孔探檢測與無損檢測如何結合使用？

典型案例分析

2009年3月13日，ATR-72/B-3027飛機在執(zhí)行CZ6674航班時，左發(fā)（PW-127/AV0045、總飛行小時17597：54、修理后飛行小時2769：55）.發(fā)生空中停車事件。

地面孔探檢測發(fā)現(xiàn)該發(fā)*級功率渦輪轉子一片葉片斷裂，第二級功率渦輪轉子葉片全部被打斷。經現(xiàn)場和孔探檢測，證實該發(fā)空停是由于發(fā)動機*級功率渦輪葉片斷裂，并將下游部件打傷所致。

孔探檢測發(fā)現(xiàn)

1、所有的第二級功率渦輪轉子葉片從葉根部位置斷裂。

2、2-3點鐘位置的第二級功率渦輪導向器葉片斷裂，其它位置的導向器葉片均嚴重打傷。

3、有一片*級功率渦輪轉子葉片從根部斷裂，其它轉子葉片后緣明顯打傷，但這些葉片的前緣均狀況良好。

4、低壓渦輪轉子、導向器葉片狀況均正常。

5、高壓渦輪轉子、導向器葉片狀況均正常。

6、進氣道、低壓壓氣機和燃燒室狀況均正常。

7、左發(fā)尾噴管和隔熱護套均有損傷現(xiàn)象。

8、另外從跑道收集到了大量的金屬碎屑。

隨后我們對該型號的20臺發(fā)動機進行針對性孔探檢測，未見該部位損傷。

我們將斷裂的和其它打傷的*級功率渦輪葉片送往普惠-加拿大實驗室，根據(jù)普惠公司提供的檢查報告，目視檢查有一片葉片從葉根處斷裂（圖9），這片斷裂葉片的殘余翼型靠后緣位置的斷層區(qū)域顯示出了較深的顏色并且斷面比較平整，這種較深的顏色表明受到氧化后變色，也就說明這個斷面曾經在燃氣中暴露了一段時間。前緣斷面較淺的顏色說明相對于后緣的斷面，是新形成的

這些典型的案例是要說明一個問題，在先進的孔探檢測技術條件下，針對性的對可能產生損傷的部件部位進行檢測（在發(fā)生這類損傷的*時間，各分公司的孔探檢測人員都做了大量的具體工作），同類型的損傷造成的空中停車并沒有得到有效的控制，其成因究竟在那里。

造成葉片斷裂有如下幾種原因：

1. 由于運行環(huán)境的原因造成葉片未達到大修周期，過早出現(xiàn)疲勞裂紋而斷裂，這就要求必須進行孔探，但對于有些裂紋孔探也無法發(fā)現(xiàn)；

2. 運行中出現(xiàn)了疲勞裂紋，在大修時未被及時發(fā)現(xiàn)，造成漏檢，從而導致葉片斷裂；

3. 其它意外原因造成葉片斷裂，這種情況無法避免。

3.  葉片修理與無損檢測

出現(xiàn)此類損傷只是表象的反映，技術落實（檢查的部位、方法、記錄的方式等等）只是反映表象或者說是把表象更形象具體展示在我們面前，去用標準來評價。而內在的更深層次的是管理，即發(fā)動機熱部件修理與孔探檢測相互間那種隱性的關聯(lián)。

大家知道發(fā)動機熱部件損傷的原因是多方面的，當分析評價后發(fā)現(xiàn)，這些原因絕大多數(shù)是我們無法解決的，變量和影響參數(shù)太多。因此要發(fā)現(xiàn)其內在的抓住我們可以解決的問題來探討才有實際的意義。

我們看到南航發(fā)動機管理中心楊嘉瑋在2011年12月30日有關B-5193飛機CFM56-7發(fā)動機/894710葉片故障的總結報告，其zui后一句話是：“對于葉片的質量問題，需要和廠家進行進一步的調查”。

說的對，葉片的質量問題或者更進一步說是葉片大修后的質量問題。當我們把葉片修理所牽扯到的修理工藝都定格后，我們發(fā)現(xiàn)葉片的修理質量問題集中的反映在葉片的損傷檢測包括葉片修理前后的無損檢測上。（因為在裂紋的形成初期，或者說在葉片的疲勞源形成的過程中，無損檢測是很難檢測到的）這是在修理葉片過程中漏檢幾率zui大之地。

葉片的修理（包括高壓渦輪、中壓渦輪、低壓渦輪的導向器葉片和轉子葉片）在分解清洗后檢查，檢查一般分為目視檢查和無損檢測。

檢查后的葉片分類：報廢件、可修理件（對那些可通過修理手段得以恢復的損傷）、可修復件（未發(fā)現(xiàn)損傷，只需要通過表面處理恢復其功能的葉片）。修理后的葉片經無損檢測后與修復后的葉片一起進行表面處理，zui后送庫房驗收保管，經裝配、試車并zui終提交給用戶。

以CFM56-7高壓渦輪葉片為例：該葉片在進行大修時，需要進行：

1）噴水試驗：以便檢查冷卻孔是否有堵塞情況。

2）葉身進行目視檢驗：以便檢查帶涂層的葉深是否有裂紋存在。

3）葉根部位：進行熒光檢驗及渦流檢驗，以便檢查是否有疲勞裂紋。并且，在進行熒光檢驗前，葉根部位要進行局部腐蝕，以便使疲勞裂紋充分暴露。

4）修理后的葉片需要進行熒光檢驗，以保證其符合驗收標準。

在使用的葉片中，新葉片與修復后的葉片、修理后的葉片之間其材料屬性必定有差異（葉片本身就存在疲勞現(xiàn)象），這些葉片在同等使用條件下的損傷幾率和速率是不一樣的。

葉片修理與孔探檢測.

我們說在發(fā)動機單元體的修理過程中，新葉片與修復后葉片、修理后葉片混裝是直接或間接地導致發(fā)動機在使用過程中其內部損傷發(fā)展不均衡的重要原因，這就如同一位60歲的健康老人與一位20歲的健康青年在同一條件下摔倒，其同一部位的損傷必然是老人要重，恢復的周期也要更長。

這里我們了解到，在中國雖有多家發(fā)動機修理廠家，但由于多方面的原因，其熱部件的修理都是外包的。在試車中就發(fā)現(xiàn)大修后的葉片就有損傷出現(xiàn)（這些損傷葉片主要出現(xiàn)在修理和修復過的那些葉片上，或者說形成在那些疲勞過度的葉片上，而那些損傷又都在大修標準合理的范圍內。

新發(fā)動機在使用過程中孔探檢測和監(jiān)控，相對比大修后的發(fā)動機要容易把握就是因為這一點。我們經常遇到大修后的發(fā)動機沒有用數(shù)個小時就發(fā)現(xiàn)這樣或那樣的損傷，這其中的原因與不可見損傷在大修過程中的不可檢出性有一定的關系（漏檢和誤判），與葉片在修理過程中的焊接、機械加工、熱處理、表面處理等等有一定的關系。孔探檢測人員要把握各種影響因素與葉片的關聯(lián)，正確判斷葉片的損傷形態(tài)和發(fā)展速率是相當?shù)睦щy。

所以說葉片的斷裂如果是材料及加工工藝方面的問題，或者是修理廠家的問題，其損傷形態(tài)的變化具有很大的不確定性，孔探很難有效地監(jiān)控，因此葉片斷裂造成的事故依然還會發(fā)生。制造廠家或修理廠家必須盡可能的消除損傷的隱患。

而從孔探檢測技術方面來講，我們知道經過多次修理后的發(fā)動機在孔探檢測中的挑戰(zhàn)性，我們無法判定葉片的損傷存在與那種類型的葉片中（新的、修復或修理的），我們無法判定是那種類型的葉片zui終導致發(fā)動機重大故障的發(fā)生，我們不排除葉片在大修中出現(xiàn)漏檢的可能性，所以我們應該找到一種可控的方法或方式，來盡可能的消除葉片損傷帶來的隱患。

為了做到這一點，我們建議給修理和修復過的葉片做明顯的標記，以方便孔探檢測人員把握和判別葉片的類別（即新的、修理的、修復的），這有以下好處：

1．  明確孔探檢測范圍，控制葉片損傷的發(fā)展速率；

2．  確定或者判明那些修理和修復后的葉片損傷是葉片修理后的不可檢出性帶來的；

3．  確定或者是判明修理和修復后的葉片其損傷是造成重大故障的主要來源，并且通過詳細的記錄指出大修質量存在問題可能性；

4．  從另一個角度講，這種方式的采納可以觀察和監(jiān)控發(fā)動機熱部件大修的質量，以便引起發(fā)動機修理廠家的足夠重視。

一般來講，發(fā)動機在大修時對于不可修理件直接報廢；對于可修理件，按照修理規(guī)范修理，檢驗合格后裝回原發(fā)動機；對于可恢復件，在清洗、檢驗合格后裝回原發(fā)動機。 從理論上講，每一臺發(fā)動機的高壓渦輪葉片安裝時都有一個起始位置，從該位置算起順時針轉動，即可知道某一葉片所在的位置。

例如：編號021的葉片經過修理后按裝在了28號位置，安裝人員在安裝時做好記錄，并把此記錄隨發(fā)動機一起到航空公司。我們知道在大修后的發(fā)動機檔案中記載了更換的熱部件，我們也知道記錄了修理件和修復件的修理深度，可這并不方便孔探檢測人員在現(xiàn)場工作中的確認。

渦輪葉片作為壽命件，在新出廠的葉片上，服役周期是一樣的，但在使用過程中，會出現(xiàn)一些意外情況，例如：葉片的冷卻孔在運行中被堵而出現(xiàn)葉片被燒熔現(xiàn)象。尤其在大修后的葉片與新裝上的葉片性能有很大差異。

盡管葉片有自己的編號，但孔探人員無法知道每一個葉片的具體情況，因此我們認為在葉片上做不同的標記可方便于孔探檢測人員在工作中的確認，以便于做定向的針對性孔探檢測。這是一個簡便易行的方法，這在大修后的發(fā)動機孔探監(jiān)控中顯得尤為重要。

我們希望立一個課題，來探討無損檢測、發(fā)動機熱部件修理、孔探檢查之間某種潛在的因果關系。我們沒有這個機會，更深一點說我們不具備這個條件。如果在發(fā)動機大修時提出這個課題，觀察和記錄分析發(fā)動機熱部件修理對其使用時限的影響，我們就有可能對修理后的質量監(jiān)控來判斷；分析更新件、修理件、修復件在一定運行時間下部件材質損傷的變化，其對發(fā)動機整體結構與壽命的影響。

我們相信一定會有一個結果，還會得到一個求證，正是那些修復、修理的部件是造成發(fā)動機重大故障時有發(fā)生的潛在因素。那些修復、修理的部件是造成二次損傷超標的主體，這對于發(fā)動機維修成本的控制是有益的。

在這里我們主要討論了孔探檢測技術與民用航空發(fā)動機熱部件大修中無損檢測的那些隱形的相互關系。隨著科技的進步與發(fā)展，孔探渦流、孔探熒光、孔探超聲、孔探維修已在實際中得到了應用。我們相信孔探檢測技術與無損檢測技術相互的結合會在近幾年中更廣泛的應用到檢測工程中來。

孔探檢測與無損檢測如何結合使用？孔探檢測與無損檢測如何結合使用？