叶片修理技术
100 MW汽轮机末级水蚀叶片现场修复工艺
［关 键 词］ 汽轮 机 ；末 级 叶 片 ；水 蚀 ；司 太 立 合 金 片
［中图分 类号］ ＴＫ ２６７
［文 献标 识码］ Ｂ
［文 章 编 号］ １００２—３３６４（２００７）０６—００９２—０２
永 安 火 电厂 １００ Ｍｗ 机组 已运行 二 十多 年 ，由于 参与 电 网调 峰 的幅 度 较 大 ，使 汽 轮机 末 级 叶片 长期 在 湿蒸 汽 区域 工作 ，叶 片运行 一段 时 间后产 生侵蚀 ，在 叶 片进汽 边顶 部背 弧处 出现蜂 窝状 的凹坑 和锯齿 状 损伤 甚 至伤及 拉 筋 ，造 成 应力 集 中 。水 蚀 不 但 使 叶 片 的气 动性 能及 机组 的效 率 降低 ，还 可 能造 成 叶片 和拉 筋 断 裂 ，严重影 响 机 组 的 安全 和 经 济 运行 。本 文介 绍 在 电 厂 检修期 间对 汽 轮机末 级水 蚀 叶片 的修复 情况 。
维普资讯
的一边倒 圆 ；用手 工扭 曲防蚀 片 ，使 其 符合 进汽 边 的形 状 ，防蚀 片 的扭 曲型线 应与 叶片 型线 重合 ，扭 曲时 采用 试 凑法 ，直 到防蚀 片 的长 度 方 向 和 宽度 方 向与 叶 片 严 密 贴合 ，扭 曲和装 配均 在冷 态下进 行 。
焊接 方 法 ，用 ２Ｃｒ１３不 锈 钢焊 丝 对 水蚀 叶片 打磨 光 滑 的部 位进行 堆 焊 。堆 焊 部 位 要 分层 分段 施 焊 ，在 保 证 熔 合 的前提 下 ，尽量 采用 小 电流 ，相邻焊 道 重叠 三分 之 一 ， 一 层焊 完 清 理 后 再 堆 焊 第 二 层 ，不 能 一 次 堆 焊 成 型 。为减小 焊 接应 力 ，焊接 方 向应 从 叶 根 向 叶顶 方 向 施 焊 。焊接 时要 采 取 防 护 措施 ，注 意 焊 接 叶片 型 线 部 分 的保 护 ，不能 用强 风或水 等 介质对 其 进行 强行 冷 却 ， 避免 叶片 变形 和产 生热应 力 。
叶片修理技术
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
1
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。
15
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。
浅谈民航发动机高压压气机叶片维修管理方法
浅谈民航发动机高压压气机叶片维修管理方法作者：马兴坤张雄飞马超来源：《航空维修与工程》2018年第09期摘要：民航发动机高压压气机叶片在使用过程中容易受到损伤。
本文围绕发动机高压压气机叶片常见损伤，从损伤发动机维修管理、发动机机队管理和损伤预防等方面分析了发动机高压压气机叶片的维修管理方法。
关键词：民航发动机;高压压气机叶片;维修管理方法民航发动机在使用过程中容易受到由外来物冲击造成的损伤，如果外来物疑似进入发动机核心机，则需要进行孔探检查。
如果外来物造成发动机高压压气机叶片损伤，进而会导致飞机停场停飞，给航空公司造成一定的经济损失。
另外，高压压气机叶片在发动机正常使用过程中，也容易发生应力腐蚀，造成叶片损伤超标等故障。
高压压气机叶片损伤超标的维修需要分解压气机，整个维修周期较长。
因此，从损伤发动机维修管理、发动机机队管理和损伤预防等方面加强对发动机高压压气机叶片的维修管理，对提高机队的可靠性和安全性，提升航空公司经济效益，有着较为重要的工程意义。
1高压压气机叶片损伤维修工程管理的定义高压压气机（HPC）叶片损伤维修管理方法的核心目标是，通过对发动机损伤发生/发展机理的研究，采取有效措施避免损伤产生，减缓损伤发展，实现包容损伤运行等，在保障安全的前提下达到延长发动机机队整体寿命的目的。
在采取有效措施避免HPC叶片损伤产生的过程中，可以通过机场外来物损伤（FOD）防范措施，降低航线机务人员人为差错等方面实施管理方法，在损伤发生之前予以干预，保证发动机的安全运行。
实际运行中，对于已经发生损伤的发动机，管理的主要内容包括采用合理的技术措施延缓损伤发展，尽量延长其在翼时间，实现发动机包容损伤运行。
此外，针对特定类型发动机机队的运行管理，是对其较为常见的HPC叶片损伤类型分析成因，并采取针对性的技术干预措施，有利于降低或避免机队中发生类似损伤的概率。
2 HPC叶片损伤管理措施航空公司在发动机维修工程管理过程中，应该更多关注已经发生损伤的发动机，采用适当的措施实现发动机的包容损伤运行。
烟机设备修理工(打叶复烤)技能鉴定标准
烟机设备修理工（打叶复烤）国家职业技能标准（2012版）国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心2012年11月烟机设备修理工（打叶复烤）国家职业技能标准1.职业概况1.1职业编码32-0601.2职业名称烟机设备修理工（打叶复烤）1.3 职业定义从事打叶复烤设备机械部分安装、维护和修理的人员。
1.4 职业技能等级本职业技能等级共分为四级，由低到高分别为：五级/初级技能、四级/中级技能、三级/高级技能、二级/技师。
本标准涉及五级/初级技能、四级/中级技能、三级/高级技能三个等级。
1.5 职业环境条件室内、常温、噪声。
1.6 职业能力倾向具有一定的学习和计算能力；具有一定的空间感和形体知觉；手指、手臂灵活，动作协调。
1.7 普通受教育程度高中毕业（或同等学力）。
1.8 培训要求1.8.1 晋级培训期限晋级培训期限：初级不少于150标准学时；中级不少于200标准学时；高级不少于250标准学时。
1.8.2 培训教师培训初、中、高级人员的教师应具有修理技师及以上职业资格证书或相关专业中级及以上专业技术职务任职资格。
1.8.3 培训场地设备要求具有足够空间、照明度的厂房或场地，本职业工作内容所需的包装设备、辅助设备及相对应的工具、量具，并具有标准理论教室。
1.9 职业技能鉴定要求1.9.1 申报条件初级（具备下列条件之一者，可申报五级/初级技能）：（1）经本职业五级/初级技能正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书；（2）连续从事本职业工作1年以上。
中级（具备下列条件之一者，可申报四级/中级技能）:（1）取得本职业五级/初级技能职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业四级/中级技能正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书；（2）取得本职业五级/初级技能职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上；（3）连续从事本职业工作6年以上；（4）取得技工学校毕业证书，或取得经人力资源社会保障行政部门审核认定、以中级技能为培养目标的中等及以上职业学校本专业毕业证书。
反求工程在航空发动机叶片维修中的应用探索
１ 反 求 工 程 的 意 义
反求工程也称逆 向工程 、 反 向工程等 ， 通 常传统 的产 品开发过程 遵 从正 向设计 的思想 ． 从 市场需求 中抽象 出产 品的概念描 述 ． 然后建 立产品的 Ｃ Ａ Ｄ模型 ． 对其进行数控编程 和数控加工 ． 最后得到产 品的 实物 原型。 概括地说 ， 正 向设计工程是 由概念到 Ｃ Ａ Ｄ模型再到实物模 型的开发过 程 ． 而逆 向工程则是 由实物模型 到 Ｃ Ａ Ｄ模 型的过 程。 逆向 工程 是对 实物模 型进行 三维 （ ３ Ｄ ） 数 字化测 量和构造 实物的 Ｃ Ａ Ｄ模型 并利 用各种 成熟 Ｃ ＡＤ ／ Ｃ Ａ Ｅ ／ Ｃ Ａ Ｍ 的技术 进行再 创新 的过程 正 向工程 与逆 向工程 的流程 如图 ｌ 所示 。逆 向工程的特别意义在于 。 它不是简 图 ２ 各 种 发 动 机 叶 片 单地 把原有 物体还原成 Ｃ Ａ Ｄ模型 ．而是在还原 的基 础上进行二次创 新。 所 以， 逆 向工程作为一种新 的创新技术现 已广泛应用 于工业领域 ， 于新 叶片价格 的 ７ ０ ％ ， 则修复工作是经济 可行 的 并取得 了重 大的经济和社会效益 。 目 前 国内各 大航空 公司 ， 比如南方航 空公 司、 深圳航空公 司等 ． 以 及 国内各大发动机维修 厂． 对涡 轮叶片的维修技 术都 只停留在非常低 级 的水平 ， 甚至有些连涡轮 叶片的清洗工作都没有授权 或者做不 了。 因此 ， 在此主要研究 国内在 十一 五期间如果可 以完成 涡轮叶片修复 的 话所能带来 的经济收益
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【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。
航空发动机压气机叶片检修技术
航空发动机压气机叶片检修技术摘要：航空发动机在使用或经过长时间试验后，在分解检查过程中会发现部分压气机叶片存在损伤，而压气机叶片价格及其昂贵，更换新件将大大提高成本。
因此，本文介绍了降低航空发动机压气机叶片使用成本的检修技术，包含叶片的清洗、外观故障检查（以下简称故检），无损检测、叶型修理、叶型测量、叶根喷丸强化，叶片表面振动光饰等在内的先进修理技术。
【关键词】航空发动机压气机叶片修理技术航空发动机的压气机叶片工作条件非常恶劣，处于高温、高压、高转速、高离心力的状态。
特别是军用战斗机的发动机，因为作战机动，不断出现快速调整姿态等需求，导致为战斗机提供动力的航空发动机出现快速交变温差，工作条件的恶劣程度更是呈指数级增长。
因此，在航空发动机叶片的设计和制造上，都采用了性能优异但价格昂贵的钛合金和高温合金材料以及复杂的制造工艺。
在维修时，采用先进的修理技术对存在缺陷和损伤的叶片进行修复，可延长使用寿命，减少更换叶片，提高经济收益。
为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性，压气机叶片先进的修理技术日益受到重视，并获得了广泛的应用。
1.修理前的处理与检测压气机叶片在实施修理工艺之前，需开展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清洗压气机叶片使用过后，容易吸附空气中的杂质，从而在叶片表面黏附有沉积物，部分沉积物经过高温氧化腐蚀后产生热蚀层，这些沉积物影响了气流的运动，导致压气机的效率下降，同时沉积物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，要清除沉积物。
1.2故检叶片修理前，需针对其外部的损伤类型，损伤程度等进行故检，以判断是否可以继续使用，及确定相应的修理方案。
故检是维修过程的重要工序，整个发动机的制造（维修）成本控制，很大部分来自故检工序，因此众多维修厂都对故检工作极为重视。
1.3无损检测无损检测是在不损害或不影响叶片使用性能,不伤害叶片内部组织的前提下，利用叶片内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，对叶片内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。
叶片修理技术
叶片水流量
2 叶片水流量 为保证叶片内各腔冷却气流量符合设计要求，叶片
修理技术要求规定对叶片各腔冷却空气的流通能力进 行水流量测试。在规定的温度、压力等条件下，从叶 片底部供水，通过叶片前腔进气边孔排水量为(n～ m)L/min；通过叶片后腔排气边缝排水量为(k～ h)L/min。从检测结果看，部分叶片的水流量超出规 定范围（偏大或偏小）
为使叶片满足高温、高强度工作条件的使用要求， 除在结构设计上采用复杂的空心气冷式换热结构和空空换热器对冷却叶片的二股气流进行冷却，进步对叶 片的冷却效果外，在修理过程中也制定了相当严格的 技术要求，如多项试验检查要求和修理技术要求，以 保证其各项技术指标及安全措施实施到位。
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。
发动机修理故检中高压涡轮工作叶片伸长量超标报 废的主要是因丈量系统与外方丈量系统存在较大差异 造成的。
叶片伸长量
叶片伸长量主要是由于丈量系统误差所致，目前在 发动机修理中采用了对高涡叶片伸长量标准进行一定 量的丈量误差修正的方法，同时我们从外方引进了测 具，同一了丈量系统，消除丈量误差，以保证发动机 修理要求。该项措施有效地解决了叶片伸长量超差、 报废量大的问题。
涡轮叶片现场抽样测量示意图
叶片壁厚
4、 为保证叶片型面符合设计要求，在修理中规定， 高涡叶片更换涂层时，对其进行酸洗去除原表面渗 （涂）层，允许表面残余涂层0.015mm；对局部超过 残留涂层标准的部位，允许采用局部打磨法去除涂层， 对经修磨表面用超声波方法检查叶片壁厚，允许壁厚 减薄不超过0.1mm。修理中有数百片叶片壁厚减薄超 过规定要求
LM公司风力发电机叶片技术手册
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Tel.: +49 0 39 225 63 09 0 Fax: +49 0 39 225 63 09 10 E-mail: service.de@
LM Glasfiber, Inc. P.O. Box 5637 1580 S. 48th St. Grand Forks North Dakota 58206-5637 USA
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LM 37.3 P3 技术手册
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浅谈我国发电厂汽轮机叶片故障分析、预防及修复 措施
浅谈我国发电厂汽轮机叶片故障分析、预防及修复措施摘要：在我国制造技术与装备能力迅速升的今天，对电站汽轮机的维修，尤是作为关键部件的动叶片的维修与制造，在经济与资源综合利用等方具有突出的效益。
由于汽轮机叶片工作条件恶劣，受力情况复杂，一发生断裂事故其后果又十分严重，是以在每次汽机的大修中对每一叶片要进行无损检测，如发现叶片有损或缺陷超标、扩展的现象，就必须时有效采取措施予以解决。
因此必须对汽轮机叶片的叶片故障的常见原因有全面深刻的了解，并熟悉叶片常用的预防及修复措施。
关键词：汽轮机；叶片故障分析；预防；修复措施1，叶片断落的现象汽轮机内部或凝汽器内部有突然的响声。
机组发生强烈振动或振动明显增大，这是由于转子平衡被破坏或转子与断裂叶片发生碰撞摩擦所致。
有些较大容量的机组，叶片断裂发生在高中压转子的中间级，机组的振动虽没有明显的变化，但停机和启动过临界转速附近时机组的振动明显地变大。
叶片断落后落入凝汽器内，会将凝气器的铜管打破。
循环水漏入，使凝结水硬度和导电度突增，凝汽器水位迅速升高，凝结水泵点击的电流增大。
当叶片损坏较严重而且较多时，由于通流部分的尺寸发生变化，蒸汽流速、调节阀开度和监测段压力等同功率的关系将发生改变断落的叶片进入抽汽管，会使抽汽逆止阀卡涩。
停机过程中听到机内有金属摩擦声，惰走时间减少。
2.叶片损坏的原因2.1.叶片本身的原因振动特性不合格。
由于叶片频率不合格，运行时产生共振而损坏者，在汽轮机叶片事故中为数不少。
如果扰动力很大，甚至运行几个小时后即能发生事故。
这个时间的长短，还和振动特性、材料性能以及叶片结构、制造加工质量等有关。
设计不当。
叶片设计应力过高或栅结构不合理，以及振动强调特性不合格等，均会导致叶片损坏。
个别机组叶片甚薄，若铆钉应力较大，则铆装围带时容易产生裂纹。
叶片铆头和周围带汤裂事故发生的情况也不在少数。
材质不良或错用材料。
材料机械性能差，金属组织有缺陷或有夹渣、裂纹等，叶片经过长期运行后材料疲劳性能及衰减性能变差或因腐蚀冲刷机械性能降低，这些都导致叶片损坏。
科技成果——燃气轮机叶片及热端部件修复再制造技术
科技成果——燃气轮机叶片及热端部件修复再制造技术所属行业装备制造适用范围燃气轮机修复成果简介1、技术原理燃机是一种高效、节能、低污染的动力设备，广泛地应用于地面发电、能源动力、航空航天等领域。
随着燃机性能的提高，其热端部件所使用的材料性能也不断提高，以往可以用常规焊接工艺修缮的工件现已经不能采用，而如今的热端部件的制造仅仅掌握在国外的几家大型公司，其价值昂贵，往往一台份叶片的价格近5000万美元（9E、9F等机组），国产叶片也近4000万人民币所以叶片的损伤是目前国内使用单位最大的经济损失与压力，这样就急需要开发研制新方法、新工艺来解决。
激光作为一种特种能量源，发展激光辐照下的粉末熔铸生长和激光显微积分焊以及激光微弧沉积复合修复工艺。
其中粉末冶金法是公司在激光修复技术之外的一项重大突破。
粉末冶金过程为：粉末-成形-烧结，通过粉末组成的优化选择可实现工件的近、等强度的无损求原修复；通过可塑粉末体随工件基体几何结构抹塑成形，可实现工件的大面积、大孔洞、大间隙和较大厚度的无损求原修复。
对于高温合金，尤其是含Al+Ti量高的镍基高温合金，由于其难熔焊修复的问题，采用粉末冶金修复再制造技术应是十分有意义的，在发动机叶片及热端部件修复再制造中具有广阔的应用前景。
2、关键技术与装备（1）针对不同叶片片体基材烧结界面的冶金化程度即双金属界面液态相容性；（2）针对大缺陷处的烧结如何解决由于金属收缩比不同产生的裂纹；（3）控制烧结真空度与烧结温度，对空心型腔结构烧结时不会发生烧结粉末熔化点时的流动，也可称为仿型烧结技术；（4）烧结后烧结区的强度应不低于本体强度的70%，性能要达到基体性能的90%。
装备：TFL-H6KWCO2激光器一台成套设备；ZKSX-DC-02、ZKSX3004固态激光器二台；YAG500W、SF-1GX-500B激光器二台；DS-300电弧喷涂机、N-800等离子喷涂机各一台；等离子堆焊机一台；VHB-181830H、VHB-6612H多用途真空热处理炉二台；多功能微弧增材制造机（专利产品）若干台。
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。
风力发电机组叶片维修工艺与验收标准
叶片维修工艺及验收标准1.范围为了规范本公司及叶片服务承揽方的叶片维修工艺，提高叶片维修质量，特编制此叶片维修工艺标准。
2.规范性文件引用下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GBT1.1-2000 标准化工作导则第1部分标准的结构和编写规则GB/Z 25427-2010 风力发电机组雷电防护GB/T 2576-2005 纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法GB/T 25384-2010 风力发电机组风轮叶片全尺寸结构试验GB/T 2577-2005玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GBT 3854-2005 增强塑料巴柯尔硬度试验方法GBT 25383-2010 风力发电机组风轮叶片GBT+20319-2006 风力发电机组+验收规范3.维修作业要求3.1 文件和检验方法3.1.1 照片1)维修记录照片需要清晰，分辨率在500万像素以上。
2)照片要显示出损伤的长度和宽度（用标尺作为依据）。
3)关键过程记录照片不能缺失，如：损伤前的照片、打磨后或拆除后照片、铺层或更换完成后照片、最终完成照片，其它关键或重要工序照片，照片从同一角度进行拍摄。
3.1.2 工器具和设备维修及检测设备仪器应符合国家计量法规的规定。
3.2 维修作业要求1)空气相对湿度最大不超过80%。
2)采用环氧树脂采用其它辅助设备进行加热处理。
材料进行维修时，环境温度（叶片表面温度）大于16℃，否则需要采用其它辅助设备进行加热处理。
3.3 维修记录文件1)记录所维修叶片所在风电场、对应机位号以及叶片编号。
2)记录叶片损伤情况与修理区域的位置、大小并拍照，损伤描述如下图3.3-1所示。
3)记录维修时间、工时及材料。
4)关于缺陷与修理方法的相应附件和照片也要附在维修报告中。
图3.3-1叶片损伤维修记录（示例）4.维修流程为了完成叶片损伤的修复，一般情况下叶片维修实施的流程为：1)前期叶片损伤信息反馈与损伤分析；2)依据损伤情况设计维修方法；3)维修准备，包括人员、设备、材料的准备等；4)按计划安排，实施维修并监测及检验过程；5)最终检验，对维修过程及结果进行判定，对不合格维修进行返修或处理。
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。
风力发电海上叶片运维服务的规范化
风力发电海上叶片运维服务的规范化在全球能源转型的大背景下，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正发挥着越来越重要的作用。
而在风力发电领域中，海上风力发电因其具有更高的风能资源和更低的土地占用等优势，逐渐成为发展的重点。
然而，海上环境复杂多变，给风力发电设备的运维带来了巨大的挑战，其中叶片作为风力发电机的关键部件之一，其运维服务的规范化显得尤为重要。
叶片是风力发电机捕获风能的关键部件，其性能和状态直接影响着整个风力发电系统的效率和稳定性。
由于长期暴露在恶劣的海上环境中，叶片容易受到盐雾侵蚀、强风冲击、雷击等多种因素的影响，从而出现磨损、裂纹、腐蚀等故障。
这些故障不仅会降低叶片的发电效率，还可能导致整个风力发电系统停机，给发电企业带来巨大的经济损失。
因此，建立规范化的海上叶片运维服务体系，对于保障风力发电系统的安全稳定运行，提高发电效率，降低运维成本，具有重要的意义。
要实现海上叶片运维服务的规范化，首先需要建立一套完善的运维标准和规范。
这些标准和规范应涵盖叶片的设计、制造、安装、运维等各个环节，明确各项工作的流程、方法、技术要求和质量标准。
例如，在叶片设计阶段，应充分考虑海上环境的特点，采用抗腐蚀、抗疲劳的材料和结构设计，提高叶片的可靠性和使用寿命；在制造过程中，应严格按照设计要求和质量标准进行生产，确保叶片的质量一致性；在安装环节，应制定详细的安装方案和操作规程，保证叶片的安装精度和安全性；在运维阶段，应定期对叶片进行巡检、维护和修理，及时发现和处理叶片的故障和隐患。
其次，需要配备专业的运维人员和先进的运维设备。
海上叶片运维工作具有较高的技术含量和危险性，需要运维人员具备扎实的专业知识、丰富的实践经验和良好的安全意识。
因此，发电企业应加强对运维人员的培训和考核，提高其业务水平和综合素质。
同时，还应配备先进的运维设备，如无人机、直升机、海上运维船、检测仪器等，提高运维工作的效率和质量。
例如，利用无人机搭载高清摄像头和检测传感器，可以对叶片进行快速巡检，及时发现叶片表面的缺陷和损伤；使用直升机可以快速将运维人员和设备运输到海上风电场，缩短故障处理时间；配备先进的检测仪器可以对叶片的内部结构和材料性能进行精确检测，为运维决策提供科学依据。
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为使叶片满足高温、高强度工作条件的使用要求， 除在结构设计上采用复杂的空心气冷式换热结构和空空换热器对冷却叶片的二股气流进行冷却，进步对叶 片的冷却效果外，在修理过程中也制定了相当严格的 技术要求，如多项试验检查要求和修理技术要求，以 保证其各项技术指标及安全措施实施到位。
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。
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。
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。 用光学投影仪检测叶型，可以从屏幕上直接观察到 经放大后的实际叶型与理想叶型之间的误差。 缺点在于测量结果受叶片表面反射能力的影响较大。 此外，受屏幕限制只能测量弦宽不大的叶片。
三坐标和四坐标测量机
三坐标测量以空间直角坐标系为参考系，检测机械 零件轮廓上各被测量点的坐标值，并对其数据群进行 处理，求得零件各几何行位尺寸。 一体化
可实现数据化、准确率高、易实现设计、制造、检测
Leitz叶轮检测方案
接触式测量的夹具
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。
4、 为保证叶片型面符合设计要求，在修理中规定，
高涡叶片更换涂层时，对其进行酸洗去除原表面渗 （涂）层，允许表面残余涂层0.015mm；对局部超过 残留涂层标准的部位，允许采用局部打磨法去除涂层， 对经修磨表面用超声波方法检查叶片壁厚，允许壁厚 减薄不超过0.1mm。修理中有数百片叶片壁厚减薄超 过规定要求 造成叶片壁厚超差的主要原因是丈量系统不稳定 和精度低；在修理中采用的酸洗和打磨工艺方法使叶 片壁厚减薄，也造成部分叶片正常消耗报废。
叶片伸长量
叶片伸长量主要是由于丈量系统误差所致，目前在 发动机修理中采用了对高涡叶片伸长量标准进行一定 量的丈量误差修正的方法，同时我们从外方引进了测 具，同一了丈量系统，消除丈量误差，以保证发动机 修理要求。该项措施有效地解决了叶片伸长量超差、 报废量大的问题。
涡轮叶片现场抽样测量示意图
叶片壁厚
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。
主要修理技术指标和试验检查要 求
为保证高压涡轮工作叶片内部冷却气流通畅，在对叶片 进行超声波清洗后，按标准对其进行X光检查内腔清洁度； 为保证叶片内各腔冷却气流量符合设计要求，要对每个叶 片进行水流量检测，检查叶片内各腔的流量和总流量；为 保证叶片在损伤限度内工作，要检查并控制叶片叶尖裂纹 长度、数目、间距；为控制叶片蠕变量，要对叶片伸长量 进行丈量检查；为保证叶片型面符合设计要求，对经表面 抛修过的叶片壁厚进行丈量检查；定时抽样解剖检查叶片 材料组织，定期进行恢复性能热处理；定时更换叶片表面 涂层修理，保证其在高温下的防护作用，有效地避免零件 基材因高温氧化和热腐蚀作用而导致机械性能明显降低， 从而达到延长使用寿命的目的。
叶片型面
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。
样板检测
在分析叶片型面测具设计 的基础上，结合某航空企业 实际需求，通过提炼设计过 程，采用参数化设计方法， 建立模板，使用特征提取、 自动装配等技术开发出基于 UG平台的叶片测具快速设 计系统。 设计人员只需输入有关参 数、选择相关叶片特征，即 可在几分钟之内完成叶片测 具设计，有效地提高了设计 效率及自动化水平。
叶片水流量
叶片经长期工作后，冷气通道受气流冲洗影响而变 大，使叶片水流量略有增加的趋势。大修中高压涡轮 叶片水流量偏小的原由于叶片原始状态超差，新备件 丈量的结果也说明了这一点。大修中发现的水流量超 差的叶片是经过工作寿命考核的，说明流量超差在一 定范围内的叶片是可以满足发动机修理和使用要求的。 目前在发动机修理中适当调整叶片水流量检查标准， 经长期使用和发动机工作验证，该方法效果良好。
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。 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。
表面损伤的修理
目前表面修理的方法有： 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。
图7 叶片测具快速设计系统界面
电感测量
电感测量是指用电感的方法将机械位移量转变为电 量，经过放大处理并最后显示出机械位移量的测量方 法。电感测量仪具有操作简便、测量直观、精度高、 效率高等优点。 但电感测量仪不能单独使用，必须配备使测量零件 定位、产生相对运动以及固定传感器的测量机械装置。 并且，加密测点使测量机械装置更复杂，测量机械装 置难保证。因此采用电感测量仪测量叶片往往不理想， 且其造价高，制造周期长。
叶片伸长量
3 叶片伸长量
为保证叶片在寿命期内可靠地工作，修理中要求控制叶 片蠕变量，对工作后叶片相对于原始状态的伸长量进行测 量检查，要求伸长量不大于0.05mm。大修以来因伸长量 超差而报废的高压涡轮工作叶片有千余片，其报废有3方面 的原因： （1）伸长量超过大修规定的故检标准； （2）无原始叶片长度值； （3）伸长量为负值。 发动机修理故检中高压涡轮工作叶片伸长量超标报废的 主要是因丈量系统与外方丈量系统存在较大差异造成的。
叶片叶尖裂纹
对于工作中产生叶尖裂纹故障的高压涡轮工作叶片， 以高W、Mo含量的Ni基超合金作为填料，采用电火花 预置填料与固体激光脉冲优化路径积分焊工艺方法进 行修复。修复后的高压涡轮叶片经超声波对激光补焊 区往除应力处理、恢复性能热处理、重涂涂层等工作 后，通过了300h（折合1000次冷、热循环）的热冲击 试验和长期试车考核，叶片激光焊修部位未出现超出 大修故检要求的裂纹，符合叶片修理的故检标准，满 足发动机工作要求。该项深度修理工艺已纳进修理技 术要求并投进产生，使大量因叶尖裂纹超标报废的叶 片恢复了使用功能。
样板检测
图8 叶片型面测具设计实例
其中样板法属于模拟量检测方法，是用叶片型线的理论值生成样板的检测 面，然后将加工的样板和叶片上对应的型线进行比对，借助灯光等辅助手段 观察样板和叶片叶身的间隙大小，估计对应型线的误差[4]，具有检测速度快、 操作简单、便于现场使用等优点，在叶片加工检验过程中得到广泛使用
叶片水流量
2 叶片水流量 为保证叶片内各腔冷却气流量符合设计要求，叶片 修理技术要求规定对叶片各腔冷却空气的流通能力进 行水流量测试在规定的温度、压力等条件下，从叶 片底部供水，通过叶片前腔进气边孔排水量为(n～ m)L/min；通过叶片后腔排气边缝排水量为(k～ h)L/min。从检测结果看，部分叶片的水流量超出规 定范围（偏大或偏小）
激光测量
激光测头利用物体表面的反射光进行三角测量时，照射到物体表面 的激光会呈现颗粒状的结构，这种颗粒状的结构称为“散斑”，而这种 现象称为“散斑效应”
新式测量
未来测量前景是非接触式测量
高速白光叶片测量机MAXOS
叶片主要技术指标和故障情况
对于高压涡轮工作叶片，在发动机修理中所发现的主要 故障主要包括： 1叶片叶尖裂纹 随着工作时间的增加，叶尖裂纹的产生数目及裂纹长度也 是增加的。通过对产生叶尖裂纹的叶片进行解剖、扫描电 镜观察和金相分析可以看出：叶片叶尖裂纹属热疲惫裂纹， 其形成与发展是热应力和燃气环境共同作用的结果。 为保证在规定翻修寿命期内，叶片能够在允许的损伤限 内安全工作，修理中用荧光法检查叶片叶尖工作中产生的 裂纹，根据叶片的工况条件等，规定了允许装机使用的叶 尖裂纹长度、数量和裂纹之间间距的要求。修理中叶尖裂 纹超过规定要求的叶片约占叶片总数的8%(主要是裂纹间 距和数量超过规定)。
叶片壁厚
修理中叶片壁厚超差故障主要是由于壁厚丈量系统 不稳定、精度低所致，为进步叶片壁厚丈量精确度， 已开展了采用X光丈量叶片壁厚的研究工作，进步叶 片丈量系统的稳定性，消除丈量误差。