压气机是航空發動機动力装置的主要组成部分和关键部件，是大气流经燃气动力装置的首要通道，其性能对航空發動機的性能将产生直接影响。本文介绍使用內窺鏡檢測和渦流檢測監控壓氣機葉片損傷的方法。

1. 內窺檢查與損傷影像分析

目前，对于發動機压气机叶片的损伤监控，大多采用内窥检测方法，内窥检测中以检测人员观察分析为主。也有一些內窺鏡具备缺陷的自动识别功能，根据發動機叶片的损伤形态，将缺陷分为线条形（如裂纹）和面积形（如缺口、撕裂等），针对不同的损伤形态，采取不同的自动测量方法。对于內窺鏡检测来说，面积形缺陷比较容易检出，如缺口和掉块，而裂纹因比较细小而不易检出。

受內窺鏡的分辨率、缺陷位置、光照情況、葉片表面劃痕與附著物等因素的影響，容易發生漏檢，所以需要檢測人員特別仔細地檢查，尤其是要注意裂紋與表面劃痕的區別。裂紋的擴展方向一般不是很規則，有較尖銳的尾部特征，且在葉片邊上容易出現較明顯的裂紋痕迹；而劃痕多呈直線或帶一定弧度的平滑曲線，在葉片邊上一般不會留下痕迹。

另一個值得注意的問題是，需要加強對處于規程允許損傷範圍內未處理的舊傷的監控與處理。由于局部應力集中，此類輕微損傷也同樣存在萌生裂紋的可能性，且這類後續擴展裂紋極其隱蔽，不易被發現。

內窺鏡檢測的優點是快速、簡單方便、直觀、經濟，但其缺點爲僅能檢測葉片表面缺陷，且容易受檢測人員經驗和葉片表面狀況的影響。

2. 渦流檢測與損傷定量評估

渦流檢測技術是以電磁感應原理爲基礎的一種無損檢測方法，適用于導體材料的檢測，其對疲勞裂紋和亞表面腐蝕缺陷非常敏感，靈敏度高，可達性好。對于渦流檢測，包含葉片質量信息的是渦流傳感器中測量線圈接收的電壓(電流)信號。而測量線圈接收到的輸出信號中，能夠表征葉片裂紋缺陷等不連續的是電壓(電流)信號的變化量，或者說是渦流傳感器分別置于葉片完好處與含有裂紋等不連續性缺陷處所接收到的電壓(電流)信號差。

对于發動機叶片损伤，疲劳裂纹是最危险的，裂纹扩展会引起叶片断裂，从而在發動機高速运转时打伤發動機，造成更大的损失。为了精确测量裂纹的尺寸，笔者运用当量曲线法在损伤定量方面进行了探讨。当涡流传感器在叶片试件上分别沿着垂直于裂纹长度方向扫描不同深度的裂纹缺陷时，可以得出裂纹信号幅值与裂纹的深度基本成正比的结论；类似地，裂纹信号幅值与检测频率之间也存在一定的关系。

在葉片的實際損傷中，受到葉片材料、損傷形狀等影響，産生的裂紋深度在不同的區域會有變化，在裂紋的起始部位開裂會深一些，裂紋端部開裂會稍淺。可采用上述方法定量傳感器檢測點的裂紋深度，找出裂紋開裂最深的部位。

3. 結語

通過綜合運用內窺鏡檢測和渦流檢測監控壓氣機葉片損傷，既能直觀地觀察到損傷的形貌特征，又可對危險的裂紋故障進行精確定量，對于保障飛行安全具有重要意義。

本文来源：《无损检测》2021年1期 （有部分删节和少量修改）

作者：張海兵1，張泰峰1，郭奇2

1.海军航空大学青岛校区 航空机械工程与指挥系

2.北京航空工程技術研究中心

第一作者：张海兵，硕士，副教授，主要从事飛機损伤检测与评价工作。

相關推薦：

韋林孔探儀_航空航天內窺鏡
工業內窺鏡助力航空航天工業的發展
工业內窺鏡在航空發動機燃燒室检测中的应用
觀察工業內窺鏡檢測圖像的方法有哪幾種？

熱點文章：

工业內窺鏡孔探在航空發動機渦輪叶片检测中的应用
工業內窺鏡在水利工程質量檢測中的應用
焊縫目視檢測遇難題,工業內窺鏡幫您化解
工業尊龙凯时网站进入探頭導向不靈活的解決辦法