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奥林巴斯|超大推力航空发动机孔探解决方案

国际金属加工网 2022年08月11日

在民用航空领域,如波音B777(GE90系列)、B787(GENX-1B)、空客A330(TRENT700、A350(TRENT-XWB)以及A380(TRENT900) 等超大型客机安装的发动机都是具有代表性的超大推力航空发动机,推力级别均在: 70000~115000磅;波音737系列(CFM56-3C/7B)以及空客A320系列(CFM56-5B或者V2500)安装的发动机都是具有代表性的小推力航空发动机,推力级别均在: 20000~33000磅。

超大推力航空发动机对于发动机检测人员来说会有哪些技术挑战呢?

首先,超大推力的航空发动机在内部孔探检测时具有:超大零部件、空间结构复杂、特殊检查项目多等检测难点。

1.超大空间检测:

发动机的内涵气流依靠内部大型的宽弦3D压气机叶片进行逐级压缩。以GE大推力发动机GE90-115B与小推力发动机CFM56-7B为例相比,大推力发动机在压气机级数上没有增加,这就需要增加压气机叶片压缩效率,单片叶片的外形也随之增大。

受常规工业内窥镜的亮度、视野、视角等因素限制,在检测CFM56-7B压气机叶片至少需要按叶片的径向分为上下2个区域,然后分别进行检测。对应的GE90-115B发动机相同级的叶片高度是前者的2-3倍,如果按照CFM56-7B的方法进行检测,那就需要把GE90-115B的叶片分为4-6个区域才能完全检测。事实上,过多的分区检测在实际操作上是非常难以把控的,若整个压气机按照这种方式进行检测,任务量将非常巨大,检测人员容易在巨大的任务量下出现因视觉、身体疲劳等造成的人为因素,从而导致疏漏本应该被检测出的缺陷而影响飞行安全,但是这种情况对维修单位以及飞行安全来说都是无法接受的。

奥林巴斯NX激光矩阵3D测量工业内窥镜采用新型的高强度激光二极管作为光源,其特有的激光光源可以将视野光线照射到常规工业内窥镜无法到达的远端,以及特有的120°大广角的光学适配适配器,可实现2段内对超大推力发动机的整个压气机叶片进行检测。避免了缺陷的漏检,而且提升了至少50%的工作效率。

图为IPLEX NX使用直视远焦镜头检测整个压气机叶片

对于燃烧室、涡轮叶片等超大空间,常规工业内窥镜需要近距离检测,奥林巴斯IPLEX NX孔探仪可以用直视/侧视远焦观察镜头进行超远距离的一次性检测,同时还能获得常规内窥镜所不具备的超高清画质;当发现可疑缺陷后再换取专用3D测量镜头进行详细检测,让任何缺陷都无处遁形;避免分区检测漏检的发生,确保高标准的检测质量。

图为NX使用侧视远焦镜头超远距离检测高压涡轮叶片

2.发动机穿饶检测:

航空发动机空间复杂,经常需要用工业内窥镜的插入管对静子部件、燃烧室做360°穿饶检测。如果说小推力发动机检测通道是“羊肠小道”,那么大推力发动机检测通道就是“康庄大道”。但这条“康庄大道”也仅是相对小推力发动机来说转子与静子之间通道较宽或者内窥镜插入管可活动范围大而言,在此大道中穿饶检测难度实则更高。

检测人员需要凭借持续的推力对内窥镜的插入管进行大范围的周向穿饶检查,其中需要克服内部部件的阻力以及自身重量带来的阻力.同时,当插入管在内部穿行时还需灵活规避各种结构的缝隙、孔洞等,常规工业内窥镜的插入管一般均采用单一硬度设计(节约成本),但是往往导致穿饶中管身较软,特别是在穿饶后期检测人员的推力难以传递到插入管的前端,导致难以进行360°穿饶。无法满足检测需求。

奥林巴斯NX激光矩阵式3D测量工业内窥镜一直采用Tapered Flex插入管渐变柔性技术,前端柔软便于转向及检测,后端逐步变硬,使得检测人员在穿饶过程中使后端的力度更好的传递到插入管的前端,可以轻松的穿越常规工业内窥镜的禁区。再配合360°电子辅助导向设计,可以灵活避让内部结构中各种危险的缝隙、孔洞,确保安全的执行高难度的检测任务。奥林巴斯的渐变柔性的专利设计技术,多年来深受国内外广大的资深级航空维修等检测人员钟爱。

图为NX 360°穿饶检测A330大型进气道防冰喷环内、外部结构

3.特殊检查项目:

在航空维修领域,除了压气机、燃烧室、涡轮叶片等常规的检测项目,也有相当多的非常规项目需要检测。如发动机零部件、管路、飞机结构件等表面的缺口、凹坑、变形、划痕等缺陷。这类损伤外形通常不规则,用常规的游标卡尺和千分尺难以精确测量,非常困扰航空维修人员。

奥林巴斯NX采用3D激光矩阵扫描技术,是目前市面上唯一一款可进行2D和3D测量实时切换且可以在日光环境下进行高精度3D测量的视频内窥镜.另外,使用前无需过多专业培训,拍照时也无需刻意保持静止状态,非常适合于广泛的检测人员对以上特殊缺陷进行3D高精度测量。

此外,奥林巴斯IPLEX NX工业内窥镜还可以提供:不同长度、外径的插入管以及更换专用于小空间异物抓取作业的内置通道插入管的解决方案。也就是说,只要拥有1台NX主机,配置不同的插入管组件就可以组合出各种不同类型、功用的内窥镜,真正意义上实现了一机多用的功效,同时也极大的降低了企业的成本.

图为NX和内置通道插入管组合,用于抓取小空间异物

工欲善其事,必先利其器!飞行器安全是民航维修的生命线,也是不可挑战的底线。而民航维修人员则是民航安全的奠基者和守护神。应对超大推力的发动机所带来的孔探检测难题,首要解决的是配置检测能力强大、性能先进、操作便利、维护简单的工业内窥镜。奥林巴斯旗舰工业内窥镜IPLEX NX以其高端、综合性能优异的特点已经成为众多航空维修单位应对超大推力航空发动机孔探检测的首选.

2022国际涡轮技术大会现场,奥林巴斯期待与您的相遇!

(奥林巴斯工业解决方案)

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