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ATR-72飛機(jī)PW-127F發(fā)動(dòng)機(jī)在役過(guò)程中的孔探檢測(cè)（上）
ATR-72飛機(jī)PW-127F發(fā)動(dòng)機(jī)在役過(guò)程中的孔探檢測(cè)
董務(wù)江
（南方航空公司新疆分公司飛機(jī)維修基地，烏魯木齊 830016）
摘 要: ATR-72雙螺旋槳民航機(jī)是南航新疆分公司在中國(guó)大陸一家使用的在役商用航空器，長(zhǎng)期對(duì)其PW-127F發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中熱部件的損傷視情孔探檢測(cè)，使得我們總結(jié)了許多有益的經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于我們今后的工作有著重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：孔探檢測(cè) ；熱部件；發(fā)動(dòng)機(jī)；損傷；燃燒室主冷卻環(huán)；高壓渦輪；功率渦輪；空中停車
The borescope inspection control for PW-127F engines of ATR-72 aircraft in service
Dong Wu Jiang
(China Southern Airline Xinjiang Branch Aircraft Maintenance Base,Urumqi830016,China)
Abstract: The twin propeller aircraft ATR-72 is a kind of commercial aircraft that only service for China Southern Airline Xinjiang Branch in China, the on-condition borescope inspection for the in service hot parts of the engine PW-127 for many years provide us lots useful experience, it means a lot for direct our works in future.
Keywords: Borescope ; Hot parts; Engine; Damage; Main cooling ring of combustion chamber;High pressure turbine;Power turbine; engineoff in flight
南方航空公司新疆分公司（原新疆航空公司）在1997年8月1日購(gòu)進(jìn)了五架由歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)與意大利芬梅卡爾卡集團(tuán)下屬的阿萊尼亞航空工業(yè)集團(tuán)合資的ATR飛機(jī)廠商（“AVIONS DE TRANSPORT REGIONAL”）制造的ATR-72雙螺旋槳民航機(jī)，該飛機(jī)使用的是加拿大普惠生產(chǎn)的PW-127F發(fā)動(dòng)機(jī)。
ATR-72飛機(jī)基本參數(shù):
長(zhǎng)度：21.17米 、翼展：27.05米 、高度：7.65米、 載客量：62-72人、 空機(jī)重量：12,500 公斤、（28550磅） ，大起飛重量：21,500公斤 （47300磅），航程：1650公里 、巡航速度：511公里／時(shí) 、起飛所需短跑道:1450米 巡航高度：7,000 米 (21,000 ft)。
ATR飛機(jī)于2011年5月1日退役，在近十四年的在役飛行中，飛機(jī)總飛行小時(shí)：140,075小時(shí)，總起落：115,020起落。對(duì)PW-127F發(fā)動(dòng)機(jī)孔探（約計(jì)900余臺(tái)次），有記錄可查的自2003年8月9日—2011年6月23一日共計(jì)612臺(tái)次，故障吊下發(fā)動(dòng)機(jī)自1998年10月14日—2009年8月17日共計(jì)88臺(tái)次（2009年8月18日2011年6月23日孔探45臺(tái)次未見超標(biāo)損傷），因孔探發(fā)現(xiàn)超標(biāo)損傷吊下發(fā)動(dòng)機(jī)47臺(tái)次，孔探視情監(jiān)控使用31臺(tái)次，其它原因吊發(fā)10臺(tái)次，孔探吊發(fā)占總吊發(fā)數(shù)的百分之八十八點(diǎn)六。
因此回顧、分析、總結(jié)PW-127F發(fā)動(dòng)機(jī)在役運(yùn)行過(guò)程中的孔探工作，對(duì)于我們今后的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)孔探工作有著十分必要的借鑒。
PW127F發(fā)動(dòng)機(jī)由螺旋槳、壓氣機(jī)（低壓壓氣機(jī)（LPC）、高壓壓氣機(jī)（HPC））、燃燒室（CC）、高壓渦輪（高壓渦輪導(dǎo)向器（HPTNGV）、高壓渦輪葉片（HPT）、罩環(huán)（HPT罩環(huán)））、低壓渦輪（低壓渦輪導(dǎo)向器（LPTNGV）、低壓渦輪葉片（LPT）、罩環(huán)（LPT罩環(huán)））功率渦輪1-2級(jí)（PT）轉(zhuǎn)子和導(dǎo)向器、附件等部件組成。
圖1 ATR-72飛機(jī) 圖2 PW-127F發(fā)動(dòng)機(jī)
1 高發(fā)性單一損傷
1998年10月7日在對(duì)ATR飛機(jī)3025號(hào)PW-127F、AV0033號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)（800小時(shí)）孔探檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)局部材料丟失，其長(zhǎng)度達(dá)到了120mm，查找相應(yīng)的手冊(cè)并無(wú)具體的要求。我們將此情況通過(guò)工程技術(shù)部門向發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠家普惠公司進(jìn)行了反映，普惠公司就此下發(fā)了服務(wù)通告，要求對(duì)該型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)在500小時(shí)內(nèi)進(jìn)行孔探檢查（原檢查時(shí)間為800小時(shí)）。然而在隨后的2年時(shí)間里，這樣的損傷在該型號(hào)的其它發(fā)動(dòng)機(jī)上也相繼出現(xiàn)。期間因發(fā)動(dòng)機(jī)熱部件損傷超標(biāo)吊發(fā)共13臺(tái)，而因燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)損傷吊發(fā)10臺(tái)，其故障吊發(fā)率占到總故障吊發(fā)的百分之八十三。如此高發(fā)的單一損傷率，在以往的發(fā)動(dòng)機(jī)孔探工作中是沒有見到的。
圖3 燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)燒蝕脫落 圖4 燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)局部翹起
在發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠家沒有給出合理的解釋之前，工程技術(shù)部門也在努力的尋找解決的方案。由于新疆地區(qū)沙塵的原因，容易在燃油噴嘴通道內(nèi)形成積碳，造成噴油的不均勻，使得局部溫度過(guò)高，造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室外環(huán)主冷卻環(huán)局部燒蝕脫落；同時(shí)燒蝕脫落的金屬熔渣會(huì)堆積在高壓渦輪葉片表面，造成高壓渦輪葉片的冷卻通道堵塞，使得高壓渦輪葉片表面溫度過(guò)高，造成高壓渦輪葉片前緣、后緣、葉尖燒蝕。
我們知道高壓渦輪葉片葉尖和葉面的狀況是獲得額定功率的關(guān)鍵，工程技術(shù)部門提出了定期水洗發(fā)動(dòng)機(jī)、定期孔探檢查燃油噴嘴、縮短更換燃油噴嘴的時(shí)間。然而問題并沒有得到有效的改善。為了保證飛機(jī)的飛行安全，我們將孔探監(jiān)控的時(shí)間終限定在20個(gè)飛行小時(shí)。
從工程技術(shù)方面來(lái)講，一個(gè)部件在某一個(gè)部位反復(fù)出現(xiàn)特定損傷，不是部件的設(shè)計(jì)問題就是這個(gè)部位的加工工藝或材料選用上的問題。在我們多次的信息反饋下，發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠家更改了外環(huán)主冷卻環(huán)的材料及焊接工藝，使得這一問題得到了根本的解決。
表1 PW127F發(fā)動(dòng)機(jī)1998年10月14日—2001年10月9日吊發(fā)統(tǒng)計(jì)
編號(hào) | 發(fā)動(dòng)機(jī)序號(hào) | 拆下日期 | 總時(shí)間TSN 循環(huán) CSN | 本次 TSO 循環(huán) CSO | 修理原因 |
1 | AV0033 | 19981014 | 797:26 955 | 797:26 955 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落 |
2 | AV0003 | 19981117 | 2522:56 1961 | 2522:56 1961 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
3 | AV0004 | 19990326 | 2599:35 2381 | 2599:35 2381 | 滑油耗量超標(biāo),EGT裕度下降過(guò)快 |
4 | AV0039 | 19990701 | 1587:32 1256 | 1587:32 1256 | 燃燒室中央冷卻環(huán)脫落 |
5 | AV0034 | 19990728 | 2425 2047 | 1884:50 2047 | 燃燒室中央冷卻環(huán)脫落 |
6 | AV0012 | 19990814 | 2838:17 2489 | 2838:17 2489 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落 |
7 | AV0033 | 19991126 | 2921:06 2531 | 2123:43 1576 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
8 | AV0011 | 20000229 | 2972:09 2451 | 2972:09 2451 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
9 | AV0039 | 20000427 | 2954:18 2215 | 2954:18 2215 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
10 | AV0040 | 20000723 | 2681:06 1916 | 2681:06 1916 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
11 | AV0004 | 20000812 | 4125:12 3763 | 1525:37 1382 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
12 | AV0023 | 20000919 | 3094:58 2301 | 3094:58 2301 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
13 | AV0044 | 20001016 | 3065:19 2003 | 3065:19 2003 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
14 | AV0043 | 20001224 | 2990:52 2063 | 2990:52 2063 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
15 | AV0045 | 20010208 | 2993:42 2231 | 2993:42 2231 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，熱檢（H.S.I） |
16 | AV0003 | 20010222 | 5605:57 4621 | 3083:01 2660 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
17 | AV0023 | 20010508 | 3850:07 2842 | 755:09 541 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
18 | AV0034 | 20010603 | 5404:14 4338 | 2173:33 1704 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
19 | AV0043 | 20010616 | 3782:14 2731 | 791:22 668 | 發(fā)動(dòng)機(jī)超溫 |
20 | AV0012 | 20010719 | 5925:38 4442 | 3087:21 1953 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
21 | AV0033 | 20010820 | 5986:16 4682 | 3065:10 2151 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
22 | AV0039 | 20010829 | 5517:26 4418 | 2563 2203 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
23 | AV0023 | 20010925 | 4517:29 3431 | 667:22 589 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
24 | AV0004 | 20011009 | 5924:48 5141 | 1799:36 1378 | 燃燒室主冷卻環(huán)脫落，大修（OH） |
從表1中可以看出就，絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)都因燃燒室主冷卻環(huán)脫落損傷而進(jìn)場(chǎng)維修了兩次，AV0033則進(jìn)場(chǎng)維修三次，自2001年10月9日到2011年5月1日該部位的損傷再?zèng)]有發(fā)生。
至此我們意識(shí)到，特定部件特定位置的重復(fù)性損傷，必須要定期安排針對(duì)性孔探檢測(cè)。如果該損傷在同一型號(hào)或同一批次中重復(fù)出現(xiàn)，其損傷多是由設(shè)計(jì)或材料及制造工藝等原因造成的，必須及時(shí)地、多次的通報(bào)生產(chǎn)廠家，以便引起足夠的重視。
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