HPT叶片是指高压涡轮(High Pressure Turbo)叶片,是飞机发动机的重要组成部分。飞机发动机的正常工作,需要压气机、涡轮和燃烧室的紧密配合工作。对于高压压气机(HPC)来说,燃烧室里面喷油燃烧把化学能变成热能添加给气体,高温高压的气体通过高压涡轮膨胀做功推动涡轮,又因为HPT跟HPC同轴,轴功率就传给了HPC,达到了增压的目的,从而可以提高发动机进气量、提高发动机的功率和扭矩,实现更大的功率。
从上述工作过程中不难看出,HPT叶片通常处于4高的工作状态中:高温高压高转速高负荷,条件非常恶劣,HPT叶片在热应力、离心力和扭力的共同作用下,容易出现缺陷或损伤,并可能导致叶片断裂,造成发动机空中停车,这对于飞机来说是非常危险的。而孔探检测能够体造发现叶片缺陷,有助于避免飞行事故的发生。以下是北京韦林意威特工业内窥镜有限公司提供的孔探检测场景图。
如何对HPT叶片进行孔探检测
对发动机HPT叶片做孔探检测,通常使用孔探仪,也就是常说的工业内窥镜,包括光学内窥镜和电子内窥镜都可以。检测操作相对简单,以电子内窥镜为例,检测人员一手将探头送入发动机的高压涡轮叶片附件,另一只手拿着手持机,并且可以通过手持机的操控按键进行探头导向、亮度调节等操作,与此同时,可以在手持机显示屏上实时看到检测影像,即:HPT叶片的情况,根据需要可以对缺陷部位拍照或者录制视频。
针对HPT叶片常用的检测方案有以下两种:
1. 先使用直杆内窥镜检查叶片后缘,在发现缺陷的情况下,使用工业视频内窥镜再排查叶片前缘;
2. 也可以无条件地对后缘和前缘做全面检查。
之所以方案二做全面检测,因为有些情况下,即使叶片后缘没有检出缺陷,叶片前缘仍然有可能存在裂纹等问题。不管采用哪种检测方案,一旦检出缺陷,都应该缩短检测周期,密切关注缺陷的发生发展状况。
在HPT叶片的孔探检测中能发现哪些缺陷?
针对HPT叶片的孔探检测,能够检出:叶片掉块、刻痕、烧蚀、材料丢失、隔热层脱落、氧化变色、凹坑等。这些缺陷的出现与叶片使用时间、推力指标、以及工作环境都是有关系,而且各种缺陷的形成往往也有发生发展的过程。例如:叶片前缘最先可能发生隔热层脱落、随后叶片基材氧化变色、后期还会进一步导致材料丢失以及轮廓变形的问题。
在检测中发现缺陷后,可以拍摄静态照片,也可以录制动态视频,如果需要对缺陷严重度做比较准确的评估,还可以进一步测量缺陷的尺寸,例如:裂纹长度、腐蚀坑深度、隔热层脱落面积等,这些信息都有助于对HPT叶片状态做出正确的评估,并指定适应的处理决策。
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