渦槳發(fā)動機渦輪葉片凹坑損傷分析

陳 璐， 劉 靜， 李 琮， 蔣沁辰

（93145部隊，湖南 株洲 412002）

0 引言

航空發(fā)動機在工作過程中，由于不間斷的起停和使用，特別是飛機在執(zhí)行各種復(fù)雜飛行任務(wù)時，渦輪葉片承受著高溫、高壓、高速燃?xì)獾臎_擊，隨著工作時間的推移，容易產(chǎn)生以葉片表面凹坑和剝落為主要特征的外物損傷、以高溫蠕變變形帶來的變形伸長以及具有嚴(yán)重飛行安全威脅的疲勞斷裂等失效模式[1-5]，目前，對航空發(fā)動機渦輪葉片損傷的檢測手段已較成熟，包括在發(fā)動機未拆解狀態(tài)下的孔探檢查、拆解后的光學(xué)顯微檢查，以及渦流、磁粉、滲透著色、超聲波、X射線檢測和中子照相等[6-7]。但對失效模式的分析大多局限于對葉片本身的研究，缺少結(jié)合發(fā)動機整機原理相關(guān)的實際案例。劉麗玉等[8]對某發(fā)動機渦輪葉片在試車過程中緣板處出現(xiàn)的掉塊和裂紋進(jìn)行了分析，定位故障與葉片技術(shù)條件要求不合理有關(guān)；石鳳仙等[9]對某發(fā)動機高壓渦輪葉片開裂原因進(jìn)行了分析，最終定位開裂原因與葉片氣膜孔加工工藝不合理有關(guān)；陶敏等[10]對某發(fā)動機低壓一級渦輪葉片榫頭R處根部發(fā)生斷裂原因進(jìn)行了分析，最終定位斷裂原因與滲鋁工藝中對榫頭防護(hù)不當(dāng)有關(guān)。

本研究以渦輪葉片發(fā)現(xiàn)凹坑損傷的1臺渦槳發(fā)動機為例，通過對葉片損傷處目視檢查、掃描電鏡微觀檢查與能譜分析、光學(xué)顯微鏡金相檢查確定損傷類型，并結(jié)合發(fā)動機裝配維護(hù)和工作原理準(zhǔn)確定位損傷葉片的多余物來源。……