致的影像模糊、導向不便等問題，帶來操作風險；③新研型號帶來的孔探方法不統一，操作人員憑經驗操作，孔探檢查路徑隨意性較高，引發潛在風險；④發動機流道腔內結構復雜帶來的客觀操作問題，孔探工作本身存在卡滯、鏡頭脫落等操作風險；⑤由于人員、設備等綜合因素導致的發動機影像判讀失誤，造成故障件的非預期使用，帶來不可控的風險。

3 嚴格孔探過程管控的措施

針對航空發動機研制過程孔探工作的特點，為保證操作質量，從人員、設備、方法以及風險管控等過程進行有針對性的管理，以消除操作隱患并降低研制風險。

3.1 孔探操作人員管理

3.1.1 嚴格操作人員培訓考核管理

實施孔探檢査人員經過培訓和考核合格后持證上崗。培訓內容包括工業內窺鏡操作及維護使用、發動機孔探堵蓋安裝拆卸理論和實際操作、發動機內部結構孔探檢査實際操作等，培訓后進行理論和實際操作考核。考核通過后，需經過相應型號發動機的持續練習后，方可上崗。一般情況下，孔探操作人員完成考核且累計練習達到40h以上，方可獨立操作。練習形式為靜態發動機孔探檢查練習或在有獨立操作資格人員指導下的臺架非重要試驗用發動機上的孔探檢查練習。在發動機孔探堵蓋安裝拆卸方面，需同樣完成培訓及考核，并取得相應的上崗資格。發動機孔探影像判讀人員完成培訓并經考試合格后，方可承擔孔探影像判讀工作，原則上孔探操作人員即為影像判讀人員。

3.1.2 孔探操作持續教育和評價

為持續提升孔擦操作水平，每年開展不少于16學時的繼續教育，學習內容包括操作規程、影像判讀、風險事項及實際操作注意事項等。定期組織孔探操作技術交流，組織推薦操作人員考取民航孔探操作資格證書。每年對操作人員的操作能力進行評價，評價方式包括時數、理論和綜合考核，實行百分制管理。實行操作人員檔案管理，指定專人統計實際孔探檢查工作時數，按操作時數及任務的實際完成情況，即針對完成的數量和質量進行綜合計分。理論考核內容包括孔探檢査工作應知應會內容，即發動機結構、工業內窺鏡操作、孔探堵蓋安裝拆卸及實際操作相關注意事項等。同時，兼顧主管人員的評價意見，每年度進行綜合評分。

3.1.3 孔探操作人員的任務安排

對應不同型號發動機的不同任務，結合操作人員的考核評價情況進行人員的合理安排。孔探主責部門明確任務接收及反饋流程，指定專門主管人員進行孔探任務的安排和人員調配。考慮孔探工作特點，一般安排2～3人負責一次孔探任務，包括高、低壓搖轉以及專職孔探操作人員，以便工作的輪換和技術研討。部門應成立孔探專項團隊，嚴格團隊進出人員管理，以規避大量兼職人員帶來的操作風險。

3.2 規范孔探設備管理

3.2.1 孔探儀管理

工業內窺鏡應由專人負責保管，實施責任人負責制。除日常的使用維護外，責任人應按要求，對工業內窺鏡及配件進行定期地保養和維護，保養維護周期不超過30天。負責人應掌握設備使用及完好情況，發現問題及時上報、維修。部門制定設備使用規定，明確設備交接、檢查要求，嚴格履行簽字手續。鑒于孔探鏡頭為消耗品，必要時需要進行觀察、測量鏡頭的儲備，條件允許的話，可備份適當的導線模塊，以避兔因設備損傷導致的帶傷操作或等待問題。定期對孔探儀進行廠家檢定和保養，確保設備始終處于良好的工作狀態。

3.2.2 工裝管理

根據各型號發動機的結構特點，配置相應的堵蓋拆卸工具和搖轉工裝。為解決高壓轉子搖轉通常采用棘輪扳手手工搖轉的效率及人力成本問題，設計制作具有換向、點動啟停控制、方便對可疑故障葉片定位等功能的自動搖轉裝置，實現孔探儀操作人員自行控制，以提高工作效率。根據發動機流道內腔結構，研究設計相關的專用工裝，以提升效率。對工裝應進行建賬管理，定期進行檢定。

3.3 完善孔探操作工藝

根據新研航空發動機各部件流道的結構特點，策劃孔探路徑，形成風扇、壓氣機、主燃燒室、高低壓渦輪等各部件的孔探方案，編制操作規程以指導孔探人員的操作過程。對于相對容易的轉子葉片檢查，應對前向或側向物鏡鏡頭的選擇、鏡頭伸入位置、觀察角度、搖轉速度等進行統一地約定，杜絕操作人員憑經驗操作。對于內腔較為復雜的主燃燒室孔探，為確保檢查的全范圍覆蓋和目視檢查效果，要根據各型號結構的差異和操作經驗，不斷總結優化孔探路徑，在工藝規程中進行完善，確保不同的操作人員可以實現同樣的視覺效果，以降低操作質量波動，減少孔探卡滯及漏檢等風險。對于堵蓋拆裝等過程，需要根據工裝的使用情況持續改進，并不斷完善作業規程，提升可操作性。特別注意對通用要求的規定，如停車后孔探的間隔時間、各級依次檢查要求、探頭進入時和搖轉人員的配合要求以及鏡頭嚴禁和工作葉片的碰磨要求等等，均需明確并落實到操作指導文件中。

3.4 加大孔探風險管理

識別孔探過程的風險點，制定風險防控措施及有關風險應急預案。根據孔探過程的特點，在實施過程中可能存在孔探堵蓋損壞、難以分解、安裝座損壞以及試車中脫落問題，孔探鏡頭可能存在工作中脫落、與葉片碰傷、卡滯無法退出、高溫損壞等問題，發動機進口帶入多余物，影像判讀誤判、錯判等問題，需要分別進行可能性和影響分析，進行風險排序并制定對應的措施。如針對多余物問題，統一孔探防護服并關注服裝本身的多余物管理；針對鏡頭問題，需制定各類應急預案，在首要預防的基礎上，確保無論卡滯或脫落都能順利取出，以避免發動機下臺的嚴重事件發生；針對影像錯、漏判向題，設置AB角，減少人員因視覺疲勞導致的疏忽，在條件允許的情況下，進行全程孔探視覺錄像；針對堵蓋可能的脫落問題，増加雙檢及照相確認機制。通過采取積極的應對措施及預案，從源頭進行風險控制，從結果進行有效地應對。通過培訓，確保孔探操作人員風險意識強化，并貫穿整個操作過程。

4 結語

當前，新研航空發動機的研制指標不斷提高，流道結構及故障形貌也在不斷變化，需要孔探人員持續學習，并根據新結構完善操作工藝。隨著工業內窺鏡技術的發展，以及大數據技術的進步，技術人員還需在孔探影像圖片識別以及智能判讀方面進行研究，持續提升工作效率，降低人為因素的影響。作為一項目視檢查工作，如何進一步統一明確相關的檢查要求，形成通用可行的孔探目視檢查標準，也是下一階段需要研究的課題。