RB211-535E4發動機高壓渦輪導向葉片孔探檢查

田春華

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

關鍵詞：RB211-535E4；孔探；導向葉片；缺陷評估；檢查規范

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

1 高壓渦輪導向葉片

RB211-535E4發動機安裝于我司的波音757-200F機型，該型發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、徑向均設計成曲線狀，目的是使燃氣流經過導向葉片后增加壓力與速度，沖擊高壓渦輪轉子使之高速旋轉，提高渦輪做功效率。

起飛階段RB211-535E4發動機的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生的氣動載荷狀態，承受著高溫高壓氣流溫度場產生的熱應力，若出現燃燒室出口溫度場分布不均勻、葉片內部冷卻氣路不通暢、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發動機HPTNGV的葉型面、前后緣、內外平臺等檢查標準，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，如果發現損傷可按照給定的限制標準進行評估。

根據波音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飛行循環重復檢查。然而，我公司在一次孔探檢查中發現導向葉片凸面有缺陷，公司工程技術部門結合發動機運行狀況修訂了維修方案，縮短了檢查間隔，首檢間隔調整為3000飛行小時，重復檢查間隔調整為1000飛行小時或800飛行循環，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動機進行孔探檢查，發現多臺發動機導向葉片凸面出現燒蝕和裂紋，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）進行重點監控，直至發動機下發修理為止。

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，咨詢發動機生產廠家（OEM），明確了相關技術偏離文件（TVD）標準如下：

1）按照50飛行循環或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飛行小時內執行換發。

4 缺陷評估

孔探檢查發現缺陷后，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監控；超出手冊標準的，孔探工程師可申請發動機工程師評估。發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，通常會安排下發修理。若缺陷超標，面臨停場立即下發修理，發動機工程師應申請發動機制造廠家評估。經發動機制造廠家評估還可接受的，可申請廠家下發技術偏離文件（TVD），后續按照 TVD檢查間隔與管控措施執行。若發現缺陷擴展超過TVD要求，則應立即執行下發修理。

5 總結與展望

5.1檢查規范

孔探檢查工作從任務下發到工作結束，涵蓋多個環節，存在多種風險，各項檢查工作應規范實施（見圖4）。

評估環節：充分評估人力、停場時間與環境條件。人員資質與數量符合要求，停場時間滿足工作整體完成時間，工作環境不影響工作開展。

準備環節：工作前準備好維護手冊與工作單卡，查閱發動機上一次的孔探報告，提前熟悉手冊工卡并了解發動機狀態或缺陷狀況，按照手冊執行與復核飛機、發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。

收尾環節：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、螺釘等進行恢復安裝，預防發生工具損壞或堵頭斷裂情況；對現場使用的工具設備進行清點，預防工具遺失；解除相應安全限動，將飛機恢復至正常狀態。

差錯風險：做好拆卸的孔探堵頭、保護蓋、螺釘等部件位置的正確標記，各部件應有序擺放，預防造成維修差錯。

疲勞風險：長時間持續工作，人眼緊盯設備屏幕，容易引發身體與視覺疲勞，工作現場應適度休息、緩解疲勞。

安全風險：現場一旦發生異常應立即停止檢查，在未排除風險與隱患前不應繼續檢查。

5.2 經驗分享

1）設備選擇：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備很難實現。對于發動機HPTNGV的整圈葉片凸面的穿饒檢查，優先選擇觀察與測量為一體的視頻內窺鏡孔探設備，探頭軟管優先選用直徑約6mm、長度大于3m、大角度（120°）直視或側視鏡頭。若探頭軟管直徑過小，會被卡滯在HPTNGV與HPT轉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，毫米之差就會出現不一樣的評估結果。

3）缺陷評判：AMM手冊標準是靜態的，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。發現缺陷后，應與發動機工程師充分溝通與交流，綜合發動機制造廠家評估結果，以保證相應缺陷得以有效監控與管理。

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，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動機，同一臺發動機可能存在多種缺陷，每一次的檢查都應認真執行，按照規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，擔當的責任之心，優良的維護作風，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。