【机务频道】发动机孔探检查经验交流

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1引言 

飞机发动机的重要性不言而喻，对于发动机的状态监控手段也很多，孔探检查就是其中的重要手段之一。

发动机孔探检查（bore scope inspection），就是借助工业内窥镜，对发动机的内部结构进行检查，及时发现损伤，以评估发动机的整体性能。孔探检查（BSI）作为发动机的重要监控手段，可以全面了解发动机的内部状况，提前发现故障隐患，提高安全检修标准。

根据美国 GE 公司对波音 737 型飞机 CFM56 系列发动机的统计，在被拆换的发动机中有约 90%是根据孔探发现的损伤而拆下，孔探是防止发动机空中停车的关键手段之一。

孔探与其他无损检测方法一样，检测结果的准确性受到检测人员、设备器材、检测程序和工作环境的影响，其中最主要的因素是检测人员。

发动机在运行过程中可能会遭遇鸟击、外来物损伤、发动机运行超限等不正常情况，在发生上述情况后为了能快速简便的弄清发动机内部损伤情况则需要通过专职孔探人员借助孔探仪对发动机核心机内部零部件进行检查。

除了上述情况外，在飞机字母检、AMM 手册要求的例行检查、SB 要求进行的检查、未超限损伤的监控检查等情况下也需对发动机部件进行孔探检查。孔探检查作为目前发动机核心机部件在翼检查的唯一手段，在确认故障缺陷和缺陷监控方面起着至关重要的作用。

2孔探原理

航空发动机的型号和生产厂家很多，但是对于发动机的核心机来说，都是大同小异。发动机核心机部件包括低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮几个部分，它们工作条件恶劣，载荷大、温度高、损伤率高，最易发生结构损伤。

一旦发生损伤，需要利用孔探设备确定损伤部位、判断损伤性质、测量损伤大小，以便决定发动机是否可继续使用，如果可用，还需要制定监控方案，监测损伤的发展，确保发动机安全运行。

为了方便孔探仪探头接近核心机内部零部件，沿着核心机机匣左右两侧开有一定数量的孔探孔。为了更好的理解孔探检查部位，让我们先熟悉一下发动机的基本结构。（见图 1，以 CFM56-5B 发动机为参考）。

每个孔探孔可以接近相对应区域的零部件（例如：CFM56-5B 发动机具体内容可以参考 AMM 72-00-00 PB001 章节）。

孔探工作大致可分为以下几步：

1.依据 AMM 手册内容打开所要求检查区域对应的孔探堵头进行检查；

2.对所发现的缺陷进行拍照确认，并测量缺陷尺寸；

3.对照相应 AMM 手册确定缺陷性质，依据手册要求采取相应措施；

4.如果缺陷未有能适用的 AMM 手册标准，需向发动机厂家申请 CDR，依据 CDR要求判断发动机是否可用。

在上述四个步骤中定依据 AMM 手册标准判断损伤情况是所有步骤中的重点也是难点。 

准确判断每个缺陷必须清楚手册规定的缺陷描述和定义，下面是 AMM 手册中各缺陷定义：

1）Battered--由硬物连续击打造成的损伤；

2）Bent- 弯曲变形，突然偏离原来的型面，单面受力的结果；

3）Bowed- 弯曲，逐渐偏离原来的型面，单面受力或受热的结果；

4） Bulged-凹起或凸起，受热或压差的结果；

5）Burn--烧蚀, 有变色；

6）Carboned-碳化；

7）Cracks--裂纹，锯齿状，不随光线变化；

8）Dents--压坑，   U 字型，压坑周围有变形；

9）Deposit--沉积物；

10）Erosion--腐蚀， 指磨损（沙，灰 etc.)；

11）Hot Spot--热腐蚀点；

12）Missing Metal or Coating--材料/涂层 丢失；

13）Nicks--刻痕，缺口， V 字型；

14）Pitting--凹坑，麻点, 由于腐蚀或放电引起；

15）Scratch--刮痕；

16）Shingling--搭叠；

17） Tears--撕块，撕裂；

18）Tip Curl--叶尖卷边。

准确理解各个缺陷定义后，根据内窥镜检查实际情况，把检查部件缺陷精确对比 AMM 手册标准，确定损伤情况采取适当的维修措施。

发动机各个部件因工作环境和工作状态存在很大的差异，因此各个部件的损伤状态也呈现一定的特点。

高压压气机主要受到进气道吸进的外来物冲击、发动机喘振，导致叶片受损及疲劳损伤，因此其可能出现压坑、刻痕、裂纹、腐蚀、撕裂、刮痕、叶尖卷边等缺陷；燃烧室由于在高温状态下工作，受到的主要损伤是热损伤。

因此，主要出现烧裂、烧穿、掉块等损伤；高压涡轮由于导向器叶片工作区域温度最高，而且会受到燃烧不均匀、喷油不均匀的影响.

所以，最容易发生前缘烧熔、后缘断裂、变形及掉块等损伤，除此之外高压涡轮转子还会因高速旋转带来损伤，损伤主要表现为前缘卷曲、掉块、烧熔、裂纹、散热孔堵塞、后缘裂纹、积碳等损伤。

3发动机孔探检查实例  

发动机孔探工作除了需要熟练掌握相关的理论知识以外，还需要丰富的识图经验。下面将以发生过的一起发动机孔探误判事件为例来简要交流一下发动机孔探裂纹判断经验。

B-29X5 右发（CFM56-3C）在某年 8 月 12 日的 C 检例行孔探检查过程中，KM维修基地报告 LPT 2 级转子叶片叶尖后缘有轴向裂纹，依据 AMM 手册已超出允许使用的标准，需更换发动机。

针对此报告我们仔细研究了孔探缺陷照片，并将裂纹报告 GE 工程师，认为是真实裂纹并已超出手册标准，因此我们同时采取了以下三种处理措施：

1.向 GE 申请 CDR，拟继续监控使用；

2.准备备用发动机从上海运往昆明；

3.向上一轮大修厂 STA 报告该发动机的故障情况，及打算更换发动机。

在实施第一措施过程中，经 GE 工程师评估认为该裂纹在叶根部，不允许继续使用。后经重新向 GE 申明裂纹在叶尖，GE 同意重新评估，但评估结果仍为不允许继续使用。

8 月 16 日收到上一轮承修厂家 STA 的答复，其怀疑裂纹的真实性，并要求再次确认缺陷，要求尽量对裂纹进行接触、 清洁。

KM维修基地 8 月 17 日上午对该区域清洁后，裂纹消除。为此，取消了本次换发的要求，避免了一次因为判断失误造成的误拆发动机而导致后续送修造成巨大的经济损失。

为了减少和避免类似事件的再次发生，事后我们对该事件进行了详细的分析和研究。通过与送修厂家的沟通，我们了解到他们基于以下两点对该裂纹产生怀疑：

1.将孔探照片放大后，可以清楚地看到裂纹的长度已经超出了 LPT 叶片后缘边界（见图 2）；

                                        图2-1

                                     图2-2

2.裂纹颜色较深，且与叶片本体颜色反差较大，比对以往孔探资料照片中裂纹颜色与叶片本体颜色基本相近（见图 3）。

针对本次事件进行分析，导致本次误判的原因主要是识图经验缺乏不够丰富，其次拍摄裂纹角度单一无法从多角度查看裂纹情况，因此，在遇到类似问题时极易出现误判。

4结论 

孔探作为发动机内部损伤状况监控的有效手段，已广泛运用于飞机发动机维修工作中。孔探检查为发动机的安全运行带来了诸多好处：

1、孔探检查能及时发现发动机的内部结构损伤，持续跟踪损伤的扩展，避免造成更大的损坏，降低发动机的大修成本；

2、根据孔探检查的结果，可以准确评估发动机的损伤程度，更合理的安排下发时间，充分利用备用发动机，减少临时租发和备发的成本；

3、对于损伤的持续监控，可以有效延长发动机的在翼时间，减少了送修次数和降低运营成本。

然而，发动机孔探检查也是一项极其复杂的工作，其判断准确性受多种因素的影响：

1.孔探设备本身性能影响；

2.孔探人员自身素质的影响；

3.孔探部位的影响；

4.周围环境的影响等。

因此，为了更好的监控发动机的状态，应对在翼的每台发动机建立孔探检查档案，跟踪发动机内部损伤的扩展情况。

定期召开发动机技术研讨会和组织孔探相关人员进行专门的理论和实际操作培训，探讨孔探经验并借鉴国内外同行的经验，提高发动机的维护水平。

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