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ATR-72飞机PW-127F发动机在役过程中的孔探检测(上)

时间:2020-04-30 点击次数:270

ATR-72飞机PW-127F发动机在役过程中的孔探检测

 

董务江

(南方航空公司新疆分公司飞机维修基地,乌鲁木齐 830016)

 

摘  要: ATR-72双螺旋桨民航机是南航新疆分公司在中国大陆一家使用的在役商用航空器,长期对其PW-127F发动机在使用过程中热部件的损伤视情孔探检测,使得我们总结了许多有益的经验,这对于我们今后的工作有着重要的指导意义。

关键词:孔探检测 ;热部件;发动机;损伤;燃烧室主冷却环;高压涡轮;功率涡轮;空中停车

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日购进了五架由欧洲宇航防务集团与意大利芬梅卡尔卡集团下属的阿莱尼亚航空工业集团合资的ATR飞机厂商(AVIONS DE TRANSPORT REGIONAL”)制造的ATR-72双螺旋桨民航机,该飞机使用的是加拿大普惠生产的PW-127F发动机。

ATR-72飞机基本参数:

    长度:21.17米 、翼展:27.05米 、高度:7.65米、 载客量:62-72人、 空机重量:12,500 公斤、(28550磅) ,最大起飞重量:21,500公斤 (47300磅),航程:1650公里 、巡航速度:511公里/时 、起飞所需最短跑道:1450米 巡航高度:7,000 米 (21,000 ft)

ATR飞机于2011年5月1日退役,在近十四年的在役飞行中,飞机总飞行小时:140,075小时,总起落:115,020起落。对PW-127F发动机孔探(约计900余台次),有记录可查的自2003年8月9日—2011年6月23一日共计612台次,故障吊下发动机自1998年10月14日—2009年8月17日共计88台次(2009年8月18日2011年6月23日孔探45台次未见超标损伤),因孔探发现超标损伤吊下发动机47台次,孔探视情监控使用31台次,其它原因吊发10台次,孔探吊发占总吊发数的百分之八十八点六。

因此回顾、分析、总结PW-127F发动机在役运行过程中的孔探工作,对于我们今后的民用航空发动机孔探工作有着十分必要的借鉴。

PW127F发动机由螺旋桨、压气机(低压压气机(LPC)、高压压气机(HPC))、燃烧室(CC)、高压涡轮(高压涡轮导向器(HPTNGV)、高压涡轮叶片(HPT)、罩环(HPT罩环))、低压涡轮(低压涡轮导向器(LPTNGV)、低压涡轮叶片(LPT)、罩环(LPT罩环))功率涡轮1-2级(PT)转子和导向器、附件等部件组成。

       图1  ATR-72飞机                                图2  PW-127F发动机

 

1   高发性单一损伤

1998年10月7日在对ATR飞机3025号PW-127F、AV0033号发动机(800小时)孔探检查时发现发动机燃烧室外环主冷却环局部材料丢失,其长度达到了120mm,查找相应的手册并无具体的要求。我们将此情况通过工程技术部门向发动机制造厂家普惠公司进行了反映,普惠公司就此下发了服务通告,要求对该型号的发动机燃烧室外环主冷却环在500小时内进行孔探检查(原检查时间为800小时)。然而在随后的2年时间里,这样的损伤在该型号的其它发动机上也相继出现。期间因发动机热部件损伤超标吊发共13台,而因燃烧室外环主冷却环损伤吊发10台,其故障吊发率占到总故障吊发的百分之八十三。如此高发的单一损伤率,在以往的发动机孔探工作中是没有见到的。

 

图3  燃烧室外环主冷却环烧蚀脱落          图4  燃烧室外环主冷却环局部翘起

在发动机制造厂家没有给出合理的解释之前,工程技术部门也在努力的寻找解决的方案。由于新疆地区沙尘的原因,容易在燃油喷嘴通道内形成积碳,造成喷油的不均匀,使得局部温度过高,造成发动机燃烧室外环主冷却环局部烧蚀脱落;同时烧蚀脱落的金属熔渣会堆积在高压涡轮叶片表面,造成高压涡轮叶片的冷却通道堵塞,使得高压涡轮叶片表面温度过高,造成高压涡轮叶片前缘、后缘、叶尖烧蚀。

我们知道高压涡轮叶片叶尖和叶面的状况是获得额定功率的关键,工程技术部门提出了定期水洗发动机、定期孔探检查燃油喷嘴、缩短更换燃油喷嘴的时间。然而问题并没有得到有效的改善。为了保证飞机的飞行安全,我们将孔探监控的时间最终限定在20个飞行小时。

从工程技术方面来讲,一个部件在某一个部位反复出现特定损伤,不是部件的设计问题就是这个部位的加工工艺或材料选用上的问题。在我们多次的信息反馈下,发动机制造厂家更改了外环主冷却环的材料及焊接工艺,使得这一问题得到了根本的解决。

 

表1  PW127F发动机1998年10月14日—2001年10月9日吊发统计

编号

发动机序号

拆下日期

总时间TSN

循环  CSN

本次  TSO

循环  CSO

修理原因

1

AV0033

19981014

797:26

955

797:26

955

燃烧室主冷却环脱落

2

AV0003

19981117

2522:56

1961

2522:56

1961

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

3

AV0004

19990326

2599:35

2381

2599:35

2381

滑油耗量超标,EGT裕度下降过快

4

AV0039

19990701

1587:32

1256

1587:32

1256

燃烧室中央冷却环脱落

5

AV0034

19990728

2425

2047

1884:50

2047

燃烧室中央冷却环脱落

6

AV0012

19990814

2838:17

2489

2838:17

2489

燃烧室主冷却环脱落

7

AV0033

19991126

2921:06

2531

2123:43

1576

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

8

AV0011

20000229

2972:09

2451

2972:09

2451

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

9

AV0039

20000427

2954:18

2215

2954:18

2215

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

10

AV0040

20000723

2681:06

1916

2681:06

1916

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

11

AV0004

20000812

4125:12

3763

1525:37

1382

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

12

AV0023

20000919

3094:58

2301

3094:58

2301

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

13

AV0044

20001016

3065:19

2003

3065:19

2003

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

14

AV0043

20001224

2990:52

2063

2990:52

2063

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

15

AV0045

20010208

2993:42

2231

2993:42

2231

燃烧室主冷却环脱落,热检(H.S.I)

16

AV0003

20010222

5605:57

4621

3083:01

2660

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

17

AV0023

20010508

3850:07

2842

755:09

541

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

18

AV0034

20010603

5404:14

4338

2173:33

1704

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

19

AV0043

20010616

3782:14

2731

791:22

668

发动机超温

20

AV0012

20010719

5925:38

4442

3087:21

1953

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

21

AV0033

20010820

5986:16

4682

3065:10

2151

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

22

AV0039

20010829

5517:26

4418

2563

2203

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

23

AV0023

20010925

4517:29

3431

667:22

589

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

24

AV0004

20011009

5924:48

5141

1799:36

1378

燃烧室主冷却环脱落,大修(OH)

 

   从表1中可以看出就,绝大多数发动机都因燃烧室主冷却环脱落损伤而进场维修了两次,AV0033则进场维修三次,自2001年10月9日到2011年5月1日该部位的损伤再没有发生。

    至此我们意识到,特定部件特定位置的重复性损伤,必须要定期安排针对性孔探检测。如果该损伤在同一型号或同一批次中重复出现,其损伤多是由设计或材料及制造工艺等原因造成的,必须及时地、多次的通报生产厂家,以便引起足够的重视。

由于篇幅太长,北京新兴日祥科技有限公司小编,将后边内容作为下,继续编辑!

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