淺析PW127J發動機孔探技術規范

劉偉

摘要：本文從孔探檢測的人員資質、檢測設備、施工程序等方面介紹了孔探檢測技術的基本知識，并根據PW127J發動機的結構特點列舉出其例行檢查部位的常見缺陷類型和判別方法，為孔探檢測人員提供了標準化的操作程序，對準確發現缺陷、提高工作效率、保證飛行安全具有重要的意義。

Abstract： This article introduces the basic knowledge of borescope inspect technology include personnel qualifications， inspection equipments and construction procedures，etc， and lists the common defect types and identification methods of regular inspection parts according to the structural characteristics of PW127J engine. It provides a standardized operating procedure for borescope inspect， which is of great significance to find defects accurately， improve work efficiency and ensure flight safety.

關鍵詞：PW127J發動機;孔探檢測;技術規范

Key words： PW127J engine;borescope inspect;technical specification

中圖分類號：V26 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）05-0133-03

1 ?孔探檢測施工程序

1.1 孔探檢測的準備

孔探檢測是一項復雜、專業、精細的工作，需要對人員、設備、環境都做好充分的準備。

1.1.1 孔探檢測人員

孔探檢測人員是孔探檢測工作中最重要的因素，檢測人員的能力和狀態直接影響到檢測的結果，所以進行孔探檢測的人員應具有足夠的專業知識、熟練的技能水平、豐富的經驗積累和強烈的責任心，同時檢測人員應確認自己的身體和心理狀況能夠滿足檢測工作的要求，嚴禁進行超越自身能力的工作。

為了保證能夠順利完成孔探檢測，確保檢測人員、檢測對象和檢測設備的安全，在工作前應認真閱讀手冊工卡，熟悉檢測流程和判別檢測區域各種缺陷的方法，熟悉孔探設備的使用安全限制標準。同時應該特別關注并嚴格遵守手冊中的“警告”、“注意”、“提示”的內容。

1.1.2 孔探檢測設備

常用的孔探檢測設備有剛性鏡、纖維鏡和視頻鏡，應按照檢測工藝的要求進行選擇。剛性鏡使用方便、耐用性強，對被檢測對象的環境要求低，更適合檢查有燃油、滑油的部位。剛性鏡采用的是光學鏡，成像效果更真實，圖像顯示沒有滯后效應，非常適合檢測發動機轉子葉片等轉動部件。但由于其堅硬的不銹鋼外筒，使其只適用于不需要彎曲，接近孔為直通孔的檢測場合。纖維鏡的使用壽命短、清晰度比較差，并且容易損壞，成像效果和導向性能遠不如視頻鏡。但是纖維鏡的直徑可以制造的非常細，適合用于對精度要求不高，檢查孔狹小的區域。視頻鏡使用靈活、成像清晰，借助不同的鏡頭可以實現測量、抓取、修理等多種功能，因此視頻鏡更適用于各種內部結構復雜的部件或需要進行測量、分析的探測項目。但視頻鏡價格昂貴、易損壞，對使用環境有較高的要求，因此在使用上有一定的局限性。

工作時應根據探測項目的要求綜合考慮內窺鏡的類型、探頭直徑、長度、焦距、成像質量等技術指標。根據內窺鏡使用的環境還應考慮防水、防油、防腐蝕、耐磨等性能。對于復雜的工作可能會需要多種型號或鏡頭的內窺鏡配合使用。在條件允許的情況下應盡可能選擇直徑大的內窺鏡。進行內窺鏡抓取或打磨項目時，需要先完成內窺鏡與抓取或打磨工具的調試。檢查確認檢測設備的狀態、儲存空間、電量以及其他所需耗材能夠滿足檢測工作的要求。

1.1.3 孔探檢測施工環境

大風、降水、高溫、噪音等環境因素都可能對檢測施工造成不良影響，所以應合理安排工作計劃，盡量把孔探檢測放在白天并且時間充裕的定檢時段進行。若遭遇惡劣環境，可采取有效的安全防護措施以減小環境的影響。盡量安排兩個人一起合作完成孔探檢查以降低工作難度同時做到互檢。

1.2 現場檢測程序

檢測開始前首先確認被檢查對象的溫度、構型等狀態滿足檢查要求。應使用專用測溫設備測量溫度，不能僅通過飛機儀表的讀數判斷溫度。一般需要低于60攝氏度，如果溫度過高可以通過自然冷卻或使用風扇等散熱設備進行降溫。對發動機整流罩、反推、襟翼、縫翼等可能影響檢測安全的部件進行安全限動，并懸掛相關警告標牌，設立警示標志。

檢查設備的電源符合要求，如果使用交流電時應先連接設備的接地線，再連接電源插頭，以防止靜電損傷設備。檢測結束時應先拔出交流電源插頭，再斷開接地線。設置孔探設備的檢測日期、標題等系統信息，以方便后期處理檢測圖片。根據檢測要求選擇合適的鏡頭并安裝可靠。

應采取緩慢輕柔的動作將內窺鏡插入檢測對象，使用柔和的推拉并結合調節內窺鏡導向的方法使內窺鏡接近檢測區域。在整個過程中檢測人員應確保可以實時通過內窺鏡顯示的圖像觀察到被檢測對象的內部環境，在無監控圖像的情況下不可盲目的將內窺鏡插入檢測對象。如果檢測過程中發現內窺鏡的成像質量或檢測范圍無法達到手冊的要求，應及時更換鏡頭或設備。按照手冊要求的方法和步驟進行檢測，盡可能多的對檢測部位進行拍照或者錄像，測量發現的缺陷，以便于缺陷的判斷和評估。檢測過程中需時刻關注內窺鏡是否出現超溫的跡象，若出現超溫現象，應立刻停止檢測，將內窺鏡安全退出。當需要穿繞轉子葉片時，應固定轉子以防止其轉動損壞內窺鏡。結束檢測時應先松開內窺鏡的導向鎖定，然后再慢慢退出內窺鏡。按說明書的要求冷卻設備，關閉電源，清潔鏡頭裝回儲存箱。將被檢測對象恢復到初始狀態并完成相關功能測試。

完成檢測后應按照手冊的要求對檢測發現的缺陷進行記錄和評估，并填寫相關技術文件。如果有要求還應填寫檢測報告，檢測報告一般可包括檢測項目的名稱、檢測日期、檢測人員，檢測對象的名稱、件序號、使用狀態，缺陷的位置、類型、尺寸以及復查周期和使用限制。

1.3 孔探檢測注意事項

應采用分區的形式檢查面積較大的區域，分區的寬度不能超過探頭的有效觀察范圍，相鄰的分區應有大約10%的重疊。遇到疑似缺陷時可以通過改變鏡頭的類型、角度、光照強度和光源的色溫進行確認。

檢測過程中應特別小心，可以使用導管、支架等工具幫助達到最佳檢測位置，并保持探頭與觀察點的位置相對穩定。在推進和退出探頭的過程中都應輕柔緩慢，如果遇到明顯的阻力，不能用力推拉，避免損壞鏡頭。

2 ?PW127J發動機孔探檢測

2.1 PW127J發動機常見損傷

PW127J發動機是普惠公司推出的一款渦軸發動機，動力部件主要由單級低壓葉輪、單級高壓葉輪、環形燃燒室、單級高壓渦輪、單級低壓渦輪、兩級動力渦輪構成。常見的損傷主要有：

彎折：葉片受到單方向的作用力而產生的外形或者輪廓的變化，通常是葉尖區域一塊材料的整體變形。

葉尖卷曲：由于葉尖摩擦機匣壁或者軟質物體卡在葉尖與襯環之間而造成葉尖圓滑的彎曲。葉尖卷曲和彎折一般都出現在壓氣機葉片，區別在于彎折的變形面規則明顯，例如葉尖前緣一個葉角的整體變形，而卷曲的形變呈現不規則型。

燒蝕：通常是由于材料受到高于其所能承受的溫度而造成的快速氧化過程，在開始時一般表現為材料顏色的改變，逐漸惡化為材料的鼓包甚至脫落。

裂紋：由于材料在交變應力或/及熱作用下發生的分離現象，裂紋在視覺上一般變現為鋸齒狀細長的黑線，有尖銳的端部，形狀不因光照的變化而改變。提高光照強度，裂紋仍為黑色并能觀察到深度和陰影的特征。裂紋是一種比較危險的損傷，特別是交織裂紋，不斷擴展會導致部件斷裂。

腐蝕：發動機的腐蝕形式主要是應力腐蝕和熱腐蝕，在海洋大氣環境中還容易產生晶間腐蝕，受腐蝕的部件表面由于材料脫落會形成的淺坑，嚴重時會露出基材。

凹坑：由圓鈍的外來物體的沖壓而造成材料表面平滑的凹陷，一般為U型。改變內窺鏡的光照強度，凹坑的整個表面會明暗不均。由于凹坑底部圓滑應力分散，所以損傷一般不會有進一步的發展。

缺口：由尖銳的外來物體的沖壓造成的底部或邊角尖銳的表面凹陷，一般為V型。使用內窺鏡觀察缺口時，其底部明亮，邊緣呈現黑色并且會隨光照強度的降低而變黑。由于缺口底部尖銳應力集中，損傷可能會進一步發展。當發現凹坑或缺口時，必須檢查其背面是否存在裂紋或者撕裂。

撕裂：由外力造成的材料斷裂離位，但未脫落。

刮痕：材料表面由尖銳物體造成的印跡。劃痕一般成直線狀，使用內窺鏡觀察時充滿光澤，并且會隨光照強度的降低而變暗。

搭疊：通常是風扇受到外來物的打擊造成葉片中部的減震凸臺錯位后相互重疊，或者由于動力渦輪葉片失去防扭轉能力而徑向位移過多造成動力渦輪葉片的葉冠重疊。

材料/涂層缺失：部件材料或涂層脫落缺失。

沉積物：空氣中的灰塵、鹽分等污染物或者其他部件的材料在部件表面的積累覆蓋。壓氣機段多出現空氣污染物的沉積，燃燒室、渦輪多出現碳類物質的沉積。

2.2 PW127J發動機例行孔探區域

PW127J發動機的例行檢查部位主要有低壓葉輪、燃燒室組件、高壓渦輪導向器、高壓渦輪葉片。

2.2.1 低壓葉輪

PW27J發動機的低壓葉輪可以通過前進氣機匣、后進氣機匣和擴壓管三種不同的方式進行檢查（圖1）。在翼發動機受限于狹長的進氣道的影響，不利于進行孔探操作。而擴壓管排列緊密，螺栓拆裝困難，安裝不當還有漏氣的風險。所以通過脫鹽清洗孔從后進氣機匣檢查低壓葉輪最為便捷。需要注意的是孔探儀的內窺鏡插入發動機脫鹽清洗孔后應盡量逆航向逆時針向上行進，這樣可使鏡頭到達檢測區域后更容易進入葉片之間的間隙檢查整個葉片。可使用軟質端頭的長桿通過進氣道轉動低壓葉輪，轉動前應退回鏡頭，防止造成損傷。

低壓葉輪的主要損傷是葉片裂紋、腐蝕，以及由外力造成的彎折、葉尖卷曲、凹坑、缺口等。由于低壓葉輪直接與空氣中的水分等污物接觸，在葉片上可能會出現水漬或污物流線，其外形很像刮痕或者裂紋。區分的方法是流線在光照下不會像劃痕那樣有凹陷及明顯的明暗變化，提高光照強度時流線雖然會被照亮但不會出現裂紋特有的深度和陰影特征。

2.2.2 燃燒室組件

PW27J發動機的燃燒室是環形燃燒室，主要由內襯筒、外襯筒和小出口導管組成。可以通過任意一個點火電嘴的安裝孔完成對這三個區域的檢查。在插入內窺鏡前，必須確認燃燒室的溫度低于60℃。由于燃燒室的空間比較大，應進行的分區域檢查，避免漏檢。在穿繞的過程中盡量不要進入襯筒壁上的稀釋孔內，以避免鏡頭卡阻。

燃燒室組件的工作溫度非常高，所以它的損傷多與熱效應有關，主要是裂紋、碳沉積和燒蝕導致的材料/涂層缺失。在手冊要求范圍內的以上損傷是可以接受的（圖2），但是應根據損傷的類型、惡化速度和程度制定相應的復檢計劃，以保證在損傷擴大至原件必須報廢之前得到有效的修理。

燃燒室的內、外襯筒可能會出現碳沉積和燒蝕，這與燒蝕區域附近的燃油噴嘴有很大的關系。若燃油噴嘴因為噴管內的碳類物質沉積而出現噴射形狀的性能下降，會導致燃油不正常的燃燒，使燃燒室局部溫度達到峰值，從而使此區域內的襯筒壁上出現燒蝕。因此如果發現襯筒上出現明顯的碳沉積和燒蝕，應及時附近的噴嘴進行性能檢查。

2.2.3 高壓渦輪組件

PW27J發動機高壓渦輪組件由一級高壓渦輪導向環和一級高壓渦輪葉片組成。可以通過在點火電嘴或燃油噴嘴安裝孔上安裝普惠提供的導向管快速到達被檢區域。由于燃油噴嘴拆裝程序相對復雜，不僅所需航材較多，還需要進行燃油歧管氣密測試，因此可首選點火電嘴安裝孔作為檢查通道。由于導向管被設計成螺旋形，所以在安裝時應柔和的將導向管旋入燃燒室，切忌在遇到卡阻時使用蠻力。為了方便全面檢查靜子葉片，可使用側向鏡頭或分別在發動機兩側插入內窺鏡從兩個方向更直觀的檢查靜子葉片。

高壓渦輪組件的常見損傷和燃燒室組件相似，多與熱效應有關。主要是裂紋、腐蝕、燒蝕、材料/涂層缺失（圖3、圖4）。

在檢查高壓渦輪葉片時要注意區分生產制造時產生的凹坑和腐蝕造成鼓泡，生產制造時產生的凹坑直徑大約1/8in，通常會出現在葉盆中央弦距葉根平臺1/8in區域。這些凹坑是在制造葉片過程中，人工打磨多余材料時留下的，不影響葉片的性能和結構完成性，在凹坑區域沉積的沉積物也會比較明顯。

3 ?總結

由于內窺鏡的便利性和準確性，孔探檢測在PW27J發動機的航線維護中占有很重要的地位，而孔探檢測的結果很大程度上是由操作人員的技術素質決定的，所以這就要求操作人員在日常工作中必須全面深入的學習發動機的內部結構、設備的使用和保養、檢測工藝和程序、損傷的鑒別評估等孔探檢測理論知識，并且不斷進行實際操作練習，積累豐富的檢測經驗，同時一定要有端正的工作態度，嚴格按照手冊程序的要求進行施工，只要這樣才能完美發揮孔探檢測的作用，切實保障飛行安全。

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