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航空发动机修理技术
1.5.9.1 9.1 裂纹故障及修理方法
9.1 裂纹故障及修理方法

9.1.1 尾喷管安装边裂纹

尾喷管安装边裂纹主要发生在两个位置:安装孔孔边和安装边与筒体的接合处。孔边裂纹易发展为贯穿性裂纹,安装边与筒体的接合处裂纹主要是圆周裂纹,裂纹集中在安装边的下方。安装边的螺栓拧得过紧,使安装边承受过大的预压应力,是造成孔边裂纹的主要原因。安装边与筒体的接合处裂纹受安装边局部温度过高和燃气振动的综合影响,温差过大,局部应力过大产生开裂。

对于较易产生裂纹的部位,允许铣花边预防。非严重裂纹,焊接填充排除。裂纹严重和数量较多时,允许切除旧安装边,换装新安装边。

9.1.2 筒体裂纹

筒体裂纹主要发生在离安装边不远处和热电偶安装座附近,以单条裂纹为主,也有局部变形、鼓包、枝状和碎裂纹。裂纹发展较为缓慢,一般不会产生闭合掉块现象。主要原因是涡轮后温度场分布不均匀,温差过大产生单条居多的热应力裂纹。加力时火焰瞬时延伸到尾喷管,引起筒体局部温度过高,导致材料过热、变色、烧伤和裂纹,如筒体轴向碎裂等。燃气噪声大,振动频率高,高频振动产生疲劳裂纹,尾锥整流支板受燃气冲击振动,使支板与锥体接触处磨损,材料减薄,导致支板表面碎裂纹。筒体裂纹的主要修理方法是补片焊修,如图2-9-1所示。对裂纹处进行单纯的焊接修复,易导致焊缝附近出现新裂纹,图2-9-2所示为焊接修复的裂纹。

图2-9-1 排气装置的补片修复

图2-9-2 焊接修复的裂纹

尾喷管滚焊裂纹以轴向和周向为主,轴向裂纹以成片的碎裂纹为主,与滚焊缝上的“点核”裂纹同时出现,尾喷管圆周方向的滚焊出现较多。周向裂纹以单条居多,主要出现在靠近轮缘的滚焊缝上。碎裂纹由点核发展起来,发展速度较为缓慢。滚焊缝脱焊主要表现为滚焊的搭接体上有开口,一般为局部出现,主要采取挖补和重新焊接的修理方法。对于轻微的轴向滚焊缝裂纹,发展速度较慢,允许继续使用一段时间。

9.1.3 锥体及整流支板裂纹

整流支板裂纹出现在点焊位置附近、支板排气边、支撑板内部和进气边转角处。锥体和整流支板裂纹大多属于稳定性故障,整流支板的裂纹有时形成闭合状,为过渡性质裂纹,有一定危害性。尾喷管内温度场分布不均匀时,可能导致支板的点焊点、支板和锥体的滚焊缝上出现脱焊,修理方法与筒体的滚焊脱焊相似。

9.1.4 隔热屏裂纹

隔热屏常存在长度处于规定范围且条数不超过规定值、影响区域小的裂纹,允许打止裂孔保护,如图2-9-3所示。当裂纹较长时,打止裂孔和焊接相结合修复。龟裂至一定区域时,切掉损伤区域,补片焊接。隔热屏直角槽口裂纹时,打磨槽口裂纹两边材料,补焊恢复至图纸尺寸。焊接后,隔热屏发生变形时,使用型胎或橡胶榔头校正,校正时避免对表面涂层造成二次损伤。

图2-9-3 隔热屏的裂纹及其修复

9.1.5 焊接处裂纹

点焊、滚焊和其他补焊处焊缝,允许注入煤油检查焊缝密封性,双层壁结构和搭接结构的焊缝应对内、外表面均进行着色检查。更换安装座或补焊主体材料后,需对焊接处进行局部热处理,允许使用气焊枪加热,通过火焰颜色判断温度,保持一定的时间,冷却。补焊后若有裂纹、气孔和未焊透等缺陷,允许对同一处进行补焊,但次数不能超过规定值。