孔探檢測(cè)與無損檢測(cè)如何結(jié)合使用？

典型案例分析

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

地面孔探檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該發(fā)*級(jí)功率渦輪轉(zhuǎn)子一片葉片斷裂，第二級(jí)功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片全部被打斷。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)和孔探檢測(cè)，證實(shí)該發(fā)空停是由于發(fā)動(dòng)機(jī)*級(jí)功率渦輪葉片斷裂，并將下游部件打傷所致。

孔探檢測(cè)發(fā)現(xiàn)

1、所有的第二級(jí)功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片從葉根部位置斷裂。

2、2-3點(diǎn)鐘位置的第二級(jí)功率渦輪導(dǎo)向器葉片斷裂，其它位置的導(dǎo)向器葉片均嚴(yán)重打傷。

3、有一片*級(jí)功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片從根部斷裂，其它轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子、導(dǎo)向器葉片狀況均正常。

5、高壓渦輪轉(zhuǎn)子、導(dǎo)向器葉片狀況均正常。

6、進(jìn)氣道、低壓壓氣機(jī)和燃燒室狀況均正常。

7、左發(fā)尾噴管和隔熱護(hù)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(duì)該型號(hào)的20臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行針對(duì)性孔探檢測(cè)，未見該部位損傷。

我們將斷裂的和其它打傷的*級(jí)功率渦輪葉片送往普惠-加拿大實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)普惠公司提供的檢查報(bào)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(gè)斷面曾經(jīng)在燃?xì)庵斜┞读艘欢螘r(shí)間。前緣斷面較淺的顏色說明相對(duì)于后緣的斷面，是新形成的

這些典型的案例是要說明一個(gè)問題，在先進(jìn)的孔探檢測(cè)技術(shù)條件下，針對(duì)性的對(duì)可能產(chǎn)生損傷的部件部位進(jìn)行檢測(cè)（在發(fā)生這類損傷的*時(shí)間，各分公司的孔探檢測(cè)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(yùn)行環(huán)境的原因造成葉片未達(dá)到大修周期，過早出現(xiàn)疲勞裂紋而斷裂，這就要求必須進(jìn)行孔探，但對(duì)于有些裂紋孔探也無法發(fā)現(xiàn)；

2. 運(yùn)行中出現(xiàn)了疲勞裂紋，在大修時(shí)未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成漏檢，從而導(dǎo)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(cè)

出現(xiàn)此類損傷只是表象的反映，技術(shù)落實(shí)（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(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)。而內(nèi)在的更深層次的是管理，即發(fā)動(dòng)機(jī)熱部件修理與孔探檢測(cè)相互間那種隱性的關(guān)聯(lián)。

大家知道發(fā)動(dòng)機(jī)熱部件損傷的原因是多方面的，當(dāng)分析評(píng)價(jià)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(nèi)在的抓住我們可以解決的問題來探討才有實(shí)際的意義。

我們看到南航發(fā)動(dòng)機(jī)管理中心楊嘉瑋在2011年12月30日有關(guān)B-5193飛機(jī)CFM56-7發(fā)動(dòng)機(jī)/894710葉片故障的總結(jié)報(bào)告，其zui后一句話是：“對(duì)于葉片的質(zhì)量問題，需要和廠家進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查”。

說的對(duì)，葉片的質(zhì)量問題或者更進(jìn)一步說是葉片大修后的質(zhì)量問題。當(dāng)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(zhì)量問題集中的反映在葉片的損傷檢測(cè)包括葉片修理前后的無損檢測(cè)上。（因?yàn)樵诹鸭y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(cè)是很難檢測(cè)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(dǎo)向器葉片和轉(zhuǎn)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(cè)。

檢查后的葉片分類：報(bào)廢件、可修理件（對(duì)那些可通過修理手段得以恢復(fù)的損傷）、可修復(fù)件（未發(fā)現(xiàn)損傷，只需要通過表面處理恢復(fù)其功能的葉片）。修理后的葉片經(jīng)無損檢測(cè)后與修復(fù)后的葉片一起進(jìn)行表面處理，zui后送庫房驗(yàn)收保管，經(jīng)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(jìn)行大修時(shí)，需要進(jìn)行：

1）噴水試驗(yàn)：以便檢查冷卻孔是否有堵塞情況。

2）葉身進(jìn)行目視檢驗(yàn)：以便檢查帶涂層的葉深是否有裂紋存在。

3）葉根部位：進(jìn)行熒光檢驗(yàn)及渦流檢驗(yàn)，以便檢查是否有疲勞裂紋。并且，在進(jìn)行熒光檢驗(yàn)前，葉根部位要進(jìn)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(jìn)行熒光檢驗(yàn)，以保證其符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

在使用的葉片中，新葉片與修復(fù)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(cè).

我們說在發(fā)動(dòng)機(jī)單元體的修理過程中，新葉片與修復(fù)后葉片、修理后葉片混裝是直接或間接地導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過程中其內(nèi)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(fù)的周期也要更長(zhǎng)。

這里我們了解到，在中國(guó)雖有多家發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)合理的范圍內(nèi)。

新發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過程中孔探檢測(cè)和監(jiān)控，相對(duì)比大修后的發(fā)動(dòng)機(jī)要容易把握就是因?yàn)檫@一點(diǎn)。我們經(jīng)常遇到大修后的發(fā)動(dòng)機(jī)沒有用數(shù)個(gè)小時(shí)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(guān)系（漏檢和誤判），與葉片在修理過程中的焊接、機(jī)械加工、熱處理、表面處理等等有一定的關(guān)系?？滋綑z測(cè)人員要把握各種影響因素與葉片的關(guān)聯(lián)，正確判斷葉片的損傷形態(tài)和發(fā)展速率是相當(dāng)?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(huì)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(cè)技術(shù)方面來講，我們知道經(jīng)過多次修理后的發(fā)動(dòng)機(jī)在孔探檢測(cè)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(fù)或修理的），我們無法判定是那種類型的葉片zui終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)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(yīng)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(diǎn)，我們建議給修理和修復(fù)過的葉片做明顯的標(biāo)記，以方便孔探檢測(cè)人員把握和判別葉片的類別（即新的、修理的、修復(fù)的），這有以下好處：

1．  明確孔探檢測(cè)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(fù)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(fù)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(xì)的記錄指出大修質(zhì)量存在問題可能性；

4．  從另一個(gè)角度講，這種方式的采納可以觀察和監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)熱部件大修的質(zhì)量，以便引起發(fā)動(dòng)機(jī)修理廠家的足夠重視。

一般來講，發(fā)動(dòng)機(jī)在大修時(shí)對(duì)于不可修理件直接報(bào)廢；對(duì)于可修理件，按照修理規(guī)范修理，檢驗(yàn)合格后裝回原發(fā)動(dòng)機(jī)；對(duì)于可恢復(fù)件，在清洗、檢驗(yàn)合格后裝回原發(fā)動(dòng)機(jī)。 從理論上講，每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪葉片安裝時(shí)都有一個(gè)起始位置，從該位置算起順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即可知道某一葉片所在的位置。

例如：編號(hào)021的葉片經(jīng)過修理后按裝在了28號(hào)位置，安裝人員在安裝時(shí)做好記錄，并把此記錄隨發(fā)動(dòng)機(jī)一起到航空公司。我們知道在大修后的發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)件的修理深度，可這并不方便孔探檢測(cè)人員在現(xiàn)場(chǎng)工作中的確認(rèn)。

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(huì)出現(xiàn)一些意外情況，例如：葉片的冷卻孔在運(yùn)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(hào)，但孔探人員無法知道每一個(gè)葉片的具體情況，因此我們認(rèn)為在葉片上做不同的標(biāo)記可方便于孔探檢測(cè)人員在工作中的確認(rèn)，以便于做定向的針對(duì)性孔探檢測(cè)。這是一個(gè)簡(jiǎn)便易行的方法，這在大修后的發(fā)動(dòng)機(jī)孔探監(jiān)控中顯得尤為重要。

我們希望立一個(gè)課題，來探討無損檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)熱部件修理、孔探檢查之間某種潛在的因果關(guān)系。我們沒有這個(gè)機(jī)會(huì)，更深一點(diǎn)說我們不具備這個(gè)條件。如果在發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí)提出這個(gè)課題，觀察和記錄分析發(fā)動(dòng)機(jī)熱部件修理對(duì)其使用時(shí)限的影響，我們就有可能對(duì)修理后的質(zhì)量監(jiān)控來判斷；分析更新件、修理件、修復(fù)件在一定運(yùn)行時(shí)間下部件材質(zhì)損傷的變化，其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)與壽命的影響。

我們相信一定會(huì)有一個(gè)結(jié)果，還會(huì)得到一個(gè)求證，正是那些修復(fù)、修理的部件是造成發(fā)動(dòng)機(jī)重大故障時(shí)有發(fā)生的潛在因素。那些修復(fù)、修理的部件是造成二次損傷超標(biāo)的主體，這對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)技術(shù)與民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱部件大修中無損檢測(cè)的那些隱形的相互關(guān)系。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，孔探渦流、孔探熒光、孔探超聲、孔探維修已在實(shí)際中得到了應(yīng)用。我們相信孔探檢測(cè)技術(shù)與無損檢測(cè)技術(shù)相互的結(jié)合會(huì)在近幾年中更廣泛的應(yīng)用到檢測(cè)工程中來。

孔探檢測(cè)與無損檢測(cè)如何結(jié)合使用？孔探檢測(cè)與無損檢測(cè)如何結(jié)合使用？