航空发动机涡轮叶片修理技术

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叶片修理技术

叶片修理技术
电感测量
光学投影检测
三坐标和四坐标测量机
激光测量
叶片型面
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专用测具检测
常用方法为样板测具和摇摆测具 样板检测是指用叶片固定座即型面测具固定后,用
叶盆型面样板和叶背型面样板分别检测叶盆和叶背的 型面。 摇摆测具用于检测叶身型面截面形状接近圆弧的叶 片,而且圆弧的半径在适当尺寸范围以内。 这类检测方法效率低,精确度较差,人为因素和其他 因素所产生的误差较大,不适应大规模生产,不适合 叶片设计、制造、检测一体化的发展趋势,且手工靠 模制造周期长,成本高。
Repair Technologies for Blades of Aero-engine Turbine
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涡轮叶片的工作条件 非常恶劣,因此,在性 能先进的航空发动机上, 涡轮叶片都采用了性能 优异但价格十分昂贵的 镍基和钴基高温合金材 料以及复杂的制造工艺, 例如,定向凝固叶片和 单晶叶片。在维修车间 采用先进的修理技术对 存在缺陷和损伤的叶片 进行修复,延长其使用 寿命,减少更换叶片, 可获得可观的经济收益。
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无损检测
在修理前,使用先进的检测仪器对叶片的叶型完整性和内部结构进行检测, 以评估磨损、烧熔、腐蚀、掉块、裂纹、积炭和散热孔堵塞等损伤缺陷情况, 从而指导叶片的具体修理工艺。
对于涡轮叶片的不同部位,无损检测的侧重点也不相同。如导向叶片,主 要检查叶根焊接部位是否有裂纹以及叶身的烧蚀情况。而对于工作叶片,叶 顶部位,主要检查硫化程度和磨损状况;叶身部位,检查热障涂层的退化情 况和基本的烧蚀、腐蚀情况;叶根部位,承受着相当大的离心力和高频振动, 会因热蠕变、疲劳和材料工艺缺陷产生裂纹,因此要重点检查。
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光学投影检测
常用于叶片检测的光学投影仪有断面投影仪和光学 跟踪投影仪。

航空发动机涡轮叶片损伤分析与优化

航空发动机涡轮叶片损伤分析与优化

航空发动机涡轮叶片损伤分析与优化航空发动机是飞机最基本的动力设备,而涡轮叶片则是发动机的关键部件之一。

它们负责将高温高压的气体转化为动力,为飞机提供推力。

但由于受到高温高压的磨损、疲劳等因素的影响,涡轮叶片容易出现损伤和磨损,降低了发动机的性能和寿命,甚至可能导致事故的发生。

因此,航空发动机涡轮叶片的损伤分析与优化是极为重要的。

一、涡轮叶片损伤形式涡轮叶片主要有以下几种损伤形式:1. 疲劳裂纹:叶片由于在高温高压环境中不断的膨胀和收缩,会导致疲劳裂纹的产生,长时间的使用容易形成大面积的疲劳损伤,严重影响发动机的性能和安全。

2. 磨损:叶轮进行高速旋转时,空气颗粒与叶片的碰撞和磨擦会导致叶片表面的磨损,造成叶片表面清平不良,影响涡轮叶片的气动性能。

磨损导致的叶片几何变形还会影响整个涡轮机的性能。

3. 烧蚀:热腐蚀主要是由于冷却不良引起的。

由于设计和加工因素影响,涡轮叶片冷却过程不良会导致结构内部高温区域产生严重的氧化和腐蚀现象,使叶片的热稳定性和寿命受到影响。

4. 叶片断裂:涡轮叶片由于在高速旋转过程中受到高温高压气流的冲击、振动和疲劳,易发生断裂,出现这种情况,需要及时更换叶片,否则可能导致严重的事故发生。

二、损伤分析针对涡轮叶片存在的各种损伤形式,需要对其进行详尽的分析和评估,以便找出问题的瓶颈并做出相应的建议,为涡轮叶片的使用和保养提供参考。

1. 损伤分析方法涡轮叶片的损伤分析方法主要有以下几种:①直接观察:利用肉眼和显微镜对涡轮叶片进行观察,得到表面和内部的损伤情况。

②无损检测:采用无损检测技术对涡轮叶片进行检测,如超声波、X射线、光学等方法,可检测出叶片内部的裂纹、缺陷等问题。

③仿真分析:利用计算机辅助工程软件对涡轮叶片进行流场仿真,可以模拟出各种工况下的应力分布和变形情况,得到叶片的结构强度和性能等参数。

2. 损伤评估标准对于涡轮叶片的损伤评估,一般需要参考以下标准:①疲劳裂纹的长度和分布情况。

航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术研究

航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术研究

航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术研究航空发动机是飞行器的重要组成部分,其性能直接影响飞行器的安全和使用效益。

涡轮叶片作为航空发动机中重要的部分,能够转换燃气能为动能和推进能,起到关键的作用。

然而,由于受到不断变化的高温、高压、高速等多种环境因素的影响,航空发动机涡轮叶片失效率逐年增加,给飞行器的安全带来威胁。

对于航空发动机涡轮叶片失效的分析与诊断技术研究,既是保证飞行器安全的必然要求,也是提高发动机可靠性和使用寿命的重要手段。

一、航空发动机涡轮叶片失效类型航空发动机涡轮叶片失效主要分为疲劳失效、腐蚀、磨损、脆性破裂和热疲劳等几种类型。

疲劳失效是航空发动机涡轮叶片最常见的失效类型,主要是因为叶片经过长时间的高速低周循环载荷作用后会出现很小的裂纹,随着时间的推移,裂纹逐渐扩大,最终导致断裂。

腐蚀和磨损是航空发动机涡轮叶片容易出现的化学腐蚀和机械磨损现象,对叶片材料的腐蚀和磨损也会导致其性能与寿命下降。

脆性破裂是指叶片在高温环境下易出现应力集中和高温膨胀变形,导致叶片断裂。

热疲劳则是叶片在高温下经历多次工作循环后出现变形和材料的微结构变化,最终导致其失效。

二、航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术航空发动机涡轮叶片失效分析与诊断技术是保证飞行器安全和提高发动机可靠性的重要手段,一般可分为两个步骤:失效分析和诊断技术。

失效分析是为了了解叶片失效原因和机制,可通过材料学分析、应力学分析和力学验证等方法进行。

对失效样本的微观及宏观结构特征的分析与表征是支撑失效分析的重要方法。

诊断技术是为了对航空发动机涡轮叶片的状态进行实时监测和无损检测,识别叶片的微裂纹、疲劳损伤、变形等异常状态,及时预警和预防叶片失效。

1、失效分析(1)材料学分析。

材料学分析是指对叶片材料及其热处理工艺进行分析,对样本进行化学成分分析、金相组织分析、晶体学分析等,主要是为了了解叶片材料的基本性能和材料处理过程中是否存在缺陷或过热过程等。

毕业论文:涡轮叶片常见故障分析与修理技术

毕业论文:涡轮叶片常见故障分析与修理技术

毕业论文:涡轮叶片常见故障分析与修理技术
毕业论文题目:涡轮叶片常见故障分析与修理技术
摘要:涡轮叶片作为涡轮机械的关键组成部分,其运行状态直接影响着整个机械系统的效率和稳定性。

然而,由于涡轮叶片长期处于高温、高速和高压的工作环境下,常常会出现各种故障。

本论文针对涡轮叶片常见的故障现象进行了分析,并提出了相应的修理技术,以提高叶片的寿命和性能。

首先,本文介绍了涡轮叶片的基本结构和工作原理,以及涡轮机械的应用领域。

然后,分析了涡轮叶片常见的故障现象,包括磨损、腐蚀、疲劳和裂纹等。

针对这些故障,本文提出了相应的修理技术,包括表面处理、热处理、焊接修复和更换等方法。

接着,本文详细介绍了每种修理技术的操作步骤和注意事项,并对修理后的叶片进行了性能测试和评估。

通过对多种不同故障的叶片进行修理,本文验证了修理技术的有效性和可行性。

此外,还分析了不同修理技术的优缺点,并提出了改进和发展的建议。

最后,本文总结了涡轮叶片常见故障分析与修理技术的研究成果,并展望了未来的研究方向。

希望本文的研究成果能够为涡轮叶片的维修和维护提供参考和借鉴,提高涡轮机械的性能和可靠性。

关键词:涡轮叶片;常见故障;修理技术;表面处理;热处理;焊接修复;更换技术;性能评估。

涡轮叶片常见故障分析与修理技术

涡轮叶片常见故障分析与修理技术

涡轮叶片常见故障分析与修理技术【摘要】本论文主要阐述了WP-5发动机涡轮叶片的常见故障及其修理技术,并适当介绍其它发动机修理技术。

涡轮叶片是航空发动机的主要部件,它的使用环境苛刻,数量多,几何形状复杂,材料化学成分和组织状态要求严格。

因此,制造工序多,工艺复杂;在使用过程中出现的故障直接影响到发动机的使用寿命和飞行安全。

是航空发动机检查和维修的工作重点。

关键词:涡轮叶片,常见故障,修理技术,使用寿命,飞行安全Abstract: This paper mainly expounds the common fault of WP-5 turbine blades and repair technology, and appropriate to introduce other engine repair technology. Turbine blades are the main component of aviation engine, its use in harsh environment, quantity, complex geometry, material chemical composition and microstructure of strict. Therefore, manufacturing process, complex process; fault appearing in the use process directly affect the service life of the engine and flight safety. The aircraft engine is the focus of the work of inspection and repair. Key words:Turbine blade, common failure, repair technology, the service life, flight safet y目录1 XXXX.................................................................................................................... 错误!未定义书签。

航空发动机涡轮叶片失效分析与评估

航空发动机涡轮叶片失效分析与评估

航空发动机涡轮叶片失效分析与评估航空发动机的涡轮叶片是关键的组成部分,其质量和可靠性直接影响飞机的性能和安全。

因此,对涡轮叶片失效进行分析与评估至关重要。

本文将从失效原因、失效分析方法以及评估措施等方面进行探讨。

一、失效原因涡轮叶片失效可以由多种原因引起,下面列举了一些常见的失效原因:1. 疲劳断裂:由于长期受到循环载荷的作用,涡轮叶片会发生疲劳断裂,导致叶片失效。

2. 热腐蚀:高温环境下,涡轮叶片会受到氧化和腐蚀的影响,逐渐失去材料的强度和形状稳定性。

3. 过热变形:在高温运行条件下,涡轮叶片可能会由于过渡区域温度过高,导致叶片变形或扭曲失效。

4. 引气失效:由于引气部件的故障或设计不当,空气流动异常,造成叶片受到不正常的载荷,导致失效。

5. 疲劳腐蚀裂纹:在高温、高腐蚀环境下,涡轮叶片可能同时受到疲劳和腐蚀的作用,导致裂纹的生成和扩展。

二、失效分析方法为了准确分析涡轮叶片失效的原因,通常采用以下方法进行研究:1. 金相分析:通过金相分析,可以观察到叶片内部的组织结构、晶界和缺陷,判断是否存在材料缺陷或应力集中等问题。

2. 热分析:利用热分析技术,如差热分析(DSC)和热重分析(TGA),可以研究涡轮叶片在高温环境下的热稳定性和热腐蚀性能。

3. 腐蚀分析:通过化学腐蚀试验和电化学测试,可以评估涡轮叶片在腐蚀环境下的耐蚀性和腐蚀速率。

4. 超声波检测:利用超声波检测技术,可以对叶片内部存在的裂纹、夹杂物和松动部分进行无损检测,确定可能存在的缺陷。

5. 仿真模拟:采用有限元分析和流体动力学模拟等数值模拟方法,对涡轮叶片在实际工作条件下的应力、温度分布进行模拟分析,预测叶片的寿命和失效形式。

三、评估措施针对涡轮叶片失效的原因和分析结果,可以采取以下评估措施:1. 材料选择与优化:针对不同工作条件和失效类型,选择合适的高温合金材料,并通过优化材料结构和热处理工艺等方式,提高叶片的抗疲劳和抗腐蚀能力。

2. 检测与监测:建立完善的涡轮叶片检测和监测系统,及时发现叶片的缺陷和异常情况,进行预防性维修和更换。

基于激光熔覆技术的航空发动机涡轮叶片裂纹修复新工艺

基于激光熔覆技术的航空发动机涡轮叶片裂纹修复新工艺
基于激光熔覆技术的航 空发动机 涡轮叶 片裂纹修 复 工艺 新
汪 定 江 , 成 宝 , 东锋 , 夏 王 陈名 华
( 军 第 一 航 空 学 院 , 南 信 阳 44 0 ) 空 河 6 0 0
摘 要 : 空发 动机 涡轮 叶 片裂纹 的修 复是 飞机 修理 工作 中的难 题 , 航 目前 国 内对 涡轮 叶片 裂 纹 的修 复. 艺研 究甚 少。本文研 究 了基 于激光 熔覆技 术 的航 空发 动机 涡轮 叶片 裂纹修 复新 工 艺 , 计 出了涡轮 T - 设
s ar h i r c e i ur ne lm i s f w n o ou r .I he p pe , he n w e a rpr e s o e o ng n u b n e c n c a k r paroft bi a na wa e i ur c nt y n t a r t e r p i oc s f a r e i e t r i e lm ia c a k a n s ia e s d o a e ldd n e hn o a n r c w si ve tg t d ba e n ls rca i g t c olgy,hel s rr p rs s e w a sg d, n her parc r e t a e e ai y t m sde ine a d t e i ou s a a n t c ia r m e e e e f nd nd m i e hn c lpa a t rw r ou .The r s l h e u ts ow h t t e r p i ua iy c n m e h m a d w ih t e ne r p r t a h e a rq lt a ett e de n t h w e ai

航空发动机涡轮叶片修复中的裂纹控制

航空发动机涡轮叶片修复中的裂纹控制

航空发动机涡轮叶片修复中的裂纹控制航空发动机是飞机的动力核心,随着我国航空事业的发展,我国加快了对于航空发动机的研制步伐,通过引进、研发、生产的这一发展战略提高我国航空发动机的效率和使用寿命。

在航空发动机的各组成部件中,涡轮叶片是其中最为重要同时也是受负荷最大的部件,涡轮叶片在工作的过程中会承受着高温燃气的高速冲刷、撞击、黏着磨损等从而使得涡轮叶片的使用效率和使用寿命持续下降。

并导致涡轮叶片的叶冠间隙增大进而影响到涡轮叶片叶冠的阻尼效果,严重的会导致涡轮叶片在工作中断裂从而威胁到飞机的飞行安全。

在航空发动机使用一段时间进行检修时需要对涡轮叶片进行检查处理,通过采用焊接的方式消除涡轮叶片叶冠阻尼凸台缺陷,并注意做好堆焊处理后涡轮叶片焊接处的裂纹控制和处理。

提高涡轮叶片的使用效率和使用寿命。

标签:涡轮叶片;叶冠;裂纹;堆焊前言航空发动机涡轮叶片在长时间的使用后会导致涡轮叶片叶冠出现阻尼凸台,这一缺陷的存在会对航空发动机的正常使用造成较大的危害。

通过采用氩弧焊堆焊的方式来对涡轮叶片叶冠阻尼凸台进行处理的过程中发现在涡轮叶片叶冠焊接处存在焊接热裂纹,为确保涡轮叶片的使用寿命,在做好涡轮叶片叶冠阻尼凸台焊接裂缝分析的基础上通过对涡轮叶片叶冠阻尼凸台氩弧焊堆焊工艺进行改进用以消除热裂纹缺陷,保障航空发动机涡轮叶片的安全、高效的使用。

1 航空发动机涡轮叶片叶冠阻尼凸台焊接热裂纹产生的原因某航空发动机在长时间使用后进行检修的过程中发现涡轮叶片叶冠存在阻尼凸台从而使得航空发动机涡轮叶片的阻尼效果变差。

航空发动机涡轮叶片采用K403型号的材质,为做好航空发动机涡轮叶片的维修通过采用航空发动机涡轮叶片叶冠阻尼凸台氩弧焊堆焊的处理方法,在对航空发动机涡轮叶片叶冠阻尼凸台焊接处理后检查后发现航空发动机涡轮叶片焊接处存在焊缝热影响区裂缝,从而对航空发动机涡轮叶片的安全使用埋下了安全隐患。

为提高航空发动机使用的安全性需要做好航空发动机涡轮叶片焊接热影响区裂纹产生的原因分析并针对性的对航空发动机涡轮叶片的热焊接工艺进行改进优化,以确保航空发动机涡轮叶片的修复质量。

航空发动机修理技术第三章典型零件故障分析

航空发动机修理技术第三章典型零件故障分析

《 航空发动机结构与原理 》
NUM: 23
1、叶片的调频法 叶片的调频是从内因着手,改变叶片的自振 频率,以避开共振。调频对解决共振疲劳较为有 效,对于解决颤振问题也有一定的效果。 叶片调频可以使叶片自振频率调高,也可以 调低,一般使叶片频率调高为好。因为在同样激 振力作用下,叶片频率高,意味着刚性好,振副 小振动应力就相应变小。 叶片自振频率计算: f K a EJ M l 2 F 调频就是改变上述中各参数以改变自振频率值
NUM: 19
叶片的共振疲劳损坏还必须具备两个条件,即需要达到一定交 变应力6,还需要振到一定的时间,即循环次数n。通常对材料 进行疲劳实验可以获得疲劳寿命线。
《 航空发动机结构与原理 》
NUM: 20
《 航空发动机结构与原理 》
NUM: 21
3、颤振疲劳 颤振疲劳是由于叶片产生颤振所引起,颤振 疲劳又称为低循环次数的疲劳,以此区别于高循 环次数的共振疲劳,颤振疲劳寿命n≤104以下。 叶片出现颤振其特点是,大振幅,大振动应力,低 循环疲劳寿命并伴随有“哨叫”声。这种大振幅,, 大应力幅下的振动,使叶片材料已进入弹塑性变形, 加速了叶片疲劳的扩展速度,也加速了叶片的疲劳损 伤,致使叶片在很短时间内产生严重裂纹甚至断折。
NUM: 14
对某一级涡轮叶片裂纹的故障分析,其裂纹产生 的部位与形式如图3-7所示有: ①叶片进气边缘横向裂纹,多位于近叶根部, 裂纹向叶身发展,出现者较多,多为单条裂纹。 ②叶片排气边缘横向裂纹,同上,产生在1/21/3叶高之间。 ③叶背中部,近于叶根和距叶根20%叶高处。 ④叶尖纵向裂纹,有时为数条,多由于热疲劳 所引起。 ⑤叶身排气边缘,穿透性裂纹,位于高温区。
《 航空发动机结构与原理 》

航空发动机自由涡轮叶片裂纹故障分析

航空发动机自由涡轮叶片裂纹故障分析

《装备维修技术》2021年第6期—117—航空发动机自由涡轮叶片裂纹故障分析常 哲(中国航发南方工业有限公司,湖南 株洲 412002)1 引言航空发动机涡轮叶片长期处于高温、高压、高速的恶劣环境中工作。

在气动、机械和热力综合的作用下,涡轮喷嘴的结构强度和振动更为显著。

所以需要提高发动机性能,增加空气流量,薄板变薄变长,这很容易导致振动问题,导致叶片开裂甚至碎裂。

如果叶片出现裂缝需要格外重视,一半采用误差分析法,从设计、试生产、试验载荷等方面分析了裂纹的原因。

以自由涡轮轴破裂为例子,通过无损检测、刀频测量、金相分析和试验,对产生误差的原因进行了分析,通过分析错误的原因进行解决。

同时采用三维的模型模拟试验条件,对强度和振动特性进行数值模拟分析。

找出了涡轮发动机的裂纹产生的主要原因,并提出了相应的改进建议。

2 故障概述在对某涡桨发动机进行首翻期寿命试车中发动机例行定检时,发现在自由涡 在对某涡轮发动机第一次试车期间的定期检查中,发现自由涡轮的转子叶片有裂纹的情况发生。

利用磁流和荧光对载具平台上的叶片进行了确认。

荧光分析证实45叶片的高拉深边缘有一条5-7mm 长的裂纹在孔探未发现其它部位异常,磁插件检查未发现异常金属碎片找到了油谱分析正常。

它给出了测试运行中的五个测试光谱。

各试验谱的完成情况,检测到故障时,发动机已经运转了800多个小时。

3 检查与分析结果3.1荧光检查 对发动机的拆除进行了核查,并对27个自由涡轮叶片进行了荧光检查。

X 光荧光检测显示,六个叶片(包括试验台上的叶片)有裂缝。

裂缝叶片分布在红色转子上,黑线长度为裂缝裂缝片具有均匀分布的网球面直径、异常接触迹象。

没有摩擦或撞击的痕迹形式可以看出,裂缝片安装位置的分布比较谨慎,没有规律外表“27号黎明”的较长裂缝为10毫米,其余五个最大裂缝之一约为4毫米。

拉先生叶片上的裂纹位置类似于叶片端部约8至10毫米,约为叶片高度的20%叶片高度约45毫米,且裂纹垂直于排气和类似形状的边缘。

毕业论文-航空发动机涡轮叶片失效分析—歼10飞机涡轮叶片故障分析及维修

毕业论文-航空发动机涡轮叶片失效分析—歼10飞机涡轮叶片故障分析及维修

张家界航空工业职业技术学院毕业设计——歼10飞机涡轮叶片故障分析及维修指导老师:陈娜专业:航空机电设备维修班级:083542姓名:冯婷目录1.涡轮转子叶片结构特点 (3)2.叶片的工作条件 (4)3.涡轮转子叶片受力分析 (5)3.1叶片自身质量产生的离心力 (5)3.2作用在叶片上的弯曲应力 (6)3.3热应力 (6)3.4振动应力 (7)4.转子叶片的振动类型及其特征 (7)4.1转子叶片的震动分类与基本振型 (7)4.1.1尾流激振 (8)4.1.2颤振 (8)4.1.3随机振动 (8)5.叶片的失效模式 (8)5.1叶片的低周疲劳断裂失效 (9)5.2叶片扭转共振疲劳断裂失效 (10)5.3叶片的弯曲振动疲劳断裂失效 (10)5.4转子叶片的高温疲劳与热损伤疲劳断裂失效 (10)5.5转子叶片微动疲劳断裂失效 (11)5.6叶片腐蚀损伤疲劳断裂失效 (12)6.涡轮叶片失效的诊断技术 (13)6.1机上孔探检测 (13)6.2修理车间检测前的预清洗处理 (13)6.3叶片完整性检测 (13)6.4无损检测 (14)7.修理技术要求和修复方法 (14)7.1补焊材料选择 (14)7.2叶片叶尖裂纹补焊修复 (14)7.3结论 (15)8.提高涡轮叶片强度的几种措施 (16)8.1合理选材 (17)8.2改进工艺 (17)8.2.1锻、铸造工艺 (17)8.2.2机械加工工艺 (17)8.3表面强化 (18)8.4表面防护 (18)8.5合理维护和使用 (18)9.自我总结 (19)航空发动机涡轮叶片失效分析涡轮叶片是航空发动机最主要的部件之一,是高温、高负荷、结构复杂的典型热端构件,它的设计制造性能和可靠性直接关系到整台发动机的性能水平耐久性和寿命。

为了提高发动机的推重比,叶片设计时常采用比强度高的新材料;采用先进复杂的冷却结构及工艺;降低工作裕度等措施来实现。

因此,研究涡轮叶片失效分析对提高发动机工作安全及正确评估叶片的损伤形式和损伤程度有重要意义。

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术.doc

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术.doc

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术介绍了涡轮叶片的清洗、无损检测、叶型完整性检测等预处理,以及包括表面损伤修理、叶顶修复、热静压、喷丸强化及涂层修复等在内的先进修理技术。

涡轮叶片的工作条件非常恶劣,因此,在性能先进的航空发动机上,涡轮叶片都采用了性能优异但价格十分昂贵的镍基和钴基高温合金材料以及复杂的制造工艺,例如,定向凝固叶片和单晶叶片。

在维修车间采用先进的修理技术对存在缺陷和损伤的叶片进行修复,延长其使用寿命,减少更换叶片,可获得可观的经济收益。

为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性,涡轮叶片先进的修理技术日益受到发动机用户和修理单位的重视,并获得了广泛的应用。

1.修理前的处理与检测涡轮叶片在实施修理工艺之前进行必要的预处理和检测,以清除其表面的附着杂质;对叶片损伤形式和损伤程度做出评估,从而确定叶片的可修理度和采用的修理技术手段。

1.1清洗由于涡轮叶片表面黏附有燃料燃烧后的沉积物以及涂层和(或)基体经过高温氧化腐蚀后所产生的热蚀层,一般统称为积炭。

积炭致使涡轮效率下降,热蚀层会降低叶片的机械强度和叶片表面处理的工艺效果,同时积炭也掩盖了叶片表面的损伤,不便于检测。

因此,叶片在进行检测和修理前,要清除积炭。

1.2无损检测在修理前,使用先进的检测仪器对叶片的叶型完整性和内部结构进行检测,以评估磨损、烧熔、腐蚀、掉块、裂纹、积炭和散热孔堵塞等损伤缺陷情况,从而指导叶片的具体修理工艺。

目前,CT已经成为适用于测量涡轮叶片壁厚和内部裂纹的主要方法。

一台CT机由X辐射源和专用计算机组成。

检测时,辐射源以扇形释放光子,通过被检叶片后被探测器采集。

其光子量和密度被综合后,产生一幅二维层析X光照片,即物体的截面图,从中分析叶片内部组织结构,得出裂纹的准确位置及尺度。

连续拍摄物体的二维扫描,可生成数字化三维扫描图,用于检测整个叶片的缺陷,还可检测空心叶片冷却通道的情况。

CT可探测到10-2mm级的裂纹。

1.3叶型的精确检测目前,在坐标测量机(CMM)的基础上,编制微机控制自动检测所用的应用软件,发展研制了检测涡轮叶片的叶身几何形状的坐标测量系统(CMMS),可自动检测叶身的几何形状,并与标准叶型比较;自动给出偏差检测结果,来判断叶片的可用度和所需采用的修理手段。

航空发动机涡轮转子叶片失效原因分析

航空发动机涡轮转子叶片失效原因分析

航空发动机涡轮转子叶片失效原因分析航空发动机是现代航空工业的核心技术之一,其性能的提升和可靠性的保障对于飞行安全和航空运输运营的重要性自然不言而喻。

当前,随着航空工业和科技的不断发展,航空发动机的技术含量日益增加,其恶劣工作环境和高要求的性能指标也让其面临着更加复杂和严峻的挑战。

航空发动机涡轮转子叶片作为发动机的核心组成部件,其失效原因的分析和研究一直是航空工程技术的热门话题。

本文将从航空发动机的结构和工作原理入手,探究航空发动机涡轮转子叶片失效的原因,并查阅相关文献和实验数据,深入探讨其解决方案和工程实践的应用情况。

一、航空发动机涡轮转子叶片的结构和工作原理航空发动机的涡轮转子是由多片叶片组成的,每片叶片的形状和尺寸都是高度精密设计和制造的。

叶片的主要功能是将高温高压气体能转化为高速旋转的机械能,驱动着气轮机、压气机和其他发动机组件的运转。

叶片的形状、材料和数量等参数都对其性能和失效风险产生着直接的影响。

在工作过程中,叶片不断受到气体的高温高压冲击和旋转惯性力的影响,其表面和内部的应力分布和温度场变化相当复杂,容易发生弹性、塑性、蠕变和损伤等失效模式。

降低叶片失效和延长使用寿命是航空发动机设计和维护的重要任务,需要对其失效机理进行深入的分析和探讨。

二、航空发动机涡轮转子叶片失效原因分析在航空工程实践中,航空发动机涡轮转子叶片的失效模式主要包括疲劳断裂、高温蠕变、氧化和腐蚀等。

这些失效模式的共同点是对叶片材料和结构造成了不同形式的损伤和变形,导致了其性能和寿命的降低。

1. 疲劳断裂疲劳断裂是叶片失效的常见模式,主要由于叶片在高速旋转和高温高压的气流作用下,不断受到往复应力的影响,导致材料的微小裂纹和变形,最终致使叶片断裂。

疲劳断裂的特点是无法预测和发现裂纹的位置和大小,需要在实验室和现场进行非破坏性检测和监测。

航空工程技术的发展和实践中,通过改进叶片材料、加强制造工艺和提高质量管理水平,疲劳断裂的风险得到了一定程度的缓解,但仍需进一步加强研究和监测。

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术(三篇)

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术(三篇)

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术航空发动机的涡轮叶片是发动机中最重要的部件之一,它们负责将燃气能转化为机械能以推动飞机。

因此,涡轮叶片的检修技术尤为重要,它直接关系到航空发动机的性能和可靠性。

涡轮叶片检修技术主要包括以下几个方面:涡轮叶片清洗、涡轮叶片表面处理、涡轮叶片修复、涡轮叶片平衡和涡轮叶片质量控制。

下面我将详细介绍这些内容。

首先是涡轮叶片清洗。

涡轮叶片在使用过程中会积累一些污垢,这些污垢会影响叶片的性能和寿命。

因此,清洗涡轮叶片是非常必要的。

一般来说,清洗方法可以分为干式和湿式清洗。

干式清洗主要采用风力和机械力,通过吹风和刷洗的方式将污垢清除。

湿式清洗则是使用溶剂或水来清洗叶片,效果更好,但需要注意控制清洗液的温度和浓度。

其次是涡轮叶片表面处理。

涡轮叶片的表面处理旨在去除表面氧化层和提高表面光洁度。

表面处理主要有抛光、酸洗和电化学抛光等方法。

抛光是使用研磨材料将叶片表面磨光,以去除氧化层和表面缺陷。

酸洗则是通过酸溶液来腐蚀表面,去除氧化层和污垢。

电化学抛光是通过电化学腐蚀的方式将叶片表面银白亮光,提高表面光洁度。

表面处理过程中需要注意控制处理时间和温度,以确保叶片表面的质量。

第三是涡轮叶片修复。

涡轮叶片在使用过程中可能会受到腐蚀、磨损或疲劳等因素的影响而损坏,需要进行修复。

涡轮叶片修复可以通过挤压、焊接和激光熔覆等方式来进行。

挤压是将叶片表面的材料压平以修复受损部分。

焊接则是使用焊接材料将叶片受损部分填补或连接。

激光熔覆是使用激光将修复材料熔化,使其与叶片连接。

修复过程中需要注意控制温度和保持叶片的尺寸和重量平衡。

再次是涡轮叶片平衡。

涡轮叶片的平衡是为了避免叶片在高速旋转时引起振动和噪音。

涡轮叶片平衡可以通过加重和减重的方式来实现。

加重是在叶片上增加重物,以平衡叶片的质量。

减重则是去除叶片上的材料,以降低叶片的质量。

平衡过程中需要考虑叶片的材料和结构特性,以及叶片的旋转速度和工作条件。

最后是涡轮叶片质量控制。

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术范文(2篇)

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术范文(2篇)

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术范文摘要:航空发动机是飞机的心脏,其正常运行对飞机的安全至关重要。

其中,涡轮叶片作为发动机的重要组成部分,直接影响发动机的性能和效率。

因此,对涡轮叶片进行定期检修和维护是保障航空发动机正常运转的重要环节。

本文将详细介绍大修航空发动机涡轮叶片的检修技术。

关键词:航空发动机;涡轮叶片;检修技术;大修一、引言航空发动机是飞机的关键部件,其负责产生推力以推动飞机前进。

而涡轮叶片作为发动机的热部件,负责将燃气能转化为机械能,是发动机工作的关键组成部分。

由于涡轮叶片的工作环境恶劣,容易受到高温、高压等因素的影响,因此需要定期进行检修和维护,以保证发动机的正常运行。

本文将介绍大修航空发动机涡轮叶片的检修技术。

二、涡轮叶片的检修流程1. 检修前的准备工作在进行涡轮叶片的检修之前,需要进行一系列的准备工作。

首先,需要对发动机进行停机检查,确保发动机处于安全状态。

然后,需要准备相关的检修工具和设备,包括检测仪器、夹具等。

此外,还需要准备涡轮叶片的相关技术资料和检修手册,以便参考和操作。

2. 涡轮叶片的拆卸与检测涡轮叶片的拆卸是检修的重要环节之一。

在进行拆卸前,需要对拆卸区域进行清洁和防护处理,以保持环境的清洁和安全。

然后,使用相应的工具和夹具对涡轮叶片进行拆卸,确保拆卸过程中不会对叶片造成任何损伤。

拆卸完成后,需要对涡轮叶片进行清洗和除锈处理,以便更好地进行后续的检测工作。

涡轮叶片的检测是检修的关键环节,可以通过以下几种方式进行:(1) 目视检查:通过肉眼观察叶片的表面和结构,检查是否存在明显的损伤和磨损。

并对叶片进行清洁和除锈处理,以便更好地进行后续的检测工作。

(2) X射线检测:使用X射线设备对涡轮叶片进行透射检测,以发现叶片内部的裂纹和缺陷。

通过将叶片放置在X射线设备下,并观察显像结果,可以清楚地了解叶片的内部结构和缺陷情况。

(3) 磁粉检测:将涡轮叶片涂抹上磁粉颗粒,然后对叶片进行磁化处理,通过观察磁粉在叶片表面的分布情况,可以发现叶片表面的裂纹和缺陷。

航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究

航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究

【航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究】在航空工业中,航空发动机的安全性和可靠性一直是备受关注的焦点。

而其中,发动机的涡轮叶片作为关键部件之一,其质量和性能的稳定性对发动机的运行和飞行安全至关重要。

对于涡轮叶片的缺陷检测技术研究显得尤为重要。

在航空发动机涡轮叶片缺陷检测中,有两个关键技术研究方向:一是检测技术的灵敏度和精度,二是检测技术的实时性和可靠性。

这两个方向的研究,将直接影响到涡轮叶片缺陷检测的效果和实际应用。

就技术的灵敏度和精度而言,这是涡轮叶片缺陷检测中最为关键的一环。

由于涡轮叶片的特殊材料和结构,以及其内外复杂的形态和尺寸,使得传统的检测方法难以满足其对检测精度和灵敏度的要求。

需要研发出更加精准、高效的检测技术,如超声波检测技术、磁粉探伤技术等,以实现对涡轮叶片内部和外部缺陷的全面覆盖和高精度检测。

在技术的实时性和可靠性方面,研究的焦点则主要集中在检测方法的自动化和智能化程度上。

在飞机维修保障中,能够快速准确地识别涡轮叶片缺陷,并及时采取措施修复或更换,对于保障飞机安全和延长发动机寿命至关重要。

研究人员不断探索利用机器学习、人工智能等先进技术,提高涡轮叶片缺陷检测的自动化程度和智能化水平,以确保其实时性和可靠性。

在我看来,航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的技术研究,是一个兼具挑战和机遇的领域。

随着科技的不断进步和创新,相信在不久的将来,我们将能够研发出更加先进、高效的涡轮叶片缺陷检测技术,为航空工业的发展和飞行安全保驾护航。

航空发动机涡轮叶片缺陷检测中的关键技术研究至关重要,而其在技术精度、实时性和智能化方面的不断突破与革新,将为航空工业的可持续发展和飞行安全提供有力支持。

在未来,希望不仅能够加大对该领域的研究力度,也能够促进涡轮叶片缺陷检测技术的广泛应用和推广,为航空事业的繁荣与进步做出更大的贡献。

随着航空工业的快速发展,飞机数量的增加和航空运输的规模不断扩大,航空发动机涡轮叶片的安全性和可靠性要求也变得越来越高。

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术范文(二篇)

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术范文(二篇)

大修航空发动机涡轮叶片的检修技术范文在航空器维修中,涡轮发动机是一个关键的部件,其维护和检修对于保证飞行安全和发动机性能的可靠性至关重要。

其中,涡轮叶片作为发动机的核心部分之一,对发动机的性能和稳定性具有重要影响。

因此,在大修过程中,对涡轮叶片的检修技术需要严谨和高效。

一、涡轮叶片的检修流程1. 拆卸和清洁:首先,需要将涡轮叶片从发动机中拆卸出来。

拆卸时应注意使用专用工具,并按照规范操作,以防止叶片受损。

拆卸完毕后,将叶片进行清洁,确保表面无尘垢和污渍,以方便后续的检测和修复。

2. 叶片检测:对涡轮叶片进行全面的检测是关键的一步。

检测方法包括目视检查、超声波检测、涡流检测和渗透检测等。

目视检查适用于对叶片的表面缺陷进行初步检测,超声波检测可以检测到叶片内部的裂纹和缺陷,涡流检测用于检测叶片表面的疲劳和腐蚀情况,渗透检测用于检测叶片的裂纹及其延伸程度。

通过这些检测方法的有机组合,可以全面了解叶片的受损情况和维修需求。

3. 缺陷修复:在检测完毕后,对于有缺陷的叶片需要进行修复。

修复方法包括焊接、填充和喷涂等。

对于小型缺陷,可以采用焊接或填充的方法进行修复,对于大型和严重的缺陷,需要采取更为复杂的修复措施,例如更换叶片部分或全部进行喷涂修复。

4. 叶片涂层:涂层是涡轮叶片的重要保护层,可以提高抗疲劳和抗腐蚀性能。

在大修过程中,需要对涡轮叶片进行重新涂层。

涂层的选择和施工需要根据叶片材料、使用环境和技术要求进行合理的选择。

一般来说,采用高温耐磨涂层和防腐蚀涂层的叶片可以提高叶片的使用寿命和性能稳定性。

5. 组装和回装:在经过检测、修复和涂层之后,将叶片进行组装,并根据发动机的要求和规定进行回装。

组装时应注意对叶片进行校核和调整,以确保其与其他发动机部件的匹配和协调。

二、涡轮叶片检修过程中的注意事项1. 操作规范:在进行涡轮叶片的拆卸、清洁、检测和修复等步骤时,操作人员必须按照相关的操作规范进行操作。

这些操作规范包括使用合适的工具、采取正确的操作方法,以及对操作结果进行记录和汇报等。

航空发动机涡轮叶片.

航空发动机涡轮叶片.

摘要摘要本论文着重论述了涡轮叶片的故障分析。

首先引见了涡轮叶片的一些根本常识;对涡轮叶片的结构特点和工作特点进行了详尽的论述,为进一步分析涡轮叶片故障做铺垫。

接着对涡轮叶片的系统故障与故障形式作了阐明,涡轮叶片的故障形式主要分为裂纹故障和折断两大类,通过图表的形式来阐述观点和得出结论;然后罗列出了一些实例(某型发动机和涡轮工作叶片裂纹故障、涡轮工作叶片折断故障)对叶片的故障作了详细剖析。

最后通过分析和研究,举出了一些对故障的预防措施和排除故障的方法。

关键词:涡轮叶片论述,涡轮叶片故障及其故障类型,故障现象,故障原因,排除方法ABSTRACTABSTRACTThis paper emphatically discusses the failure analysis of turbine blade.First introduced some basic knowledge of turbine blades;The structure characteristics and working characteristics of turbine blade were described in she wants,for the further analysis of turbine blade failure Then the failure and failure mode of turbine blades;Turbine blade failure form mainly divided into two major categories of crack fault and broken,Through the graph form to illustrate ideas and draw conclusions ;Then lists some examples(WJ5 swine and turbine engine blade crack fault,turbine blade folding section)has made the detailed analysis of the blade.Through the analysis and research,finally give the preventive measures for faults and troubleshooting methods.Key words: The turbine blades is discussed,turbine blade fault and failure type,The fault phenomenon,fault caus,Elimination method目录目录第1章涡轮叶片及其故障模式 (1)1.1涡轮叶片的简述 (1)1.1.1涡轮的工作叶片 (1)1.1.2导向叶片 (2)1.2涡轮叶片的故障类型 (3)1.2.1涡轮叶片常见故障 (3)第2章某型发动机以及涡轮工作叶片折断故障 (5)2.1故障现象 (5)2.2故障原因分析 (5)2.2.1发动机分解检查 (5)2.2.2理化分析 (6)2.2.3台架动应力测试 (8)2.2.4结构应力计算分析 (8)2.3故障分析结论 (9)2.4防止涡轮叶片断裂的措施 (9)2.4.1发动机设计制造方面防止涡轮叶片折断的措施 (10)2.4.2飞行使用中防止涡轮叶片断裂的措施 (10)第3章涡轮工作叶片裂纹故障 (13)3.1故障现象 (13)3.2故障原因分析 (13)3.2.1叶片叶尖裂纹状态 (14)ABSTRACT3.2.2裂纹形成及发展特征 (17)3.3故障分析结论 (20)3.4叶片纵向裂纹故障的修理方法 (20)3.5排故措施与效果 (26)第4章结束语 (28)参考文献 (29)谢辞 (30)附录 (31)外文文献 (33)第1章涡轮叶片及其故障模式第1章涡轮叶片及其故障模式1.1涡轮叶片的简述一般将转子叶片称作工作叶片,将静子叶片称作导向叶片。

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Repair Technologies for Blades of Aero-engine Turbine
1.表面损伤的修理 1.表面损伤的修理 表面损伤的 如果经检验,叶片表面的微小裂纹或者由烧蚀、腐 蚀所导致的缺陷尺度在允许修理范围内,则对其进行修补。 1)活化扩散愈合法,这是美国GE公司开发的一种以钎焊为 基础的发动机热端部件延寿手段。其原理及工艺特点是借 助低熔点焊接合金把高温合金粉末"注入"裂纹中,通过液 相烧结使焊接合金同时向高温合金粉末和基体金属中扩散, 从而使裂纹得到愈合。 2)激光熔覆,是利用一定功率密度的激光束照射(扫描)覆 于裂纹、缺陷处的合金粉末,使之完全融化,而基材金属 表层微熔,冷凝后在基材表面形成一个低稀释度的包覆层, 从而弥合裂纹及缺陷。
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修理前的处理与检测 修理前的处理与检测 前的处理与
涡轮叶片在实施修理工艺之前进行必要的预 处理和检测,以清除其表面的附着杂质;对叶片 损伤形式和损伤程度做出评估,从而确定叶片的 可修理度和采用的修理技术手段。
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无损检测 修理前,使用先进的检测仪器对叶片的叶型完整性和 完整性和内部结构 在修理前,使用先进的检测仪器对叶片的叶型完整性和内部结构 进行检测,以评估磨损、烧熔、腐蚀、掉块、裂纹、 进行检测,以评估磨损、烧熔、腐蚀、掉块、裂纹、积炭和散热孔 堵塞等损伤缺陷情况,从而指导叶片的具体修理工艺。 堵塞等损伤缺陷情况,从而指导叶片的具体修理工艺。 对于涡轮叶片的不同部位 无损检测的侧重点也不相同。 涡轮叶片的不同部位, 对于涡轮叶片的不同部位,无损检测的侧重点也不相同。如导 向叶片,主要检查叶根焊接部位是否有裂纹以及叶身的烧蚀情况。 向叶片,主要检查叶根焊接部位是否有裂纹以及叶身的烧蚀情况。 而对于工作叶片,叶顶部位,主要检查硫化程度和磨损状况; 而对于工作叶片,叶顶部位,主要检查硫化程度和磨损状况;叶身 部位,检查热障涂层的退化情况和基本的烧蚀、腐蚀情况; 部位,检查热障涂层的退化情况和基本的烧蚀、腐蚀情况;叶根部 承受着相当大的离心力和高频振动,会因热蠕变、 位,承受着相当大的离心力和高频振动,会因热蠕变、疲劳和材料 工艺缺陷产生裂纹,因此要重点检查。 工艺缺陷产生裂纹,因此要重点检查。
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3.热静压 热静压是将叶片保持在1000~1200℃温度和 100~200MPa压力的热等压条件下,可用于以下 目的修复: ①消除焊后存在于金属中的内应力; ②冶金成分退化修复; ③低循环疲劳的修复; ④蠕变损坏的修复。 热静压可恢复叶片原有的强度极限和延伸率,延长蠕 变logies for Blades of Aero-engine Turbine
制作:中国民航飞行学院 Civil Aviation Flight University Of China Air Haida MSN/QQ: airhaida@
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CT检测仪: CT检测仪:适用于测量涡轮叶片壁厚和内部裂纹 检测仪
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叶型的精确检测 叶型的精确检测 的精确 目前,在坐标测量机 (CMM)的基础上,编制微 机控制自动检测所用的应 用软件,发展研制了检测 涡轮叶片的叶身几何形状 的坐标测量系统(CMMS), 可自动检测叶身的几何形 状,并与标准叶型比较; 自动给出偏差检测结果, 来判断叶片的可用度和所 需采用的修理手段。
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无损检测的方法 1.目视检查: 1.目视检查: 目视检查 优:最简单最常用,可发现叶片表面较明显和尺寸较大的 损伤; 缺:具有很大的人为不确定因素,检测误差较大; 2.光学显微检查 光学显微检查: 2.光学显微检查: 可发现表面较细微的裂纹; 3.磁粉 3.磁粉 4.涡流 4.涡流 5.超声波 5.超声波
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积炭质地坚硬,黏附力强,因此,清除积炭是一项 较困难的工作。长期以来,各国的航空发动机维修基地 都在致力研究高效和高可靠性的清洗液和清洗工艺,目 前已取得相当的成果。西安航空发动机公司在从英国引 进技术的基础上,研制出四种不同成分配方、不同清除 功用的清洗液和分步的清洗工艺,在某型发动机上使用 表明清洗效果良好。美国则推行无毒清洗技术,如用碱 性清洗液和塑料丸取代氯氟烃溶剂;而一些航空公司已 经采用在清理表面积附时间长、易于用水清洗不留残物 的凝胶工艺(SPOPL)。SNECMA公司在20世纪80年代开发了 氟化氢(HF)离子清理技术,后来被美国FAA及诸如GE公司 等发动机制造商广泛应用,这种方法特别适用于进行叶 片表面处理(如化学气相沉积)前的预先清理,而且不污 染环境。
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清洗 由于涡轮叶片表面黏附 有燃料燃烧后的沉积物以及 涂层和(或)基体经过高温氧 化腐蚀后所产生的热蚀层, 一般统称为积炭。积炭致使 涡轮效率下降,热蚀层会降 低叶片的机械强度和叶片表 面处理的工艺效果,同时积 炭也掩盖了叶片表面的损伤, 不便于检测。因此,叶片在 进行检测和修理前,要清除 积炭。
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4.喷丸强化 喷丸强化 喷丸是以高速弹丸流撞 击受喷工件表面,在受喷材 料的再结晶温度下进行的一 种冷加工方法。叶片喷丸强 化可提高抗疲劳和抗应力腐 蚀性能。它是利用高速弹丸 在撞击叶片时,叶片表面迅 速伸长,从而引起表层材料 在一定深度范围内的塑性流 动变形。
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激光熔覆法 激光熔覆法
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2.叶顶的修复 叶顶的修复 对于叶片受损(主要是磨损、腐蚀和硫化)的顶部, 可用等离子电弧焊及钨极惰性气体保护焊来修复,即先堆 焊上合适的材料,再磨削到所要求的叶片高度。钴基合金 抗热腐蚀性能好,是一种合适的堆焊材料。
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叶片修理技术
采用先进的叶片修理技术,修复叶片表面以及内部的 缺陷,恢复甚至增强其原有的性能等,这都将大大降低发 动机的寿命周期费用,有效提高其经济性。目前国内外在 涡轮叶片修理中所应用的工艺和技术有以下几种。
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5.涂层修复 涂层修复 许多性能先进的航空发动机涡轮叶片已应用涂层技术 提高其抗氧化、抗腐蚀、耐磨、耐高温性能以及涡轮的气 动效率,但叶片在使用过程中涂层会不同程度地缺损,因 此,在叶片修理时都要对防护涂层进行修复,一般都要将 原涂层剥落,重新涂覆新的涂层。 1)扩散渗金属法 2)热喷涂工艺 3)物理沉积工艺及化学相沉积工艺
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涂层修复
航空发动机涡轮叶片修理技术
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制作:中国民航飞行学院 Civil Aviation Flight University Of China Air Haida MSN/QQ: airhaida@
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涡轮叶片的工作条 件非常恶劣,因此, 件非常恶劣,因此,在 性能先进的航空发动机 上,涡轮叶片都采用了 性能优异但价格十分昂 贵的镍基和钴基高温合 金材料以及复杂的制造 工艺,例如, 工艺,例如,定向凝固 叶片和单晶叶片。 叶片和单晶叶片。在维 修车间采用先进的修理 技术对存在缺陷和损伤 的叶片进行修复, 的叶片进行修复,延长 其使用寿命, 其使用寿命,减少更换 叶片, 叶片,可获得可观的经 济收益。 济收益。
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