一种航空发动机附件寿命的评估方法与流程

文档序号:14718990发布日期:2018-06-17 00:15阅读:221来源:国知局

本发明涉及发动机检修领域,具体涉及一种航空发动机附件寿命的评估方法。



背景技术:

燃气涡轮发动机附件分属于主燃油系统、加力燃油系统、喷口控制系统、防喘系统、防冰系统、电器设备、滑油系统等不同的系统,其结构、功能以及装机使用的情况等各不相同。在附件检测过程中,若附件寿命评定苛刻,可能造成资源浪费和成本的增加,若附件寿命评定宽松,就可能会因寿命评估问题造成机毁人亡的情况。因此寻找一种科学、实际又经济的方法来控制附件的使用寿命,是保证不同的附件装发动机使用安全可靠的必要条件。

现有的附件主要通过试验的方法确定翻修寿命,不仅耗费巨大,而且由于使用条件和试验条件的差异,造成试验不能完全反映附件的实际寿命,也导致了航空发动机附件寿命研究方面的不足、落后和混乱。引进附件“视情”维修的理念,不再控制使用寿命,在评估时间间隔等方面突破现有的附件寿命控制方法,是一种科学、合理的全新思路。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题,提供一种航空发动机附件寿命的评估方法,不仅能够确保发动机附件工作安全可靠,而且能够降低发动机附件的寿命期成本。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案,包括以下步骤:

(1)根据抽样原则选取具有代表性的发动机进行评估;所述的抽样原则满足寿命优先原则、环境优先原则以及时间优先原则;所述的寿命优先原则是指优先选取使用时间即将达到给定放行寿命的附件返厂进行评估;所述的环境优先原则是指针对不同的使用环境,相适应地选取不同对象发动机;所述的时间优先原则是指抽取两组累计使用时间不同的发动机,根据第一组发动机的累计使用时间,以ΔT1为步长抽取第二组,每组抽取2台~3台发动机,若第二组发动机附件的评估结论为能够继续使用,则继续使用后再进行抽样评估;若第二组发动机附件的评估结论为不能够继续使用,则附件的评估寿命为T1+ΔT1,以此类推;

(2)对抽取到的发动机附件依次按以下流程进行检查:a.在发动机厂根据附件履历本查询其使用情况,并根据发动机卷宗清查其附件的状态;b.将附件返承制厂进行外观检查以及入厂状态性能复试,并且对允许进行外部调整的附件,将外部调整量恢复到原出厂状态进行复试;c.对要求分解的附件分解至不可分解为止,进行目视检查、微分计量、裂纹检查、无损探伤,对运动件磨损情况以及故障情况进行拍照、记录;d.检查结果进行分析,找出附件异常的原因,并对偏离技术条件的项目,首先检查是否影响发动机的正常工作,如在发动机上通过调整能够弥补附件性能变化,则根据调整量的大小,评估附件是否还有余量保证工作到下一个放行寿命;对性能复试项目,结合分解检查做进一步的评估;

(3)对每项附件评估寿命期内所有外场使用中的故障进行统计,按造成影响的严重程度进行分类,明确各种故障发生的频次以及危害性,并按危害性将故障分成危险性影响、重大影响以及轻微影响;危险性影响是指危及安全的故障,重大影响是指需要返厂排除的故障或者造成发动机需脱发才能更换附件的故障,轻微影响是指外场容易排除的故障;分别计算每种程度故障的故障率,分析存在的风险是否能够接受,是否能够通过采取措施减轻或防止出现危险性、重大影响故障,为是否延长放行寿命以及最终确定放行寿命提供参考;

(4)确定放行寿命;

(5)在附件寿命工作评估完成后,根据评审结果,确定外场发动机和附件本寿命段的最终放行寿命;如附件单独进行寿命评估,附件厂将评估结论报发动机厂,根据评估结论并结合附件在外场的使用情况,确定附件本寿命段的最终放行寿命。

所述使用时间即将达到给定放行寿命的附件与评估要求的使用寿命偏差不超过15小时。

所述的时间优先原则抽取的第一组发动机累计使用时间T1为200h,步长ΔT1为50h、100h或200h。

所述的步骤(2)中清查附件状态时检查附件外观和能见部位并记录,重点是调整间隙变化和调整部位状态。

所述的步骤(2)检查结果进行分析时对外观目视检查发现的异常,说明是人为因素还是与工作时间、环境因素、产品本身材料及涂层有关;对允许进行外部调整的附件,以外部调整量恢复到原出厂状态复试的性能作为附件返厂后的实际性能,并用该实际性能与附件技术条件规定的性能进行对比分析;对超差项目进一步分析时,如发现有偏离技术条件的项目,首先确定附件在发动机上的工作及调整情况是否影响了发动机的正常工作,如在发动机上已经通过调整弥补了附件性能变化,则根据调整量的大小,评估附件是否还有余量保证工作到下一个放行寿命。

所述的步骤(2)在裂纹检查时,如果某个零件出现裂纹,记录裂纹位置和长度,并预测可能带来的影响,进行厂内模拟试验;在密封件检查时,确认密封件弹性正常,无碎裂及剥离;在弹性零件性能试验时,若弹性零件出现性能衰减,衰减量必须能够通过调整予以弥补。

所述的步骤(4)在确定放行寿命时遵循以下原则:4.1)各阶段最先到寿的附件完成评估后,先给出外场到寿附件暂行的新放行寿命200小时,待完成该寿命段抽取的所有附件评估工作后,再给出该寿命段的最终评估结论;4.2)在全部评估过程中,如各项要求均满足,未发现影响继续使用到λΔT1寿命段的因素,附件放行寿命到(λ+1)ΔT1评估段,λ=1、2、3···,寿命定为T1+(λ+1)ΔT1;4.3)在评估过程中,如发现影响附件继续使用的质量问题,且在外场无法排除,若该故障只涉及部分附件,未涉及的外场附件放行到T1+(λ+1)ΔT1评估段,涉及到的故障附件在返厂改进后再放行到T1+(λ+1)ΔT1评估段;4.4)评估过程中,如发现影响附件继续使用的故障,分析故障原因、影响范围以及危害性,实施措施后再放行到T1+(λ+1)ΔT1评估段;4.5)在评估过程中,若发现影响发动机使用安全的故障,且该故障与使用时间有关,涉及外场的附件较多,则不能放行寿命,给出首翻寿命T1+λΔT1,附件到该寿命时进行翻修;4.6)如果不能判断附件是否能够继续放行至下一寿命期,则对附件在不更换的情况下重新装配,除必须要更换的附件外,按不小于继续放行ΔT1的使用时间进行厂内模拟试验,确定参考放行寿命;所述的λ为正整数。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:现有的附件寿命评估主要通过寿命试验的方法确定翻修寿命,不仅耗费巨大,而且由于使用条件和试验条件的差异而造成试验不能完全反映附件的实际寿命情况,也导致了航空发动机附件寿命研究方面的不足、落后和混乱。本发明采用评估——评审——放行延寿的方式确定附件的翻修寿命,属于一种全新的方式,对于偏离技术条件的附件测试项目,首先应了解附件在发动机上的工作及调整情况,是否影响了发动机的正常工作,如果在发动机上已经通过调整弥补了附件性能变化,再根据调整量的大小,评估附件是否还有余量可以保证工作到下一个放行寿命。本发明引进了发动机附件“视情”维修的理念,不再控制使用寿命,在评估时间间隔等方面突破了现有的附件寿命控制方法,科学、合理地根据不同寿命和不同状态的附件制定相适应管理方法。

附图说明

图1本发明评估方法的整体流程示意图;

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1,本发明航空发动机附件寿命的评估方法,包括以下步骤:

1)制定附件的评估初步方案;

在某发动机使用到1000小时,各抽取防喘调节器、高压燃油泵、温控放大器附件进行返厂评估,拟将防喘调节器、高压燃油泵、温控放大器三项附件放行至1200小时,为此编写《关于01、02号发动机部分附件进行1000小时寿命评估的函》。

2)抽取发动机;

根据寿命优先原则,优先选取先到放行寿命的附件返厂进行寿命评估,返厂附件应达到评估要求的使用寿命,偏差不超过15小时。按照评估原则,将外场使用已达到1000小时的两台发动机(编号01和编号02)3项放行至1200小时的附件返厂进行1000小时寿命评估。经分析抽样具有代表性,继续完成步骤三。

表1:编号01、编号02发动机附件返厂要求明细

3)寿命评估检查;

抽取的到寿命评估发动机/附件返厂后,附件的评估工作按以下流程进行检查。

第3.1)在发动机厂的检查。根据防喘调节器、高压燃油泵、温控放大器履历本了解其使用时间,在外场均未进行更换,外观检查后良好。

第3.2)附件返附件厂后的检查评估。、高压燃油泵、温控放大器2型4件附件入厂复试性能完全合格。防喘调节器性能复试超差的附件。大部分超差均属于工作过程中正常衰减,没有影响发动机正常工作的记录。个别超差与配套的产品质量有关,如LML1/13050809防喘调节器入厂静态检查时,配装的LML-54滚棒轴承,因其卡滞转动不灵活,导致换向架卡死。

第3.3)分解检查:3型6件附件进行分解检查,总体情况良好,运动件磨损基本正常,橡胶密封件硬度正常,弹性件计量基本合格,不合格件中未发现对产品和发动机正常工作造成影响。裂纹检查除1台防喘调节器双臂曲柄组件发现裂纹(线性显示)外,其余未见异常。

第3.4)分解检查结果分析;

13050809号防喘调节器:a)分解检查发现轴承LML-53、LML-54有轻微卡滞现象,为改进前轴承,属于正常的性能衰减,并未发现对产品和发动机工作造成影响。b)荧光探伤检查,LML-32双臂曲柄组件发现裂纹,其余正常。LML-32双臂曲柄组件裂纹,在2004年时就已经找出故障原因为钎焊冷却速度快,钎料放置过多,该故障2004年7月已经归零,要求对库存的LML-32双臂曲柄组件重新检查,不合格的报废,对已经出厂交付使用的产品继续使用,结合返厂进行检查。13050809号防喘调节器所装LML-32双臂曲柄组件即为2004年前产品,外场使用未见异常,本次出厂将其更换。

15030010号防喘调节器:分解发现与13050809号防喘调节器一样轴承LML-54存在卡滞现象,该问题导致产品复试静态检查时,换向架卡滞不随动。原因为]试验器使用的温度控制放大器带载力矩为下限以及轴承LML-54转动不灵活所致。

4)可接受的风险及使用可靠性分析;

防喘调节器——2台产品在发动机上工作正常,性能不合格项未影响到发动机正常使用,因此可以给出“翻修期暂定为1200小时”结论。

高压燃油泵——性能复试均符合技术条件要求,分解检查结果表明,部分零(组)件出现不同程度磨损,属于正常磨损。因此可以给出同状态外场使用产品寿命可放行至1200小时。

温度控制放大器——同状态产品可继续使用200小时(即同状态的外场使用产品寿命可放行至1200小时。

5)放行寿命确定;

按照《关于01、02号发动机部分附件进行1000小时寿命评估的函》要求,各承制厂对1、2号发动机相关附件返厂进行寿命评估,共计评估3型6件附件(温度控制放大器、防喘调节器、高压燃油泵)承制厂给出了可放行至1200小时的意见。

6)结论评审;

根据防喘调节器、高压燃油泵、温度控制放大器型附件返厂评估情况综合分析,防喘调节器、高压燃油泵、温度控制放大器型附件同状态的外场产品使用寿命可暂放行至1200小时。

7)上报实施;

将防喘调节器、高压燃油泵、温度控制放大器型评估结论和评审意见联合上报,已经批复,防喘调节器、高压燃油泵、温度控制放大器放行至1200小时的附件已经贯彻实施。

以上所述仅为本发明的一种实施方式,不是全部或唯一的实施方式,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为权利要求所涵盖。

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