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某型航空发动机引接管断裂故障分析

2012-09-28佟文伟韩振宇张开阔

航空发动机 2012年1期
关键词:裂纹发动机故障

李 青,佟文伟,韩振宇,张开阔

(中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳 110015)

0 引言

航空发动机引接管的主要作用是引入高压气体供防喘调节器使用[1],一旦失效,将直接影响发动机正常工作并造成安全隐患。某型发动机引接管材料为高温合金GH536,其与球头之间采用真空钎焊工艺,在使用过程中发生了断裂故障。

本文对故障引接管进行了外观检查、断口分析、解剖分析及金相检查等,确定了故障件的断裂性质,分析了断裂原因,最后提出了改进建议。

1 检查与分析结果

1.1 外观检查

故障引接管断裂位置在2根引接管之间钎焊焊接处根部。管壁表面较光滑,未见挤压、摩擦痕迹。断口较平坦,呈灰白色,未见明显的塑性变形,如图1所示。

1.2 断口分析

故障引接管断口的低倍形貌如图2所示。从图中可见,其表面有轻微磨损;将其放大观察发现,断裂起源区呈现明显的放射棱线,且为线源特征[2],其形貌如图3所示。由放射棱线的聚集方向可判断出断裂起源于2根引接管之间钎焊焊接根部的外表面(图2中箭头所指处),该起源区未发现明显的冶金缺陷。

图2 断口低倍形貌

图3 断口源区形貌

断口扩展区呈现清晰、细密的疲劳辉纹,表明该断口性质为疲劳断口,如图4所示[3]。进一步观察发现,断口疲劳扩展充分,仅在断口边缘发现小面积的瞬断区,其形貌如图5所示。

1.3 解剖分析

将故障引接管沿着2根引接管中线纵向解剖,其腐蚀前后的截面形貌如图6所示。2根引接管的间距较小,中间部位的焊料明显高于球头与引接管之间的焊料,且焊料与引接管之间没有明显的转角过渡;……

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