Τεχνολογία ανίχνευσης και επιδιόρθωσης αποτυχιών στα φύλλα των κινητήρων αεροπλάνων

Τα φύλλα των τουρμπινών είναι σημαντικό μέρος των κινητήρων αεροπλάνων, με υψηλή θερμοκρασία, βαριά φορτία και πολύπλοκη δομή. Η ποιότητα της έλεγχου και της διαφυλαξης σχετίζεται άμεσα με την αντοχή και την ζωή της λειτουργίας. Αυτή η εργασία μελετά την έλεγχο και τη διαφυλαξη των φύλλων των κινητήρων αεροπλάνων, αναλύει τις μορφές αποτυχίας των φύλλων των κινητήρων αεροπλάνων και συνοψίζει τις τεχνολογίες ανίχνευσης αποτυχιών και διαφυλαξης των φύλλων των κινητήρων αεροπλάνων.

Στην σχεδίαση των άλατρων τουρμπινών, συχνά χρησιμοποιούνται νέα υλικά με υψηλότερη ποιότητα και μειώνεται η εργαστική περιθωριακότητα βελτιώνοντας τη δομή και την τεχνολογία επεξεργασίας, ώστε να βελτιωθεί ο αναλογικός παράγοντας δυνάμεως-βάρους του κινητήρα. Το άλατρο τουρμπίνας είναι ένα αεροδυναμικό πτερύγιο που μπορεί να επιτελεί ισοδύναμο έργο κατά μήκος όλου του άλατρου, εξασφαλίζοντας έτσι ότι ο αεροστρόμας έχει γωνία περιστροφής μεταξύ της ρίζας και της κορυφής του άλατρου, και η γωνία περιστροφής στην κορυφή του άλατρου είναι μεγαλύτερη από εκείνη στη ρίζα. Είναι πολύ σημαντικό να εγκατασταθεί το άλατρο τουρμπίνας στο δίσκο τουρμπίνας. Ο "δενδροειδής" κλειδώνας είναι ο ρότορας της σύγχρονης αεριούπιλης τουρμπίνας. Έχει επεξεργαστεί και σχεδιαστεί με ακρίβεια για να εξασφαλίζει ότι όλες οι φλάμουλες μπορούν να φέρουν το φορτίο ομοιόμορφα. Όταν η τουρμπίνα είναι σε ησυχία, το άλατρο έχει μια παραλληλογραμμική κίνηση στην κοιλάδα των δόντιων, και όταν η τουρμπίνα περιστρέφεται, η ρίζα του άλατρου συμπιέζεται στο δίσκο λόγω της κεντριφύγους επιδράσεως. Το υλικό του ρότορα είναι ένας σημαντικός παράγοντας για να εξασφαλιστεί η απόδοση και η αξιοπιστία της τουρμπίνας. Στα πρώιμα, χρησιμοποιούνταν μεταλλευμένα υψηλοθερμικά σύνθετα και κατασκευαζόταν με κουφισμό. Με τη συνεχή πρόοδο στη σχεδίαση κινητήρων και την τεχνολογία ακριβούς καταχώρισης, τα άλατρα τουρμπίνας έχουν αλλάξει από μεταλλευμένα σύνθετα σε κενά, πολυκριστάλλινα σε μονοκριστάλλινα, και η θερμική αντοχή των άλατρων έχει βελτιωθεί σημαντικά. Τα μονοκριστάλλινα υπερσύνθετα με βάση τον νικέλιο χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή των θερμών τμημάτων των αεροναυπηγικών κινητήρων λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων υψηλοθερμικής κρεμάνσης τους. Επομένως, η βαθιά έρευνα στην επιθεώρηση και τη διαφυλακή των άλατρων τουρμπίνας έχει μεγάλη σημασία για τη βελτίωση της ασφάλειας της λειτουργίας του κινητήρα και για την ακριβή αξιολόγηση της μορφολογίας και του βαθμού ζημιών των άλατρων.

Λειτουργικές αποτυχίες φύλλων κινητήρων αεροπλάνων

Αποτυχία κατά την κατάρρευση χαμηλού κύκλου φύλλου

Στην πραγματική λειτουργία, η κατάρρευση χαμηλού κύκλου των φύλλων του ρότορα δεν εμφανίζεται συνήθως εύκολα, αλλά υπό τις εξής τρεις συνθήκες, η κατάρρευση χαμηλού κύκλου θα συμβεί. Το σχήμα 1 είναι ένα σχεδιασμένο διάγραμμα κατάρρευσης φύλλου.

(1) Αν και η εργασιακή τension στην κρίσιμη τμήμα είναι μικρότερη από την υποχώρηση του υλικού, υπάρχουν μεγάλα τοπικά ελλείψεις στην κρίσιμη τμήμα. Σε αυτή την περιοχή, λόγω της ύπαρξης των ελλείψεων, μεγάλο μέρος της γειτονιάς υπερβαίνει την υποχώρηση του υλικού, προκαλώντας μεγάλη πλαστική μεταμόρφωση, η οποία οδηγεί στην κατάρρευση χαμηλού κύκλου του φύλλου.

(2) Λόγω έλλειψης στη σχεδιαστική ανάλυση, η εργασιακή τension του φύλλου στην κρίσιμη τμήμα είναι κοντά ή υπερβαίνει την υποχώρηση του υλικού. Όταν υπάρχουν επιπλέον ελλείψεις στην κρίσιμη τμήμα, το φύλλο υποβάλλεται σε κατάρρευση χαμηλού κύκλου.

(3) Όταν η σφάλη παρουσιάζει ακανονικές καταστάσεις όπως τρόμος, έχυγγεια και υπερθέρμανση, η συνολική τιμή τάσης στο επικίνδυνο τμήμα της είναι μεγαλύτερη από την ισχύ παραγγελίας της, προκαλώντας χαμηλό-κύκλωμα κατάσταση φθοράς λόγω κόπωσης. Η κατάσταση φθοράς λόγω κόπωσης χαμηλού κύκλωματος είναι κυρίως λόγω σχεδιαστικών λόγων και γίνεται το μεγαλύτερο μέρος των φορών γύρω από την ρίζα της σφάλης. Δεν υπάρχει ξεκάθαρη καμπύλη κόπωσης στην τυπική κατάσταση φθοράς χαμηλού κύκλωματος.

Αποτυπωμένη αποτυχία κατάστασης κόπωσης διαστροφής σφάλης

Η κατάσταση φθοράς υψηλού κύκλωματος αναφέρεται στην κατάσταση φθοράς που συμβαίνει υπό την διαστροφική έχυγγεια της σφάλης και έχει τα παρακάτω προσωπικά χαρακτηριστικά:

(1) Συμβαίνει χαμηλοποίηση γωνίας στο κόμβο διαστροφικής έχυγγειας.

(2) Μπορεί να διαπιστωθεί ξεκάθαρη καμπύλη κόπωσης στην κατάσταση κόπωσης της σφάλης, αλλά η καμπύλη κόπωσης είναι πολύ λεπτή.

(3) Το τριγύρισμα ξεκινάει συνήθως από το πίσω της σφάλης και επεκτείνεται στο βάσιο της σφάλης, και η περιοχή κόπωσης καταλαμβάνει το κύριο τμήμα της επιφάνειας τριγύρισματος.

Υπάρχουν δύο κύριες αιτίες για τις σπασμούς πλάτης των ενδονεύσεων: μία είναι η τροχιαία ευφρένεια, και η άλλη είναι η εκτεταμένη ρζάβη στην επιφάνεια της ενδονεύσης ή ο αντίκτυπος εξωτερικής δύναμης.

Αποτυχία κατάρρευσης υψηλότερης θερμοκόπωσης και θερμικής βλάβης κατά την πλάτη

Οι ενδονεύσεις του τουρμπίνη φρεατίου λειτουργούν σε ένvironment υψηλών θερμοκρασιών και υπόκεινται σε αλλαγές θερμοκρασίας και σε διαφορετικές πίεσεις, που οδηγούν σε κρεμμύματα και πλάτη (δείτε Σχήμα 2). Για την κατάρρευση υψηλής θερμοκρασίας των ενδονεύσεων, πρέπει να ικανοποιηθούν οι εξής τρεις συνθήκες:

(1) Η κατάρρευση πλάτης της ενδονεύσης επιδεικνύει κυρίως τις χαρακτηριστικές μεταξύ των κρυστάλλων.

(2) Η θερμοκρασία στο σημείο κατάρρευσης της ενδονεύσης είναι υψηλότερη από το όριο κρεμμύματος του υλικού.

(3) Το σημείο κατάρρευσης πλάτης της ενδονεύσης μπορεί να αντέξει μόνο στην κεντριφύγα διατεταμένη πίεση της μορφής τετραγώνου, η οποία υπερβαίνει το όριο κρεμμύματος ή το όριο πλάτης σε αυτήν τη θερμοκρασία.

Συνήθως, η κλάση από φθίνα σε ροτόρες σε υψηλές θερμοκρασίες είναι εξαιρετικά σπάνια, αλλά στην πραγματική χρήση, η κλάση από φθίνα που προκαλείται από θερμικές βλάβες στον ρότορα είναι σχετικά συνηθισμένη. Κατά τη λειτουργία του μηχανήματος, η υπερθέρμανση ή η υπερκαύση των συστατικών μερών λόγω μιας σύντομης υπερθέρμανσης σε ατυχείς λειτουργικές συνθήκες ονομάζεται υπερθέρμανσης βλάβη. Σε υψηλές θερμοκρασίες, οι σχίσματες φθίνας εμφανίζονται εύκολα στα φύλλα. Η κλάση από φθίνα που προκαλείται από θερμικές βλάβες έχει τις εξής κύριες παραμέτρους:

(1) Η θέση κλάσης είναι γενικά τοποθετημένη στην περιοχή της υψηλότερης θερμοκρασίας του φύλλου, κάθετη στον άξονα του φύλλου.

(2) Η κλάση εκτοξεύεται από την εισαγωγική άκρη της πηγής, και το διατομή της είναι σκούρα και έχει υψηλό βαθμό οξείδωσης. Το διατομή της επεκτατικής περιοχής είναι σχετικά επιφανειακή και η χρονιά δεν είναι τόσο σκούρα όσο και στην περιοχή της πηγής.

Τεχνολογία επισκευής αποτυχιών των φύλλων των κινητήρων αεροπλάνων

Έλεγχος με βορεσκόπιο σε πλατφόρμα

Η επισκοπή μέσω βορεσκόπου στον κύβος είναι μια οπτική έλεγχος των φολιών του τουρμπίνα μέσω ενός προβλήτρου στο κάτσαστημα του τουρμπίνα. Αυτή η τεχνολογία δεν απαιτεί λύση του κινητήρα και μπορεί να ολοκληρωθεί άμεσα στο αεροσκάφος, πράγμα που είναι εύκολο και γρήγορο. Η έλεγχος με βορεσκόπιο μπορεί να ανιχνεύσει καλύτερα την καύση, τη διάβρωση και την αποσύνδεση των φολιών του τουρμπίνα, που μπορεί να βοηθήσει να κατανοήσετε και να κυριαρχήσετε την τεχνολογία και την υγεία του τουρμπίνα, ώστε να διεξαχθεί μια συνολική έλεγχος των φολιών του τουρμπίνα και να εξασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του κινητήρα. Η Σχεδιασμός 3 δείχνει την έλεγχο με βορεσκόπιο.

Προϋπολογισμός καθαρισμού πριν από έλεγχο στο εργαστήριο επισκευής

Η επιφάνεια των σκεπών του τουρμπίνα είναι καλυμένη με καταθέσεις μετά την καύση, καλύψεις και στρώσεις θερμικής διαβρωτικότητας που δημιουργούνται από υψηλότερη θερμοκρασία οξειδικής διαβρωτικότητας. Η κατάθεση άνθρακα θα αυξήσει το πάχος του τοιχώματος των σκεπών, προκαλώντας αλλαγές στην αρχική διαδρομή του αέρα, με αποτέλεσμα να μειωθεί η αποδοση του τουρμπίνα. Η θερμική διαβρωτικότητα θα μειώσει τις μηχανικές ιδιότητες των σκεπών και λόγω της παρουσίας των καταθέσεων άνθρακα, η ζημιά στην επιφάνεια των σκεπών κρύβεται, κάνοντας την ανίχνευση δύσκολη. Για αυτόν τον λόγο, πριν από την παρακολούθηση και τον επανορθωτικό επεξεργασία των σκεπών, οι καταθέσεις άνθρακα πρέπει να καθαριστούν.

Δοκιμασία ακεραιότητας σκεπών

Στο παρελθόν, χρησιμοποιούνταν «σκληρά» μέτρα εργαλεία, όπως γωνιομέτρια και πυξίδες, για να ανιχνευτεί ο διάμετρος του φολιού των αεροστοιχείων κινητήρων. Αυτή η μέθοδος είναι απλή, αλλά είναι εύκολα επηρεαζόμενη από ανθρώπινη παρέμβαση και έχει τελειώματα όπως χαμηλή ακρίβεια και αργή ταχύτητα ανίχνευσης. Στη συνέχεια, βάσει της μηχανής μέτρησης συντεταγμένων, γράφτηκε μια εφαρμογή για αυτόματο έλεγχο μικροϋπολογιστών και αναπτύχθηκε ένα σύστημα μέτρησης για τις γεωμετρικές διαστάσεις του φολιού. Με την αυτόματη ανίχνευση του φολιού και τη σύγκρισή του με την κανονική μορφή φολιού, τα αποτελέσματα των δοκιμών λαθών δίνονται αυτόματα για να καθοριστεί η διαθεσιμότητα του φολιού και η απαιτούμενη μέθοδος διατήρησης. Αν και οι μηχανές μέτρησης συντεταγμένων διαφορετικών κατασκευαστών έχουν διαφορετικές συγκεκριμένες τεχνολογίες, έχουν τα εξής κοινά στοιχεία: υψηλό επίπεδο αυτοματοποίησης, γρήγορη ανίχνευση, γενικά ένα φολίο μπορεί να ανιχνευτεί σε 1 λεπτό, και έχουν καλές δυνατότητες επεκτάσεων. Με την τροποποίηση μιας βάσης δεδομένων μορφών κανονικού φολιού, μπορούν να ελεγχθούν διάφορες τύποι φολιών. Η Κυριότητα 4 δείχνει τη δοκιμή ακεραιότητας.

Διαχείριση σφαλιδών μηχανήματος αεροπλάνου

Θερμική εξυπνιστική τεχνολογία

Η θερμική εξυπνισμός είναι να καίγονται οι ινές ή οι μετάλλευτες υλικοθεσίες μέχρι να φτάσουν σε κατάπλυσμα, να τους αποστεγάζουν περισσότερο και να τα αποθηκεύουν στα κομμάτια ή τα υποβάθρα που θα εξυπνιστούν.

(1) Επιμάχειες αντοχής στην άβληση

Οι επιμάχειες αντοχής στην άβληση, όπως εκείνες με βάση το κόβαλτο, το νίκελο και τον καρβουρικό του ωλφειού, χρησιμοποιούναι ευρέως στα κομμάτια των μηχανημάτων αεροπλάνου για να μειώσουν την δρόμο που προκαλείται από ταραχή, κύλιση, σύγκρουση, δρόμο και άλλες διαδικασίες δρόμου κατά τη λειτουργία των μηχανημάτων αεροπλάνου, με αποτέλεσμα να βελτιωθεί η απόδοση και η διάρκεια ζωής.

(2) Επιμάχειες αντοχής στη θερμότητα

Για να αυξηθεί η ώστηση, οι σύγχρονες μοτώρες αεροπλάνων πρέπει να αυξήσουν τη θερμοκρασία πριν τον τουρμπίνα στο μέγιστο. Έτσι, η λειτουργική θερμοκρασία των φύλλων του τουρμπίνα θα αυξηθεί αντίστοιχα. Αν και χρησιμοποιούνται υλικά αντοχής στο θάρρος, εξακολουθεί να είναι δύσκολο να καταφέρουν να καλύψουν τις απαιτήσεις χρήσης. Τα αποτελέσματα δοκιμών δείχνουν ότι η εφαρμογή θερμοαντοχών καλύψεων στην επιφάνεια των φύλλων του τουρμπίνα μπορεί να βελτιώσει τη θερμοαντοχή των μερών και να αποφύγει την διαμόρφωση και την σπάση των μερών.

(3) Φθίνουσες καλύψεις

Σε σύγχρονους αεροπορικούς κινητήρες, η τουρμπίνα αποτελείται από μια κάσινγκ που αποτελείται από πολλά οριζόντια στατικά φύλλα και ένα ρότορα φύλλου που είναι καθεστωμένο σε έναν δίσκο. Για να βελτιωθεί η αποδοτικότητα του κινητήρα, η απόσταση μεταξύ των δύο συστατικών του στατόρα και του ρότορα θα πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο. Αυτή η χάση περιλαμβάνει τον "χάσμα κορυφής" μεταξύ της κορυφής του ρότορα και της σταθερής εξωτερικής δακτυλιοειδούς, καθώς και τον "χάσμα στάδιου" μεταξύ κάθε σταδίου του ρότορα και της κάσινγκ. Για να μειωθεί η απόρροια αέρα που προκαλείται από υπερβολική χάση, θεωρητικά απαιτείται να είναι οι χάσεις μηδενικές όσο το δυνατόν περισσότερο, καθώς οι πραγματικές αποκλίνσεις και οι λαθοί εγκατάστασης των μερών παραγωγής είναι δύσκολες να επιτευχθούν. Επιπλέον, υπό υψηλές θερμοκρασίες και ταχύτητες, ο τροχός μετακινείται επίσης καταντικρύ, προκαλώντας την «αύξηση» των φύλλων κατά κύκλιο τρόπο. Λόγω της καμπύλωσης, θερμικής διεύρυνσης και συρρίκνωσης του εργασιού, χρησιμοποιούνται επιβλητικά φθοριστικά επιμάχεια για να το κάνουν να έχει το μικρότερο συνειδητό χάσμα, δηλαδή επιβάλλοντας διάφορα επιμάχεια στην επιφάνεια κοντά στην κορυφή του φύλλου. Όταν τα περιστρεφόμενα μέρη τριβούνται, το επιμάχειο παράγει θυσιαστική φθορά, με αποτέλεσμα να μειωθεί το χάσμα στο ελάχιστο. Η Σχεδίαση 5 δείχνει την θερμική επιβολή τεχνολογίας.

Shot Peening

Η τεχνολογία shot peening χρησιμοποιεί μεγάλη ταχύτητα σφαιρίδια για να επηρεάσουν την επιφάνεια του κομματιού, παράγοντας υπόλοιπη συμπιεστική ένταση στην επιφάνεια του κομματιού και δημιουργώντας έναν αντοχικό υλικό έως έναν ορισμένο βαθμό για να βελτιώσει την κατάσταση πλημμύρας του προϊόντος και να μειώσει την αντοχή στην κορόση του υλικού. Η Φιγούρα 6 δείχνει το φύλλο μετά το shot peening.

(1) Ξερό shot peening

Η τεχνολογία ξερού shot peening χρησιμοποιεί κέντριφυγούς δύναμη για να δημιουργήσει μια επιφανειακή στρώση ενισχύσεως με ορισμένο πάχος στην επιφάνεια του κομματιού. Αν και η τεχνολογία ξερού shot peening έχει απλά εγκαταστήματα και υψηλή αποδοτικότητα, συνεχίζει να έχει προβλήματα όπως κονιορροΐα, υψηλό θόρυβος και υψηλή κατανάλωση σφαιριδίων κατά τη μαζική παραγωγή.

(2) Υδρόσφαιροι shot peening

Η υδροεπανάληψη με κουράσια διαθέτει τον ίδιο μηχανισμό επιβεβαίωσης με την ξηρή επανάληψη με κουράσια. Η διαφορά είναι ότι χρησιμοποιεί γρήγορα κινούμενα υγρά σωματίδια αντί για κουράσια, μείωνοντας έτσι την επιρροή του κονιού στο περιβάλλον κατά την ξηρή επανάληψη με κουράσια και βελτιώνοντας το εργατικό περιβάλλον.

(3) Επιβεβαίωση με περιστρεφόμενο πλάτος

Η αμερικανική εταιρεία 3M έχει αναπτύξει νέο τύπο διαδικασίας επιβεβαίωσης με σφαίρες. Η μέθοδος επιβεβαίωσης είναι να χρησιμοποιείται πλάκα με περιστροφή και σφαίρες για να χτυπούν συνεχώς την μεταλλική επιφάνεια με υψηλή ταχύτητα, δημιουργώντας μια επιφανειακή επιβεβαίωση. Σε σύγκριση με την επιβεβαίωση με σφαίρες, έχει τις προνομιακές ιδιότητες απλούς εξοπλισμού, εύκολη χρήση, υψηλή αποδοτικότητα, οικονομικό και βιώσιμο. Η επιβεβαίωση με περιστρεφόμενη πλάκα σημαίνει ότι όταν μια σφαίρα με υψηλή ταχύτητα χτυπάει τη λεπίδα, η επιφάνεια της λεπίδας επεκτείνεται γρήγορα, προκαλώντας πλαστική μεταμόρφωση σε συγκεκριμένο βάθος. Η επιβεβαίωση με σφαίρες μπορεί να φτάσει συνήθως από 0,12 έως 0,75 mm. Με την ρύθμιση της διαδικασίας επιβεβαίωσης με σφαίρες, μπορεί να επιτευχθεί η κατάλληλη επιβεβαίωση. Υπό την επίδραση της επιβεβαίωσης με σφαίρες, όταν συμβαίνει πλαστική μεταμόρφωση στην επιφάνεια της λεπίδας, η γειτονική υπογειτονική περιοχή θα μεταμορφωθεί επίσης. Ωστόσο, σε σύγκριση με την επιφάνεια, η μεταμόρφωση της υπογειτονικής περιοχής είναι μικρότερη. Χωρίς να φθάνει στο σημείο παραγωγής, παραμένει στο στάδιο της ελαστικής μεταμόρφωσης, έτσι η μη ομοιόμορφη πλαστικοποίηση μεταξύ της επιφάνειας και της κάτω περιοχής είναι άνιση, που μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στον υπόλοιπο τόνο μετά την εκτόξευση. Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι υπάρχει υπόλοιπο συμπιεστικός τόνος στην επιφάνεια μετά την επιβεβαίωση με σφαίρες, και σε συγκεκριμένο βάθος, εμφανίζεται διατενσικός τόνος στην υπογειτονική περιοχή. Ο υπόλοιπος συμπιεστικός τόνος στην επιφάνεια είναι δεκαπλάσιος από εκείνον της υπογειτονικής περιοχής. Αυτή η κατανομή υπόλοιπων τόνων είναι πολύ ευεργετική για τη βελτίωση της κατάθλιψης και της αντοχής στην διάβρωση. Επομένως, η τεχνολογία επιβεβαίωσης με σφαίρες έχει πολύ μεγάλη σημασία για την επέκταση της διάρκειας ζωής των προϊόντων και τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων.

Επιδιόρθωση καλύψεως

Σε αεροπλαντικά μοτέρα, πολλές προηγμένες σφαιρικές άξονες χρησιμοποιούν τεχνολογία καλύψεως για να βελτιώσουν τις ικανότητες αντοχής τους στην αντιοξείδωση, την αντισφράγιση και την αντοχή στην έξωση. Ωστόσο, καθώς οι άξονες θα καταστραφούν σε διάφορες βαθμολογίες κατά τη χρήση, πρέπει να επιδιορθωθούν κατά τη διατήρηση των άξονων, γενικά αφαιρώντας την αρχική κάλυψη και στην συνέχεια εφαρμόζοντας μια νέα στρώση κάλυψης.