RB211-535E4发动机高压涡轮导向叶片孔探检查

田春华

摘要：介绍了RB211-535E4发动机高压涡轮导向叶片凸面缺陷孔探检查的情况，总结了检查经验，并对缺陷进行评估与分析，为该型发动机的安全运营提供参考。

关键词：RB211-535E4；孔探；导向叶片；缺陷评估；检查规范

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

1 高压涡轮导向叶片

RB211-535E4发动机安装于我司的波音757-200F机型，该型发动机的高压涡轮导向叶片（HPTNGV）由23组共计46个叶片组成，如图1所示，两个导向叶片为一组，导向叶片之前形成气流通道，每个叶片沿轴向、径向均设计成曲线状，目的是使燃气流经过导向叶片后增加压力与速度，冲击高压涡轮转子使之高速旋转，提高涡轮做功效率。

起飞阶段RB211-535E4发动机的EGT显示温度临近800℃（1472℉），燃烧室的温度大约在900℃～1100℃之间，HPTNGV处于高温高速燃气流产生的气动载荷状态，承受着高温高压气流温度场产生的热应力，若出现燃烧室出口温度场分布不均匀、叶片内部冷却气路不通畅、叶片表面冷却不足、叶片表面冷却气孔堵塞等任何异常情况，HPTNGV容易发生缺陷。日常航线维护中利用孔探方法对HPTNGV进行检查，但不是所有的缺陷或损伤都能够被检查出来，特别是叶片根部或内部的缺陷。

2 导向叶片凸面缺陷情况

波音AMM72-00-00/601手册提供了RB211-535E4发动机HPTNGV的叶型面、前后缘、内外平台等检查标准，但在手册概述中却明确说明通常不必要检查HPNGV的凸面，检查高压涡轮叶片时可以看到部分导向叶片凸面，如果发现损伤可按照给定的限制标准进行评估。

根据波音757-200飞机维修计划大纲（MPD），HPTNGV的初始检查间隔为5000飞行小时，每1500飞行小时或1500飞行循环重复检查。然而，我公司在一次孔探检查中发现导向叶片凸面有缺陷，公司工程技术部门结合发动机运行状况修订了维修方案，缩短了检查间隔，首检间隔调整为3000飞行小时，重复检查间隔调整为1000飞行小时或800飞行循环，并修订了相应的维修工卡，增加了导向叶片凸面的检查步骤与要求。

按照工卡对公司在翼发动机进行孔探检查，发现多台发动机导向叶片凸面出现烧蚀和裂纹，缺陷汇总见表1，部分缺陷如图2所示。裂纹多数为径向，有的径向裂纹甚至翘起进入气流通道的高度超出了AMM限制标准，但未超出厂家技术偏离的标准范围。为此，对于损伤较大且需重复检查的缺陷编制了工程指令（EO）进行重点监控，直至发动机下发修理为止。

3 缺陷标准

AMM手册中相应的缺陷标准如表2所示。

针对HPTNGV叶片凸面缺陷超出AMM手册标准这一情况，咨询发动机生产厂家（OEM），明确了相关技术偏离文件（TVD）标准如下：

1）按照50飞行循环或150飞行小时间隔先到为准进行三次检查，裂纹长度不超过70mm（2.756in）且材料翘起进入气流通道不超过1.5mm（0.059in）的，可以接受；

2）如果三次检查都符合要求，每次A检进行重复检查，裂纹长度不超过70mm（2.756in）且材料翘起进入气流通道不超过1.5mm（0.059in）的，可以接受；

3）如果裂纹长度大于70mm（2.756in）或在任何时候检查材料翘起进入气流通道都超过1.5mm（0.059in）的，在50飞行小时内执行换发。

4 缺陷评估

孔探检查发现缺陷后，可按照图3所示流程进行评估，对未超出手册标准的缺陷应持续监控；超出手册标准的，孔探工程师可申请发动机工程师评估。发动机工程师复核评估缺陷仍超标，损伤严重且影响飞机适航与安全运行的，通常会安排下发修理。若缺陷超标，面临停场立即下发修理，发动机工程师应申请发动机制造厂家评估。经发动机制造厂家评估还可接受的，可申请厂家下发技术偏离文件（TVD），后续按照 TVD检查间隔与管控措施执行。若发现缺陷扩展超过TVD要求，则应立即执行下发修理。

5 总结与展望

5.1检查规范

孔探检查工作从任务下发到工作结束，涵盖多个环节，存在多种风险，各项检查工作应规范实施（见图4）。

评估环节：充分评估人力、停场时间与环境条件。人员资质与数量符合要求，停场时间满足工作整体完成时间，工作环境不影响工作开展。

准备环节：工作前准备好维护手册与工作单卡，查阅发动机上一次的孔探报告，提前熟悉手册工卡并了解发动机状态或缺陷状况，按照手册执行与复核飞机、发动机的相应安全限动。

孔探实施：按照AMM手册或工作单卡的施工步骤进行操作检查，检查过程中落实复核机制，预防漏检缺陷。

收尾环节：按照AMM手册选择合适的工具进行拆装，按力矩要求对孔探堵头、螺钉等进行恢复安装，预防发生工具损坏或堵头断裂情况；对现场使用的工具设备进行清点，预防工具遗失；解除相应安全限动，将飞机恢复至正常状态。

差错风险：做好拆卸的孔探堵头、保护盖、螺钉等部件位置的正确标记，各部件应有序摆放，预防造成维修差错。

疲劳风险：长时间持续工作，人眼紧盯设备屏幕，容易引发身体与视觉疲劳，工作现场应适度休息、缓解疲劳。

安全风险：现场一旦发生异常应立即停止检查，在未排除風险与隐患前不应继续检查。

5.2 经验分享

1）设备选择：按照波音AMM手册、厂家手册的推荐，采用光学硬管或柔性纤维镜进行孔探检查，然而实际孔探过程中，为准确判断缺陷与测量，需要不停变换物镜与叶片的距离、角度及光亮度等，采用厂家手册推荐的设备很难实现。对于发动机HPTNGV的整圈叶片凸面的穿饶检查，优先选择观察与测量为一体的视频内窥镜孔探设备，探头软管优先选用直径约6mm、长度大于3m、大角度（120°）直视或侧视镜头。若探头软管直径过小，会被卡滞在HPTNGV与HPT转子之间的间隙而造成损伤。

2）缺陷检测：不仅要找出缺陷还要找对缺陷，如果多个叶片有同类缺陷，还需要仔细比对上一次的检查结果，精准判断是否为同一个缺陷；要保证测量的精准度，毫米之差就会出现不一样的评估结果。

3）缺陷评判：AMM手册标准是静态的，不是所有缺陷在AMM手册中都能找到标准，为了保证缺陷评估的准确性，实际工作中还应善于缺陷分析，判断缺陷扩展的风险后果。发现缺陷后，应与发动机工程师充分沟通与交流，综合发动机制造厂家评估结果，以保证相应缺陷得以有效监控与管理。

5.3 工作展望

1）孔探检查类似人身健康检查，看似是一个简单的工作范畴，既需要技术，更需要责任。每一次检查都应怀着找缺陷的想法仔细进行，不放过任何可疑之处，细心观察。

2）对于运行时间较长的发动机，同一台发动机可能存在多种缺陷，每一次的检查都应认真执行，按照规范实施流程认真进行有效检查。对待每一个缺陷都应准确判断，按照缺陷评估流程进行精准评估。

3）孔探人员应具备过硬的操作技能，担当的责任之心，优良的维护作风，将“四个意识”铭记于心，将“五个到位”践之于行，以保证航空器安全运行。