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1、1,发动机状态监控 与故障诊断,Engine Monitoring & Fault Diagnosis Nov. 2006,航空工程学院 中国民用航空飞行学院,2,第二章 发动机故障的探测,航空工程学院 中国民用航空飞行学院,3,发动机故障的探测,探测方法 无损检测 常规检测： 射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等 孔探检测,4,发动机故障的探测,无损检测也称非破坏性试验 （Non-Destructive Testing, NDT） 指在材料、工件、设备及结构物不被破坏的前提下，利用它们的物理特性因缺陷的存在而发生变化的事实，测定其变化量，从而捡出其内部是否存在缺陷、和缺陷的形
2、状、位置、大小和严重程度和发展趋势，这一检测判断过程称为无损检测。,5,孔探检测,Borescope Inspection BSI 孔探技术的基本原理是采用光学手段通过小孔将密封物体内部的状况传递出来，然后对光学图像进行评估、检测与诊断。 孔探技术可以延长人类的视距，任意改变视线的方向，准确地观察到物体内表面的状况。另外，在孔探检测过程中，与目标对象不发生接触，不形成任何破坏或损伤，也不需要破解或拆开目标对象，因此它也是工业无损检测技术的重要手段。,6,孔探检测,7,孔探检测,8,孔探检测,孔探的发展 1806年德国人Philip Bozzini发明了医用内窥镜 硬杆式内窥镜,9,孔探检测,孔
3、探的发展 软管式光纤镜,10,孔探检测,孔探的发展 软管式电子镜,11,孔探检测,12,孔探检测,13,孔探检测,14,孔探检测,15,孔探检测,16,孔探检测,17,孔探检测,18,孔探检测,孔探技术在航空发动机维护中的应用 1.高压压气机：主要受到进气道吸进的外来物的冲击、发动机的喘振，导致叶片受损以及疲劳损伤。如果一片叶片断裂，就会打坏后面的几级转子叶片，使发动机空中停车。,19,孔探检测,20,孔探检测,孔探技术在航空发动机维护中的应用 2.燃烧室：由于在高温状态下工作，燃烧室受到的主要损伤是热损伤，如燃烧室烧裂、烧穿和掉块等。其原因有材料、燃料、燃油喷射不均匀以及停车后积油等。同时，
4、燃烧室内积碳过多也会影响发动机正常工作，降低燃烧效率。,21,孔探检测,22,孔探检测,孔探技术在航空发动机维护中的应用 3. 高压涡轮：由于导向器叶片工作区域温度最高，而且会受到燃烧不均匀、喷油不均匀的影响，因此最容易发生前缘烧熔、后缘断裂、变形及掉块等。除此之外，高压涡轮转子还会因高速旋转而带来损伤，如因燃烧室掉块打伤涡轮转子叶片等，主要表现为前缘卷曲、掉块、烧熔、裂纹、散热孔堵塞、后缘裂纹、积碳等。,23,孔探检测,24,孔探检测,孔探技术在航空发动机维护中的应用 1.定期的孔探检查。定检通常在无故障飞机上进行，工作开始前应参阅最近一次孔探报告，并了解发动机的技术状况，然后按工单规定逐区
5、域进行检查。 2.突发事件后的检查。突发事件是指发动机喘振、发现异物、外来物打击进气道和参数异常等。内窥检查多针对于某一部位进行检查，工作前应详细了解故障原因，仔细分析损伤部位，并会同有关技术人员制订工作程序，确保不漏检。,25,孔探检测,孔探技术在航空发动机维护中的应用 3.故障监控。发动机常见缺陷可分为3类：可忽略的缺陷；过渡阶段的缺陷，即缺陷不影响飞行安全但如缺陷发展就会危及飞行安全；出现超标需要更换发动机的缺陷。其中第一种缺陷最常见，但在长期使用的发动机上，第二类缺陷较多，因而在换发动机前需要期监控发动机的故障状态，并根据需要控制定检周期长短，直至缺陷超标。,26,孔探检测,. Cra
6、ck (裂纹) Separation of the metal-Always appears as a dark jagged line It is caused by Heat and/or Vibration overstressing metal until it separates-fatigue A crack will not change by varying light intensity It can be Axial, Radial and Circumferential Its length is the most important value for inspecto
7、rs.,27,孔探检测,28,孔探检测,2. Nick (刻痕) Are V shaped The bottom of the Nick will stay bright while the sides are dark Sides will gradually darken when lowering intensity. It may be caused by FOD It can leads cracks Its depth is the most important value for inspector,29,孔探检测,30,孔探检测,3. Dent (压坑) Are U shape
8、d It can be caused by FOD/DOD The entire surface will uniformly brighten & dim when changing the light intensity Its depth is the most important value for inspector,31,孔探检测,32,孔探检测,4. Tears (撕裂) A force greater than the metal can withstand It can be caused by FOD or DOD Usually associated with crack
9、s Its length is the most important value for inspector,33,孔探检测,34,孔探检测,5. Burn (烧伤) Charred metal Usually on HPT nozzles and Combustion Black HPT nozzle all the way around suspect over temperature. Its area is the most important value for inspector,35,孔探检测,36,孔探检测,6. Tip Curl (叶尖卷边) Associated with
10、HPC blades It can be cause by the contact between tip and shroud Its length are the important value for inspector,37,孔探检测,38,孔探检测,7. Missing Material (掉块) Material missing It can be caused by the FOD/DOD or overtemperature Its length and depth are the most important value for inspector,39,孔探检测,40,孔探
11、检测,Report conclusions - Compare with the limits in the AMM - Conclusion With Limits * Serviceable Without Limits Repair Grind *Unserviceable Engine Removal,41,孔探检测,孔探中的注意事项 1.设备对孔探工作的重要性 a.数字化设备 b.颜色的辅助判断（观察烧蚀程度或涂层剥落时，如果色彩还原不好，则会将原来不很严重的烧蚀误判成即将烧穿。因此，要达到很好的色彩还原，必须有很高的灰度等级，这就需要保证光源色温接近于太阳光的色温 6000K c.
12、光源亮度的自动智能型调节 d.全方位的导向功能,42,孔探检测,孔探中的注意事项 2.孔探人员的检测方法 a.探头距观察部位距离的远近 b.观察的角度也非常重,43,孔探检测,孔探技术在的发展方向 自动化 无线遥控式 有线机器人式 立体显示 Real-Depth 原位内窥维修 专家化,44,无损检测,无损检测也称非破坏性试验 （Non-Destructive Testing, NDT） 指在材料、工件、设备及结构物不被破坏的前提下，利用它们的物理特性因缺陷的存在而发生变化的事实，测定其变化量，从而捡出其内部是否存在缺陷、和缺陷的形状、位置、大小和严重程度和发展趋势，这一检测判断过程称为无损检测
13、。,45,无损检测,射线检测 RADIOGRAPHIC TESTING 超声波检测 ULTRASONIC TESTING 磁粉检测 MAGNETIC PARTICLE TESTING 渗透检测 PENETRANT TESTING 涡流检测 EDDY CURRENT TESTING 航空维修中一般根据被检测工件的特点，选择一种或者二种方法进行检测，就能获得良好的结果。,46,无损检测,无损检测方法选择时，应该注意 1.原位检测时，考虑工件的装配特性，考虑可达性 2.材料性质 3.工件的几何外形尺寸 4.工件在使用中的受力状态 5.工件的表面状况,47,无损检测,常用检测方法的使用范围 超声检测:
14、使用于飞机、发动机上主要承力构件的表面和内部裂纹等缺陷故障的检查，也可以用于测量材料的厚度 涡流检测：适用于导电材料的表面裂纹、凹坑、腐蚀等的检查,48,无损检测,常用检测方法的使用范围 磁粉检测：适用于飞机、发动机上的铁磁性材料零件的表面和近表面裂纹等缺陷的检测 射线检测：适用于飞机、发动机上承力件焊缝质量的检查；飞机蒙皮、肋条间的裂纹、腐蚀、以及外来物；检查蜂窝结构内部是否有水,49,无损检测,常用检测方法的使用范围 渗透检测：适用于飞机、发动机承力件和零备件表面开口缺陷的检测,50,渗透检测,渗透检测：采用渗透剂渗入工件表面开口缺陷，在清除工件表面的渗透剂后，从缺陷回渗的渗透剂可以显示缺
15、陷的位置、形状和大小，从而实现工件表面开口缺陷的检测 可用于锻件、焊件和铸件的表面开口缺陷的检测，特别是铝合金、镁合金、钛合金、奥氏体不锈钢等有色金属材料和非铁性材料制件的表面开口缺陷检测。,51,渗透检测,渗透检测的定义： 渗透检测是一种以毛细作用原理为基础的用于检测非多孔性金属或非金属材料中开口到表面的不连续性的一种无损检测方法,52,渗透检测,原理： 渗透检验是当将渗透剂施加到工件表面上时，渗透剂在毛细作用下，会渗入工件内开口到表面的缺陷中，去除工件表面多余的渗透剂后，施加一层显像粉，利用毛细作用，保留在缺陷内部的渗透剂被吸出后在特定的光线下形成显示。,53,渗透检测,54,渗透检测,基
16、本步骤 1.被检测面预处理 (预清洗） 2.施加渗透剂 3.去除多余的渗透剂 4.施加显像剂进行显像 5.检测 6.后处理 注：在使用的过程中，有时一些规范允许使用自显像，第4)步会被节省，但这要牺牲降低检测灵敏度为代价,55,渗透检测,着色渗透检测6个基本步骤,56,渗透检测,荧光渗透检测6个基本步骤,57,渗透检测,渗透程序 （1）试件表面的预清洗：试件表面可经过如酸洗、碱洗、溶剂清洗等使试件表面清洁，防止表面污物遮蔽缺陷和形成不均匀的背景衬托造成判别困难，并且应尽可能地去除表面开口缺陷中的填充物，清洗后还需进行干燥，以保证渗透效果。预清洗工序中特别要注意采用的清洗介质不能影响所应用的渗透液的性能（即不应与渗透液能发生反应而导致渗透液失效或性能下降）。,58,渗透检测,渗透程序 （2）渗透：着色渗透检验采用的着色渗透液一般是加入了红色染料的有机溶剂，并含有增强渗透能力的界面活性剂以及其他为保障渗透液性能的添加剂。也有一种着色渗透液属于反应型渗透液，它本身是无色透明的，但是遇到显像剂后将会发生化学反应而在白光下呈现红色
