Page 123 - 无损检测2024年第四期

徐亚亚,等:
涡轮盘封严齿裂纹返修后的荧光渗透检测

2.4 装配过程对封严齿裂纹的影响 区域, 对于该区域的荧光渗透检测复检一般采用方
大修中心按涡轮转子组件定型装配工艺规程进 法 C ( 溶剂擦拭去除多余渗透剂), 4 级灵敏度进行
行装配, 未对工艺规程要求进行修订或者增删。另 检测。其具体操作流程为: 预清洗( 用毛刷蘸丙酮对
对高压涡轮转子装配过程中的所有技术要求和现场 修理 部 位 进 行 清 洗) → 渗 透 30 min ( 刷 涂 方 式 施

实施情况进行复查, 未发现新机装配过程中存在明 加) → 去除( 丙酮擦拭) → 干粉显像( 一次显像时间为
显异常。且在该型发动机装配过程中, 严格按工艺 15min ; 擦拭后再次显像时间为 10min )。

规程检查相关尺寸。笔者复查了近几月( 故障发生 4.5 荧光渗透检测复检工艺
后) 所有发生封严齿裂纹故障发动机的涡轮盘装配 某高压一级涡轮盘在第一次整机试验后的荧光
尺寸, 包括涡轮盘跳动、 同心度, 封严圈同心度和外 渗透检测过程中, 在其封严齿第 3 齿部位发现 4 处
径, 封严圈安装座内径、 同心度, 涡轮盘与封严圈配 荧光迹痕显示( 长度为 0.5~1.8mm ), 经无损检测

合间隙, 发现裂纹盘与合格盘的各项尺寸数据呈现 人员评定, 该 4 处迹痕显示均为裂纹迹痕显示( 裂纹
离散状态, 不存在明显的因果关系。 特征与表 1 中第 1 类裂纹的类似)。经主制车间返
修后进行荧光渗透检测复检, 复检过程中, 在规范规
3 裂纹性质及成因分析
定的显像时间( 干粉: 10mi n~4h ) 之内 4 处迹痕显
上述结果表明, 高压二级盘第三齿裂纹为疲劳裂 示均未复现, 检测结论为合格。

纹, 起始于齿侧面, 裂纹尺寸较小, 基本位于一个晶粒 之后其他单位的相关人员大约在20h后对裂纹
尺度内。裂纹断口呈黑色, 为高温氧化色, 裂纹应产 返修效果进行确认时发现: 原返修部位处的2处裂纹
生于第一次发动机整机试验阶段。金相检验结果表 迹痕再次出现( 原4处中的2处), 即在涡轮盘第三齿
明, 盘件组织正常, 碳化物符合标准要求, 断口未见材 有一条垂直于周向的裂纹, 长约0.5mm ; 另一条为周

料及冶金缺陷, 说明疲劳裂纹的产生与材料无关。其 向裂纹, 长约 0.8mm 。相较于返修前此时两条裂纹

产生原因主要为盘件表面残余应力大, 涡轮盘在工作 迹痕显示长度均变小, 荧光迹痕显示亮度变弱。
时残余应力与离心应力和振动应力发生了叠加。 由此可见, 4 处裂纹迹痕显示经返修后, 2 处已
完全去除, 2 处未完全去除。经分析, 2 处未完全去
4 高压一、 二级涡轮盘的荧光渗透检测
除的裂纹在正常规定的显像时间内未再现的原因有
4.1 新件制造过程中的检测工艺 两方面: 一方面, 裂纹较细微, 裂纹中截留的渗透液

按标准 HB / Z61 — 1998 《 渗透检验》, 对高压一、 量太少; 另一方面, 返修过程对缺陷表面产生了不同
二级涡轮盘所有表面采用方法 D , 4级灵敏度( 超高灵 程度的“ 堵塞” 效果。即, 渗透液在较短时间内难以
敏度的后乳化荧光渗透检测) 进行检测, 其验收标准 回渗至零件表面而形成黑光下目视可见的荧光迹痕
均为 QAS0203 《 EPK31和INCO901材料的斯贝涡轮 显示。因此, 为提高此类裂纹迹痕显示的再现率, 需

盘和压气机盘的质量验收标准》。盘件在进行荧光渗 延长其显像时间。经试验, 应将裂纹返修后荧光渗

透检测后, 再经最终检验和清洗后合格入库。 透检测复检的再次显像时间延长至 24h 。
4.2 第一次发动机整机试验后的检测工艺 4.6 改进前最终的荧光渗透检测工艺

按标准行业规范 O.P.210 《 后乳化( 亲水型) 荧 经工艺试验, 荧光渗透检测复检一般采用方法

光渗透检测》对高压一、 二级涡轮盘所有表面采用 C ( 溶剂去除型), 4 级灵敏度进行检测。其具体操作
方法 D , 4 级灵敏度( 超高灵敏度的后乳化荧光渗透 流程为: 预清洗( 用毛刷蘸丙酮对修理部位进行清

检测) 进行检测, 其验收标准均为不允许有裂纹。 洗) → 渗透 30 min ( 刷涂方式施加) → 去除( 丙酮擦

4.3 第一次发动机整机试验后裂纹故障件处理 拭) → 干粉显像( 一次显像时间为 15min ; 擦拭后再
对于此故障, 经相关人员分析和判定后, 对于表 次显像时间为 24h )。

1 所列的第 1 类裂纹迹痕显示可采用无余量返修的
方式进行补救, 返修后经荧光渗透检测判定缺陷去 5 改进后盘件返修后的荧光渗透检测工艺
除后, 涡轮盘可正常交付使用。 5.1 裂纹产生机理及危害性分析
4.4 盘件返修后的荧光渗透检测工艺 为有效降低涡轮盘裂纹故障发生率, 由相关单
此类裂纹一般出现在封严齿第二、 三齿的局部 位牵头组织成立技术攻关团队, 团队成员在进行了
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2024 年 第 46 卷 第 4 期
无损检测