孔探檢測與無損檢測如何結(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，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(zhuǎn)子一片葉片斷裂，第二級功率渦輪轉(zhuǎn)子葉片全部被打斷。經(jīng)現(xiàn)場和孔探檢測，證實(shí)該發(fā)空停是由于發(fā)動機(jī)*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(zhuǎn)子葉片從葉根部位置斷裂。

2、2-3點(diǎn)鐘位置的第二級功率渦輪導(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。

隨后我們對該型號的20臺發(fā)動機(jī)進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jīng)在燃?xì)庵斜┞读艘欢螘r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(jìn)的孔探檢測技術(shù)條件下，針對性的對可能產(chǎn)生損傷的部件部位進(jìn)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(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，在大修時未被及時發(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

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)來評價。而內(nèi)在的更深層次的是管理，即發(fā)動機(jī)熱部件修理與孔探檢測相互間那種隱性的關(guān)聯(lián)。

大家知道發(fā)動機(jī)熱部件損傷的原因是多方面的，當(dāng)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(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)動機(jī)/894710葉片故障的總結(jié)報告，其zui后一句話是：“對于葉片的質(zhì)量問題，需要和廠家進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查”。

說的對，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包括葉片修理前后的無損檢測上。（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(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。

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(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，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.

我們說在發(fā)動機(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。

這里我們了解到，在中國雖有多家發(fā)動機(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)動機(jī)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(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)動機(jī)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(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。孔探檢測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(shù)方面來講，我們知道經(jīng)過多次修理后的發(fā)動機(jī)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(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．  從另一個角度講，這種方式的采納可以觀察和監(jiān)控發(fā)動機(jī)熱部件大修的質(zhì)量，以便引起發(fā)動機(jī)修理廠家的足夠重視。

一般來講，發(fā)動機(jī)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(yàn)合格后裝回原發(fā)動機(jī)；對于可恢復(fù)件，在清洗、檢驗(yàn)合格后裝回原發(fā)動機(jī)。 從理論上講，每一臺發(fā)動機(jī)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(zhuǎn)動，即可知道某一葉片所在的位置。

例如：編號021的葉片經(jīng)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(jī)一起到航空公司。我們知道在大修后的發(fā)動機(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人員在現(xiàn)場工作中的確認(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，但孔探人員無法知道每一個葉片的具體情況，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人員在工作中的確認(rèn)，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(jī)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(jī)熱部件修理、孔探檢查之間某種潛在的因果關(guān)系。我們沒有這個機(jī)會，更深一點(diǎn)說我們不具備這個條件。如果在發(fā)動機(jī)大修時提出這個課題，觀察和記錄分析發(fā)動機(jī)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(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)行時間下部件材質(zhì)損傷的變化，其對發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)與壽命的影響。

我們相信一定會有一個結(jié)果，還會得到一個求證，正是那些修復(fù)、修理的部件是造成發(fā)動機(jī)重大故障時有發(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，這對于發(fā)動機(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技術(shù)與民用航空發(fā)動機(jī)熱部件大修中無損檢測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。我們相信孔探檢測技術(shù)與無損檢測技術(shù)相互的結(jié)合會在近幾年中更廣泛的應(yīng)用到檢測工程中來。

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