航空发动机低压涡轮工作叶片掉块分析.pdfVIP

总第264期机械管理开发Total264

2025年第4期MechanicalManagementandDevelopmentNo.4,2025

经验交流D0I:10.16525/14-1134/th.2025.04.078

航空发动机低压涡轮二作叶片掉块分析

卢思远，彭任良，李永，穆明

辽宁沈阳110043)

（空军装备部驻沈阳地区第二军事代表室，

摘要：发动机台架试车后，检查发现低压涡轮工作叶片掉块，与其相配合的机匣静子机件也出现了不同程度的损

伤，影响发动机的使用，潜在隐患较大。以叶片损伤形貌和理化分析结论为基础，从叶片实际工况和工作机理着手，

针对问题列出导致其失效的所有因素并逐一进行分析，最终得出叶片加工尺寸不符合图纸要求是导致问题的主要

因素，进而采取对装机叶片进行尺寸测量的措施避免类似问题的出现。

关键词：航空发动机；涡轮；工作叶片；掉块；理化；措施

中图分类号：TH117;V23文献标识码：A文章编号：1003-773X(2025)04-0216-03

0基体扩展，靠近转角R侧相对平直，扩展至叶冠边缘

引言

发动机在台架试车时，出现振动值异常现象。发时偏转，整个耐磨块部分全部脱落。裂纹断口与耐磨

动机试车后分解检查，发现第80号低压涡轮工作叶块焊缝大约呈70°夹角。在裂纹断口附近（叶身方向

片沿叶冠盆侧接触板片转接R处掉块。为查明原因，观察)可见有与表面打磨颜色不一致的区域，对比其

对引起该问题的所有因素，如叶片原始加工制造尺他正常叶片可知，该区域为钎料流消痕迹。

寸，装配过盈量、原始缺陷、多余物、装配工艺、试车过观察裂纹断口可见，断口靠近转角R侧有白亮的

程等进行逐一分析排查，并结合断口分析结论，得出压伤，应为耐磨块脱落后相邻叶片的挤伤，见图2。其

影响叶片掉块的主要因素为叶片原始加工尺寸超差，附近断口面相对平坦，颜色为浅灰黑色，平坦区外围

如接触板片厚度、转接R和叶冠弦宽。就此原因制定可见明显扩展弧线和放射棱线，并一直扩展到叶冠边

了针对性措施，对叶片进行尺寸测量和特检，如不合缘，导致掉块，见图3。从扩展弧线的反向归结，裂纹

格进行更换，可有效排除发动机使用隐患。通过该研断口应起始于图2断口下方表面，即叶身侧叶冠表面，

究，可推广至其他发动机类似问题的分析处理中距转角R约0.5mm。从图2还可观察到，断口起始区

1

情况描述裂纹走向平直，但与叶冠表面机加痕迹明显不平行[2]。

某发动机试车后分解检查，发现第80号低涡叶

片沿叶冠盆侧接触板片转接R处掉块，其余叶片叶

冠封严齿处都有刮磨和掉块。低导嵌人件蜂窝整周刮

磨，磨损严重位置集中在机匣下半位置，最大磨损深

度约为1.97mm。查询发动机试车情况，发现机载振

动有10~20mm/s的变化，后水振动峰值达66mm/s，500.00μm5000Pm

而在一、二阶段起动时后水振动在10mm/s左右，试图2叶冠断口宏观形貌图3断口放大形貌

车过程中喷口未见火星等异常情况。2.2叶冠转角R表面加工状态检查

2理化分析情况放大观察掉块叶片叶冠及其他几片同台叶片，发

2.1外观检查现其叶冠转角处都经过了打磨抛光，表面较光滑，侧

80号叶片叶盆侧耐磨块脱落，其损伤形貌见图1。面倒角明显且无明显较深的机加痕迹。