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發(fā)動機葉片超聲波探傷采用USN60超聲波探傷儀
點擊次數(shù)：216 發(fā)布時間：2014-11-15
V2500發(fā)動機是IAE公司研制的軸流式、雙轉(zhuǎn)子、高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，它有A5/D5兩大系列，該發(fā)動機被廣泛應(yīng)用于A321、A320、A319和MD90等中型民用飛機上。由于設(shè)計原因，其4級高壓壓氣機葉片在服役過程中出現(xiàn)了一些問題，根據(jù)IAE資料,在故障葉片后緣根部的榫頭區(qū)域發(fā)現(xiàn)裂紋，在交變負(fù)荷作用下,裂紋會迅速擴展,造成葉片斷裂并引起發(fā)動機中斷起飛或空中停車。2005年，國內(nèi)某航空公司一架A320飛機，就發(fā)生了一起由該故障引起的發(fā)動機空中停車。
為預(yù)防此故障的發(fā)生，IAE發(fā)布服務(wù)通告SB72-0295，要求運營商對該型號發(fā)動機4級HPC葉片進行在役無損檢測。
1 檢測系統(tǒng)
執(zhí)行SB72-0295,需要借助孔探儀來觀察葉片位置，通過IAE提供的超聲波工具包進行檢查。如下圖所示，該工具包有三部分組成:
（1）超聲波探傷儀: GE USN52
（2）超聲波探頭驅(qū)動凸輪
（3）校驗平臺
超聲波探頭驅(qū)動凸輪 GE USN52 超聲波探傷儀
如下圖2所示超聲波探頭被固定在操縱臂上，探頭導(dǎo)線和耦合劑導(dǎo)管均安裝在臂管內(nèi)，操做凸輪手柄，操縱臂可彎曲伸展，下圖2為凸輪非工作位。
如下圖1所示校驗平臺工作圖，探頭驅(qū)動凸輪固定在校驗平臺并處于工作位。收縮后的操縱臂在鋼制活動結(jié)的作用下，彎成特殊形狀和角度，此時探頭剛好貼覆于4級HPC葉片葉盆一側(cè)平臺。校驗平臺上，分別裝有無缺陷和缺陷葉片，在凸輪非工作位下（操縱臂伸展），松開黑色手柄，可調(diào)整葉片位置，用以校驗儀器。
2 工作應(yīng)用
2.1 GE USN52探傷儀器校驗
（1）安裝超聲探頭凸輪裝置到校驗平臺、連接GE超聲儀，確保耦合管路通暢。
（2）推動無缺陷葉片至工作位并鎖緊，轉(zhuǎn)動凸輪手柄到工作位，輕輕向前推動手柄，此時探頭將貼緊葉片平臺。調(diào)整儀器相關(guān)參數(shù)如：RANGE（聲程）、DELAY（延遲） 、GAIN（增益）等，使葉片根部回波信號位于80%水平位置并不低于100%波高。（圖4）
（3）轉(zhuǎn)動凸輪手柄到非工作位，將缺陷葉片推至工作位并鎖緊。重復(fù)步驟（2）將缺陷回波調(diào)至65%水平位置 、100%波高，在61～70%間設(shè)置報警閘門,門限40%高。（圖3）
2.2 檢查程序
工作準(zhǔn)備 依據(jù)發(fā)動機相關(guān)手冊，通過接近孔安裝孔探探頭。如圖5所示，孔探頭通過接近口進入3級VSV葉片間，注意此時VSV應(yīng)在全開位，否則會損傷孔探頭。VSV全開位會使VSV葉片后緣處于合適的觀察位置，這一點是非常重要的。將超聲探頭操縱臂緩慢放入接近口并鎖緊安裝座螺釘，超聲探頭凸輪裝置通過安裝座固定在發(fā)動機上，在凸輪非工作位時，操縱臂位于VSV與4級HPC葉片之間。
檢查 壓氣機葉片轉(zhuǎn)動方式，這里采用人工轉(zhuǎn)動。需要強調(diào)的是:轉(zhuǎn)動葉片前，凸輪裝置一定要在非工作位，否則會損傷超聲探頭。緩慢轉(zhuǎn)動葉片，如圖6示,當(dāng)VSV后緣與4級HPC葉片平臺邊緣重合時，此位置為*檢查位。轉(zhuǎn)動凸輪手柄使超聲探頭伸至葉片平臺表面，仔細(xì)觀察超聲儀，如果葉片回波沒有出現(xiàn)，可緩慢沿箭頭方向轉(zhuǎn)動葉片1～2mm，直至出現(xiàn)與校驗一致的回波信號,仔細(xì)觀察波形變化。重復(fù)以上步驟，檢查下一葉片。
3 缺陷評估
超聲波檢測信號的評判對于檢查結(jié)果的正確性很關(guān)鍵，正常葉片根部回波應(yīng)出現(xiàn)在80%水平位置且幅度不小于100%，在報警門附近無信號波，這種情況，我們可判定該葉片合格。如果回波信號小于100%波高，首先要通過孔探儀確認(rèn)葉片的旋轉(zhuǎn)位置是否*，耦合劑的施加是否到位，超聲儀參數(shù)有無變動，排除以上因素后，再次對葉片檢查。假使回波信號幅度仍低于100%，應(yīng)從發(fā)動機上拆下超聲波探頭驅(qū)動裝置，在校驗平臺上重新校驗系統(tǒng)。如果信號仍小于100%FSH，超聲波探頭可能存有故障，應(yīng)更換探頭。若校驗結(jié)果滿足手冊要求，而在發(fā)動機上檢測時，葉片回波信號還是小于100%波高，那么該葉片存在缺陷，其裂紋走向可能偏離于超聲波主聲束垂直方向，超聲探頭沒有接收到zui大的反射回波。
另外，如果回波信號在61～70%水平范圍間且幅度大于40%波高，此信號為缺陷指示，該葉片不滿足使用要求,對于發(fā)現(xiàn)的缺陷葉片做好定位和記錄。
4 影響因素
實際檢測中，應(yīng)注意以下幾個方面，否則會對檢測結(jié)果造成干擾：
（1） 不能使用常規(guī)耦合劑，它會堵塞耦合劑導(dǎo)管，必須使用非礦物質(zhì)水作為耦合介質(zhì)；
（2） 耦合劑瓶應(yīng)置于高出探頭的位置，以便水耦合劑順暢的流動；
（3） 檢測過程中，注意觀察水平基線上有否草狀雜波出現(xiàn)，如果沒有，可能耦合有問題。反復(fù)按壓凸輪幾次，確保水耦合劑充分潤濕檢查面；
（4） 轉(zhuǎn)動葉片時，凸輪操縱臂應(yīng)處于非工作位，否則會損傷超聲探頭；
（5） 4級葉片的轉(zhuǎn)動位置很關(guān)鍵，一定要使其平臺邊緣與VSV后緣重合時，再進行檢測；
5 小結(jié)
這項工作的難點在于檢測時機的把握和對超聲回波信號的分析判斷上。這就要求操作人員具有豐富的工作經(jīng)驗，充分理解IAE 服務(wù)通告的內(nèi)容，嚴(yán)格按工作單操作，對檢查結(jié)果做出客觀、準(zhǔn)確的評判。