航空发动机涡轮叶片的检测技术
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作者:罗文东 陈小丽 马强春
摘 要：航空发动机被誉为工业皇冠上的明珠，其重要性不言而喻。而对于发动机来说发动机的涡轮叶片是非常重要的热端部位零件，其主要的功能是进行一定功能的转化，将其产生的热能转换为需要的机械动能。但是涡轮的研制是极其不易的，需要投入大量的人力、物力、财力。随着新一代发动机的研制和投入使用，对于航空发动机的涡轮叶片制造来说也会投入新的制造工艺和产生新的材料，这样就会导致航空发动机涡轮叶片制造成本相应的增加。为了减少相应的成本，航空发动机的涡轮叶片应该减少更换的次数，通过对涡轮叶片的检测来进行相应的维护，增加叶片的使用寿命，让叶片在安全的环境下进行工作，减少维修成本。本篇文章中主要从多个方面对关于涡轮叶片的安全检测方法进行科學的论述，并且进行了深一步的检测方法探究。
关键词：航空发动机 涡轮叶片 检测
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。
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