航空发动机涡轮叶片的检测技术
航空发动机孔探检测技术与无损检测
航空发动机孔探检测技术与无损检测作者：董务江南方航空新疆分公司飞机维修基地民航运输做为安全便捷的交通工具已被我们广泛的接受，但是每一个旅客都多少会担心民用航空器的安全问题。
飞机发动机是民用航空器的心脏，通过孔探检测监控技术，保证发动机安全有效的在役运行，是发动机孔探人员的责任。
通过以下一些案例的分析，让你走进我们。
1 典型案例1.1 南航广西分公司高压涡轮叶片断裂南航广西分公司2011年12月29日报告，B-5193飞机左发CFM56-7/894710发动机高压压气机振动值偏大，即对该发进行针对性孔探检测，结果发现一片高压涡轮叶片从1/3处断裂（图1），其余有多处打伤，低压涡轮叶片也有多处打伤。
低压涡轮叶片损伤图1 高压涡轮叶片从1/3处断裂图2 发动机890503高压涡轮叶片断裂1.2 南航贵阳分公司高压涡轮叶片断裂南航贵阳分公司2012年4月26日B-5120飞机起飞后不久空中停车。
安全落地后孔探检测发现CFM56-7/890503发动机高压涡轮叶片从根部断裂（图2）在图2中的事例，我们对同类型高压涡轮叶片在大修时进行的荧光检验及涡流检验，在叶根榫头压力面上曾发现荧光显示，进行涡流检验发现超标信号。
其典型显示如（图3）所示，由于叶片未断裂，我们有幸得到了完整的裂纹显示形貌，在100倍放大镜下如（图4）所示，此为典型的疲劳裂纹，而且，疲劳初期阶段已经完成，处于扩展初期。
由于这种裂纹的存在无法通过孔探检查出来，只能在大修时检查，这就要求叶片在大修时必须严格执行检验程序。
图 3 叶片疲劳裂纹荧光显示图4 疲劳裂纹放大显示1.3 南航新疆分公司高压涡轮叶片断裂2007年04月10日和2007年05月23日，3022飞机的右发AV0033和3025飞机的右发AV0039在飞行停场后，车间维护人员发现其浆叶被卡住不能正常转动，并发现第2级功率涡轮叶片有不同程度的打伤的现象。
经孔探检测发动机的热部件，发现这两台发动机的损伤情况相似，其损伤是第1、2级功率涡轮转子叶片严重打伤，导向器上部材料严重脱落，其中AV0039发动机的第1级功率涡轮转子叶片离根部1/3处断裂。
航空发动机涡轮叶片裂纹检测信号特征提取
航空发动机涡轮叶片裂纹检测信号特征提取于霞;张卫民;邱忠超;陈国龙;赵敦慧【摘要】航空发动机涡轮叶片是高精密重要器件,其表面微裂纹检测属于不规则曲面检测的一种,是无损检测领域研究的热点和难点.考虑到涡流检测的特有优势,设计了一种不同于传统方式的简单实用且有效的差激励涡流探头,实现对涡轮叶片预制微裂纹的识别.由于叶片表面为曲率变化的弧面,检测过程难免会发生提离,因此获得的检测信号中包含噪声和多个奇异点等多种干扰因素.为保证缺陷位置重要信息不丢失,采用镜像延拓经验模态分解(EMD)重构与小波奇异性检测相结合的方法对得到的微裂纹信号进行处理,滤除了非裂纹位置的多处畸变点影响,有效准确地实现了叶片微裂纹位置的判定.实验结果表明,该方法可以有效降低检测信号的噪声和干扰,准确提取裂纹信号特征信息,对飞机涡轮叶片类零件微缺陷的早期检测和完整有效性评估具有一定的借鉴意义.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2014(035)008【总页数】8页(P1267-1274)【关键词】航空、航天系统工程;航空发动机涡轮叶片;微裂纹;镜像延拓经验模态分解;小波奇异性【作者】于霞;张卫民;邱忠超;陈国龙;赵敦慧【作者单位】北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;中国兵器工业导航与控制技术研究所,北京100089【正文语种】中文【中图分类】TG115.28叶片作为航空发动机核心零件,其可靠性直接影响到发动机的利用率、经济效益以及飞机的飞行安全。
如何应用先进无损检测方法有效快速及准确地检测叶片类曲面零件的缺陷是国内外专家学者共同关注和研究的问题。
综合考虑目前飞机叶片表面常用的无损检测方法及当前的一些研究成果,发现其中涡流检测对金属表面微裂纹的识别具有突出的优势。
为了获取准确的特征信息以提高涡流检测技术对裂纹缺陷的检测能力,设计了一种新型3线圈相互平行的差激励涡流检测探头,其中两侧相互平行的线圈为激励线圈,中间为用于测量一维磁场的感应线圈。
航空发动机涡轮叶片冷却技术综述
航空发动机涡轮叶片冷却技术一、引言航空发动机自诞生以来，对它的基本发展要求就是推力更大、推重比更高、耗油率更低、质量更轻、耐久性更好和费用更低等。
因此，航空发动机涡轮的发展趋势主要在以下两个方面：其一是不断提高涡轮前温度；其二就是不断增加涡轮气动负荷，采用跨音速涡轮设计方案，减少涡轮级数和叶片排数。
在现有技术条件下，并在保证尺寸小、质量轻的情况下，提高涡轮前温度，是获得大推力和高推重比的主要措施之一。
从理论上讲，涡轮进口温度每提高100℃，航空发动机的推重比能够提高10%左右。
当前，先进航空发动机涡轮前温度已经达到1900K 左右，这远远超过了涡轮叶片所用的高温合金材料的熔点温度。
为了保证涡轮叶片在高温燃气环境下安全可靠地工作，就必须对叶片采取冷却和热防护措施。
对于高温所带来的一系列问题，解决的办法主要有两个：一是提高材料的耐热性，发展高性能耐热合金，制造单晶叶片；二是采用先进的冷却技术，以少量的冷却空气获得更高的降温效果。
其中材料的改善占40%，冷却技术占60%。
对于军用航空发动机，第3代的涡轮进口温度为1680~1750K，涡轮叶片耐温能力主要通过第1代单晶合金或定向合金和气膜冷却技术保证；第4代的涡轮进口温度达到1850~1980K，涡轮叶片耐温能力主要通过第2代单晶合金和对流-冲击-气膜复合冷却技术来保证；未来一代的涡轮进口温度将高达2200K，预计涡轮叶片耐温能力通过第3代单晶合金或陶瓷基复合材料等耐高温材料和包括层板发散冷却在内的更加高效的冷却技术来保证。
二、航空发动机涡轮叶片冷却技术概述涡轮冷却技术研究始于上个世纪40年代，大约在1960年，气冷涡轮首次应用于商业航空发动机上。
经过多年的发展，目前基本上形成了由内部冷却和外部冷却构成的涡轮叶片冷却方案。
1.内部冷却其基本原理是冷气从叶片下部进入叶片内部，通过带肋壁的内流冷却通道，对叶片的内表面实施有效的冷却，一部分冷气通过冲击孔，以冲击冷却的形式对叶片前缘内表面进行冷却，剩下的一部分气体经过叶片尾部的扰流柱，被扰动强化换热以后从尾缘排出。
航空发动机涡轮叶片精密成型技术分析
航空发动机涡轮叶片精密成型技术分析摘要：航空发动机技术复杂且难以制造。
世界上只有几个国家可以完成航空发动机的设计和制造。
中国不断发展航空发动机的设计和制造，以提高自身的制造水平。
空心涡轮叶片是高性能航空发动机的主要部件之一，制造困难长期以来一直给中国的制造公司带来麻烦。
通过分析空心涡轮叶片的结构特性，分析和解释空心涡轮叶片的精密成型技术。
关键词：空心涡轮叶片；精密成型技术；精密铸造前言空心涡轮叶片是高性能航空发动机的关键组件，由于对精度的要求和制造困难，我们无法批量生产空心涡轮叶片。
为了提高空心涡轮叶片的制造合格率，我们将从叶片精密铸造的“形状控制”和“可控制性”两个方面出发分析空心涡轮叶片的精密铸造工艺，以提高叶片精密铸造的质量。
需要1空心涡轮叶片的精密铸造技术现代飞机发动机正朝着高推进力和低油耗的方向发展。
为了实现这一目标，当今世界上的主流方法是提高航空发动机涡轮的进气温度。
发动机涡轮的当前入口温度已经很高。
随着温度的不断升高，发动机涡轮叶片的温度达到1880℃±50℃，为了解决这个问题，目前的涡轮叶片主要用于复合膜冷却的单晶空心涡轮叶片（称为空心涡轮叶片）。
由于结构的复杂性和材料的特殊性，熔模铸造工艺主要用于制造空心涡轮叶片，但由于精度低，产量低，该工艺存在使空心涡轮叶片具有高性能的问题。
有。
通常，当今的空心涡轮叶片精密铸造的产率约为10％，其中约90％的废叶片的形状和尺寸偏差约为50％，而重结晶缺陷约占25％。
主要原因是铸造缺陷。
为了提高空心涡轮叶片的制造成品率，有必要解决“形状控制”和“铸造控制”两个问题：精密铸造后的尺寸精度和复合材料性能。
空心涡轮叶片的工艺复杂且难以制造：粗略的制造过程如下：首先，使用模芯来完成空心涡轮叶片精密铸造所需的陶瓷芯，并且陶瓷芯是空心的填充零件。
用来。
随后，使用蜡模工艺在芯的外层上制备涡轮叶片蜡模，然后通过烧结注射成型和其他工艺来制造空心涡轮叶片粗糙毛坯。
航空发动机叶片残余型芯中子照相检测
航空发动机叶片残余型芯中子照相检测王倩妮 1,2， 郭广平 1,2， 顾国红 1， 唐 彬 3， 尹 伟 3， 陈子木 1,2， 张建合 1,2（1. 中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；2. 航空材料检测与评价北京市重点实验室，北京 100095；3. 中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川 绵阳 621900）[摘 要]空心涡轮叶片是航空发动机最重要的热端部件之一，叶片内腔若存在残余型芯将严重影响冷却效果，导致叶片过热而提前失效，对发动机造成致命损伤。
常用无损检测方法由于检测范围无法覆盖完整叶片或检测灵敏度不足等原因，无法有效检出叶片内腔残芯。
中子照相检测与X 射线照相检测原理类似，但衰减特性迥异，使其检测叶片残余型芯成为可能。
国外叶片制造企业自1970年代就开始采用中子照相技术检测叶片残芯，并建立企业标准；我国相关研究工作不足10 a ，虽然目前已在某些发动机叶片上开展试验性应用，但缺少检测标准和中子源资源不足等问题亟待解决。
[关键词]航空发动机； 涡轮叶片； 残余型芯； 中子照相； 无损检测[中图分类号] TG115.28 [文献标志码] A doi ：10.3969/j.issn.1673-6214.2021.01.008[文章编号] 1673-6214(2021)01-0076-07Neutron Radiography Detection of Residual Core in Turbine BladesWANG Qian-ni 1,2，GUO Guang-ping 1,2，GU Guo-hong 1，TANG Bin 3，YIN Wei 3，CHEN Zi-mu 1,2，ZHANG Jian-he 1,2(1. AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China ；2. Beijing Key Laboratory of Aeronautical Materials Testing and evaluation, Beijing 100095, China ；3. CAEP Institute of Nuclear Physics and Chemistry, Sichuan Mianyang 621900, China)Abstract: Hollow turbine blade is one of the most important hot end components of aero-engine. The residual core produced in the blade manufacturing process will seriously affect the cooling effect, which will lead to blade overheating and premature failure,causing fatal damage to the engine. The common non-destructive testing methods cannot detect the residual core in hollow blades effectively because the detectable area cannot cover the whole blade or the detection sensitivity is insufficient. The principle of neutron radiography is similar to that of X-ray radiography, but the attenuation characteristics are quite different, which makes it possible to detect the residual cores. Neutron radiography has been used to detect the residual core in turbine blades since 1970s abroad and related company standards have been established. The research work in China is less than 10 years, although experimental application has been carried out on some blades, the problems of lack of inspection standards and neutron source resources need to be solved.Key words: aero engine; turbine blade; residual core; neutron radiography; nondestructive testing0 引言航空发动机是飞机的“心脏”，涡轮叶片在发动机工作时承受高温、高载荷、高转速、复杂应力、燃气腐蚀，是发动机中工作条件最为苛刻的核心和关键的部件。
涡轮叶片常见故障分析与修理技术
涡轮叶片常见故障分析与修理技术【摘要】本论文主要阐述了WP-5发动机涡轮叶片的常见故障及其修理技术，并适当介绍其它发动机修理技术。
涡轮叶片是航空发动机的主要部件，它的使用环境苛刻，数量多，几何形状复杂，材料化学成分和组织状态要求严格。
因此，制造工序多，工艺复杂；在使用过程中出现的故障直接影响到发动机的使用寿命和飞行安全。
是航空发动机检查和维修的工作重点。
关键词：涡轮叶片，常见故障，修理技术，使用寿命，飞行安全Abstract: This paper mainly expounds the common fault of WP-5 turbine blades and repair technology, and appropriate to introduce other engine repair technology. Turbine blades are the main component of aviation engine, its use in harsh environment, quantity, complex geometry, material chemical composition and microstructure of strict. Therefore, manufacturing process, complex process; fault appearing in the use process directly affect the service life of the engine and flight safety. The aircraft engine is the focus of the work of inspection and repair. Key words:Turbine blade, common failure, repair technology, the service life, flight safet y目录1 XXXX.................................................................................................................... 错误！未定义书签。
航空发动机涡轮叶片表面质量要求
航空发动机涡轮叶片表面质量要求
航空发动机涡轮叶片作为发动机的关键部件，其表面质量要求极为严格，主要体现在以下几个方面：
几何精度：涡轮叶片的型面（包括叶型、榫头、冷却通道等）必须具备极高的几何精度，以确保气动性能的优化和热力学效率的最大化。
这包括尺寸公差、形状公差以及位置公差等。
表面粗糙度：涡轮叶片工作环境极端恶劣，高温、高速旋转且承受巨大离心力，因此对叶片表面粗糙度有非常苛刻的要求，以减少空气动力学损耗和提高热传导效率。
通常，叶片的工作表面粗糙度需达到微米级别甚至纳米级别。
涂层质量：现代高性能航空发动机的涡轮叶片大多采用耐高温合金材料，并在其表面涂覆特殊涂层（如热障涂层、抗腐蚀涂层等），这些涂层的厚度均匀性、附着力、完整性及性能稳定性都至关重要。
无损检测合格：涡轮叶片在制造完成后需要通过一系列无损检测手段，如超声波探伤、涡流检测、X射线检测等，确保叶片内部无裂纹、夹杂或其他缺陷，表面也无肉眼不可见的微观裂纹或损伤。
清洁度要求：涡轮叶片表面不得有任何可能影响其性能或寿命的污染物残留，包括但不限于金属屑、切削液、油脂等。
微观结构控制：除了宏观表面质量外，还需要严格控制材料的微观组织结构，保证晶粒细小均匀，无偏析、疏松、夹杂物等冶金缺陷。
综合以上要求，航空发动机涡轮叶片的表面质量控制是决定发动机整体性能和使用寿命的关键环节之一，技术难度极高，要求极其精密和严谨。
CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片典型损伤模型建立、外来物损伤分析、检测方法及修复方式研究
CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片典型损伤模型建立、外来物损伤分析、检测方法及修复方式研究目录摘要 (6)Abstract ...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论. (7)1.1 研究背景及意义 (7)1.2 航空燃气涡轮发动机叶片建模 (10)1.3 发动机叶片损伤的检测方法对比研究 (11)1.4 外来物损伤分析 (11)1.5 航空燃气涡轮发动机叶片的修复方式研究 (12)第二章CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片建模 (12)2.1 数据测量 (13)2.2 建模过程 (16)2.3 带损伤叶片的成品展示及危害性介绍 (23)第三章航空燃气涡轮发动机叶损伤检测方法研究 (30)3.1 目前的无损检测方式分类 (31)3.2 各种无损检测方式优缺点分析 (35)3.3 无损检测技术在发动机检测中的运用 (44)第四章航空燃气涡轮发动机叶片外来物损伤 (45)4.1 鸟类等软物撞击的损伤 (46)4.2 硬物撞击对叶片的损伤 (47)第五章航空燃气涡轮发动机叶片的修复方式研究 (49)5.1 目前常用的一些修复方法 (50)5.2 常用修复方法的优缺点对比 (51)5.3 目前叶片修复面临的难题 (52)5.4 航空发动机叶片修复再制造的一般流程 (52)参考文献 (53)致谢............................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
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航空发动机涡轮叶片的检测技术
航空发动机的涡轮叶片主要有两部分组成，分别是进行动力工作
的工作叶片和进行方向指引的导向叶片，这两部分设计的好坏至关重
要，能够在一定的程度上提高发动机的推力，更有利于航空器的飞行。
对于涡轮叶片来说，因为其科技含量高，制造困难，我国在这方面的
研究与国外有着一定的差距。涡轮燃烧温度随着科技的发展在逐渐地
提高，但是对于我国来说，由于科技方面存在着一定的短板，我国在
涡轮增压方面并没有提高太高的温度。而在国外涡轮发动机的发展过
程中，其涡轮前的燃烧的温度有的已经达到了1700K以上温度。就目
前我国的涡轮叶片维修现状来看，若要进一步提升对涡轮叶片研制修
理能力，必须要重视对涡轮叶片基本检测技术的研究。涡轮叶片的工
作环境恶劣，常在高温高压下工作，其工作环境又具有一定的腐蚀性，
并且在其工作中又承受很大的缓冲力与拉应力，极易发生蠕变、断裂
等。在目前的涡轮叶片维修研究中，主要解决的是涡轮叶片的检测以
及故障的维修。
对航空发动机的涡轮叶片检测技术研究主要有以下几个方面。
1 航空发动机涡轮叶片的清洗处理
航空发动机在工作时，航空燃料会进行剧烈的燃烧。在燃烧过后
会有大量的燃料的废物，也就是说有大量的燃烧沉积物，这一部分的
沉积物在高温的环境下会发生一定的氧化作用，其对基体有一定的腐
蚀作用，这些沉积物在叶片的表面覆盖，并且杂质又覆盖在沉积物表
面，在杂质的覆盖下叶片的厚度增加，叶片厚度的增加不利于对叶片
进行安全性能的检测。并且涡轮叶片在厚度增加的情况下可能会导致
发动机出现堵塞的现象，导致发动机的运行效率降低。因此对于航空
器的涡轮叶片，在进行检测的时候要先进行一定的清理操作。
航空发动机涡轮叶片在工作中产生的杂质，也就是积碳，其形成
的时候经过了高温高压的特殊的环境，导致杂质的质地比较坚硬，并
且使得其与叶片结合非常良好。因此，当前的科学界正在进行一些关
于高效清洗剂的研究，在近几年的研究中有了一定的成果。如美国在
相关领域发明的无毒清洗技术，在该清洗技术中，运用的原理是通过
碱性的物质来代替原来的氯氟烃溶剂，这样的清洗方式在实际中的清
理的效果也是非常明显，并且这种清洗的技术对于一些顽固的粘着物
有着一定的作用。我国的航空发动机涡轮叶片清洗也在进行着一定的
技术引进与革新。我国的西安航空发动机公司就将引入的技术进行一
定的革新，新技术在涡轮叶片的清洗方面成效非常显著。
2 发动机孔探检测
航空发动机每一个涡轮的机匣上都留有进行内部探视孔，这些孔
的作用非常巨大。维修人员可以通过孔进行不同部位的检测，可以直
观地观测到发动机涡轮叶片出现的各种情况，如出现破碎、腐蚀等，
能够及时地发现问题并且进行维修，让叶片在安全的情况下进行工作，
避免出现不必要的麻烦。发动机上的不同部位的孔也有着不同方面的
作用。对于叶片顶端部位来说，其主要的作用是进行硫化程度的检测
和相应的磨损情况的观察;对于其叶身部位来说，利用孔可以观测到
热障涂层的破损以及腐蚀的基本情况;对于叶片根部来说，则需要通
过孔对叶根进行重点的检查，因为叶片的根部存在着巨大的压力，根
部是非常容易发生损伤的一个部位，利用孔探孔进行观测，能够很快
地发现问题并且能够及时地进行修复。
在发动机维修中，随着一系列问题的出现，新技术也逐渐地应用
到了航空公司的发动机检修之中。在融入实际维修情况过程中，为了
更好地适应应用需求，孔探的技术在进行着一定的革新，从原来的利
用光学棱镜进行观察发展成利用光纤镜进行观察，随着科技的不断发
展，现在采用更加高级的电子显微镜系统进行观察，在这种新技术的
观察下能够更快更清晰地进行观察操作，这能够提高发动机的检测效
率，让飞机的飞行更加有保障。
3 精准测量叶片
为了保障飞机飞行的安全，都会重点对航空发动机进行相应的检
修，发现问题并且及时地解决问题，在这时候就需要对于发动机的涡
轮叶片进行精准的测量。
传统对叶片的测量，由于测量的技术手段落后，在进行测量的时
候通常是利用比较传统的卡尺角规等进行测量，这样的检测技术是进
行人工操作，就会导致检测的效率低并且误差大。随着科技的发展，
人们开始利用坐标测量机（CMM）进行涡轮叶片尺寸的测量。如，在
欧洲的航空公司运用TPSCAN软件系统进行测量，随着不断地研究深
入，美国研发了坐标测量系统（CMMS） 进行测量，这样的技术具有
许多的优点，检测的手段非常的智能，并且测量结果非常的精准。这
样的精准的检测能够及时的发现问题，及时的解决问题，保障航空器
正常的飞行。
4 涡轮叶片无损检测
对于航空器的涡轮叶片来说，其进行无损检测的主要的目的是为
了进一步的检测叶片的完整性，现在对涡轮叶片进行无损检测的主要
的手段为超声波和CT技术。在美国的无损检测的方面主要是要运用
超声设备进行一定的检测，检测的效果良好。而对于CT检测技术来
说，主要在于检测涡轮叶片的裂纹和相应的厚度，在进行实际操作时
候，其显示的结果为采集的信号源，信号源将完整的内部图片展示在
人们面前，这样检测检修的效率就得到了大大的提升。
从检测技术与手段来看，当前的超声波技术与CT技术是最先进
的手段，运用这两种检测方式进行涡轮叶片的检测，其检测出来的结
果是比较的准确的。并且这两种检测方法自动化程度高，这对于涡轮
叶片的检测与检修十分重要。
5 结语
总而言之，在上述的论述中可以看到，正是由于科学技术的进步
才会进一步的引导航空发动机涡轮叶片性能的提高，但是我们都应该
了解到，发动机涡轮叶片性能越高，就越需要性能更优的材料，其制
作的成本就会提高，制作的工艺就会越复杂，所以说，为了减少相应
的成本，对于涡轮叶片的检测就显得更为的重要。目前我国的涡轮检
测技术来，已经广泛的应用孔探检测技术，但是在更加精准的测量检
测方面其技术是不完善的，所以说，这样就对我国航空发动机涡轮叶
片检测技术提出了更高的要求。所以，综合调查和文章分析讨论，我
国航空发动机涡轮叶片检测技术前景是十分广阔。