李鋒 王振良 梁衛(wèi)華

摘要：介紹了湍達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪機(jī)匣冷卻管（TCC管）裂紋的損傷情況和修理過程中存在的接近困難，基于冷卻管安裝位置的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)有的接近方案進(jìn)行了改進(jìn)并制作了新的工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了反推在位更換TCC管，避免了拆裝反推造成的停場(chǎng)和人力浪費(fèi)，提高了維修效率。

關(guān)鍵詞：湍達(dá)700;發(fā)動(dòng)機(jī);渦輪機(jī)匣冷卻管;工作平臺(tái);反推

0 引言

近年來，隨著裝配湍達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)的A330-200機(jī)隊(duì)的逐漸擴(kuò)充以及機(jī)齡的增加，渦輪機(jī)匣冷卻管（TCC管）裂紋的問題逐漸暴露，極大地影響了航線飛機(jī)的正常運(yùn)營(yíng)。

渦輪沖擊冷卻系統(tǒng)控制低壓壓氣機(jī)向渦輪機(jī)匣提供空氣，從而保持中/低壓渦輪機(jī)匣的溫度在可接受范圍內(nèi)，并且控制中壓渦輪葉片的間隙。TCC管作為渦輪沖擊冷卻系統(tǒng)的一部分，通過拉鉚釘連接在發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)反推內(nèi)墻上，空氣通過其進(jìn)入冷卻系統(tǒng)[1]。

由于TCC管靠近反推C涵道一側(cè)的空間狹小，對(duì)其進(jìn)行更換時(shí)需要拆下反推才能實(shí)現(xiàn)有效接近，而拆裝反推增加了大量的維修工作，造成飛機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停場(chǎng)。為了解決這一問題，本文根據(jù)TCC管安裝位置的實(shí)際情況對(duì)接近方案進(jìn)行了改進(jìn)，避免了拆裝反推造成的停場(chǎng)和人力浪費(fèi)，縮短了維修工時(shí)。

1 渦輪機(jī)匣冷卻管損傷情況

2015年12月，一架裝配湍達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)的A330-200飛機(jī)在檢查中發(fā)現(xiàn)左發(fā)TCC管后上角有一條長(zhǎng)約52mm的裂紋（見圖1）。隨后，該型發(fā)動(dòng)機(jī)不斷發(fā)現(xiàn)類似損傷，截至2016年12月共發(fā)現(xiàn)14例TCC管裂紋，占在翼發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量的28%。裂紋主要集中在TCC管進(jìn)氣口的后上角和后下角，這兩個(gè)位置易受損傷的原因主要是進(jìn)氣口后緣阻擋了進(jìn)入TCC管的氣流，產(chǎn)生了高沖擊和高振動(dòng)，另外緊固件孔的應(yīng)力集中也產(chǎn)生了一定的影響。

2 TCC管裂紋處理措施

TCC管的材料為鈦合金，裂紋主要集中在進(jìn)氣口后上角和后下角的圓弧附近，不易成型的鈦合金材料和裂紋的位置加大了修理的難度。參照手冊(cè)和廠家意見，裂紋的處理措施分為臨時(shí)處理措施和最終處理措施兩種。臨時(shí)處理措施是在裂紋末端鉆止裂孔，最終處理措施包括直接更換反推、更換TCC管和TCC管焊接修理三種方案。

2.1 臨時(shí)處理措施

根據(jù)AMM78-32-00-200-802-A所述，如果裂紋發(fā)生在區(qū)域A且在平行于邊緣B方向的長(zhǎng)度不大于65mm（見圖2），可以在裂紋末端鉆直徑為0.120in的止裂孔，檢查確認(rèn)損傷區(qū)域裂紋被阻止且除了止裂孔外沒有其他材料損失;每600飛行小時(shí)檢查損傷區(qū)域直至在合適的機(jī)會(huì)對(duì)TCC管進(jìn)行更換或修理。如果裂紋出現(xiàn)在其他區(qū)域或長(zhǎng)度超出65mm，根據(jù)手冊(cè)要求需要更換新件[2]。

在已發(fā)現(xiàn)的湍達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)的14例TCC管裂紋中，有6例由于區(qū)域或長(zhǎng)度的原因超出保留標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)向廠家申請(qǐng)，廠家批準(zhǔn)可以在裂紋的末端鉆直徑為0.120in的止裂孔后每20飛行循環(huán)檢查確認(rèn)裂紋無擴(kuò)展，保留至下次定檢更換或修理TCC管[3]。

2.2 最終處理措施

經(jīng)過與廠家溝通，提出了三種TCC管裂紋的最終解決方案。

1） 更換新反推;

2） 參照CMM78-30-20FRSX095更換TCC管[4];

3） 參照CMM78-30-20FRSX097對(duì)TCC管進(jìn)行焊接修理[4]。

從表1中可以看出上述三種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)：第一種方案直接更換反推，所需停場(chǎng)時(shí)間最短，但是在故障多發(fā)的情況下需要為機(jī)隊(duì)準(zhǔn)備多個(gè)反推作為備用件，增加了航空公司備件的成本;第二種方案更換TCC管，需要拆下反推才能進(jìn)行接近更換，相比第一種方案停場(chǎng)時(shí)間會(huì)有所增加，但是僅需要準(zhǔn)備TCC管作為備件，所需資金較少并且更易獲得;第三種方案對(duì)TCC管進(jìn)行焊接修理，按照消防要求，只需在拆下TCC管的情況下進(jìn)行焊接，不需要準(zhǔn)備備件，但是由于國(guó)內(nèi)大部分航空公司沒有此類焊接修理能力，TCC管焊接需要外委，這就增加了停場(chǎng)時(shí)間的不可控性和維修成本。綜合考慮維修能力、航材保障和經(jīng)濟(jì)性等各方面因素，直接更換TCC管的方案更適合實(shí)施。

無論使用哪種修理方案均需要拆下反推，這是由TCC管的位置決定的。TCC管位于反推內(nèi)墻中間位置（見圖3），拆裝時(shí)需要從C涵道和反推內(nèi)側(cè)兩面接近，從反推內(nèi)側(cè)接近可以通過打開反推實(shí)現(xiàn)，但是從C涵道一側(cè)接近卻存在困難。TCC管距反推前緣約1.06m，距后緣約0.95m，以現(xiàn)有的梯架從前后兩側(cè)均無法實(shí)施有效接近。如果工作者直接站在C涵道內(nèi)接近TCC管，則會(huì)使反推鉸鏈產(chǎn)生較大力矩，易造成鉸鏈損傷。按照廠家的維修經(jīng)驗(yàn)，反推需要拆下后平放，工作者從前側(cè)或后側(cè)向內(nèi)趴在反推上施工。

以國(guó)內(nèi)維修站更換TCC管為例，如表2所示，拆除反推需要工時(shí)64h，拆除TCC管需要工時(shí)16h，安裝新TCC管需要工時(shí)24h，安裝和測(cè)試反推需要工時(shí)88h。反推工作總共需要工時(shí)152h，停場(chǎng)19h;TCC管更換總共需要工時(shí)40h，停場(chǎng)10h。反推工作工時(shí)占總工時(shí)的79.2%，停場(chǎng)時(shí)間占總停場(chǎng)65.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出更換TCC管的時(shí)間。反推拆裝成為TCC管裂紋排故的主要工作，占用了大量的人力和停場(chǎng)時(shí)間。因此，改進(jìn)接近方案，制作一款適用于反推C涵道內(nèi)部工作的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)反推在位更換TCC管，是有實(shí)際意義的。

3 接近方案改進(jìn)

1） 接近工作平臺(tái)的功能

實(shí)現(xiàn)從反推C涵道接近TCC管并方便工作。

2） 要求

工作平臺(tái)擺放與周圍結(jié)構(gòu)不干涉;工作平臺(tái)高度適合工作者施工;工作平臺(tái)能夠承載兩個(gè)工作者同時(shí)工作;工作平臺(tái)重量適當(dāng)，易于人工操作;經(jīng)濟(jì)性合理。

3） 結(jié)構(gòu)

根據(jù)以上功能和要求，將工作平臺(tái)設(shè)計(jì)為分體式，由兩個(gè)單面梯架、一個(gè)搭板和兩個(gè)插接框組成。這樣的設(shè)計(jì)可以有效減小工作平臺(tái)的體積，分散重量，避免了整體平臺(tái)在狹小的反推區(qū)域周圍移動(dòng)不便，利于人工搬運(yùn)。

單面梯架撐開后呈“A”字型（見圖4），充分利用了三角形穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。主支撐側(cè)側(cè)面為梯形，高2.1m，上側(cè)寬0.5m，下側(cè)寬1.34m，中間的階梯直接焊接在梯架上;輔支撐側(cè)為兩根梯腿;兩根撐桿在中間，一頭通過螺栓固定在主支撐側(cè)，另一頭通過鎖扣連接梯腿。上小下大的設(shè)計(jì)避免了梯架與反推周圍的風(fēng)扇包皮、尾噴以及釋放的前緣縫翼之間存在干涉。由于反推打開后TCC管高度約2.82m，考慮到工作者平均身高1.72m、C涵道弧度以及工作時(shí)的舒適度要求，將工作平臺(tái)的高度設(shè)定在2.1m。

搭板上表面使用復(fù)合材料板作為踏板，踏板下表面用鋁型材焊接成網(wǎng)格狀進(jìn)行支撐（見圖5），二者通過螺栓進(jìn)行連接。搭板的兩端各伸出兩個(gè)接頭，用于和單面梯架的階梯鎖定。搭板的兩端各安裝了一根撐桿，撐桿一端通過螺栓固定在搭板下表面的鋁型材上，另一端安裝時(shí)通過鎖扣連接到單面梯架，起到加強(qiáng)支撐的作用。由于湍達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)的反推長(zhǎng)約2.5m，C涵道中寬度約0.6m，因此將搭板的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為3.5m，寬度為0.5m。

插接框插入單面梯架上部孔中起到安全護(hù)欄的作用。另外，在更換反推C涵道12點(diǎn)鐘位置的整流板及其支架時(shí)，可以將搭板直接固定在插接框上側(cè)的階梯上，實(shí)現(xiàn)梯架高度的調(diào)節(jié)，順利接近整流罩區(qū)域（見圖6）。由于反推打開后整流板的高度約3.5m，考慮到工作者平均身高1.72m、C涵道弧度以及工作時(shí)舒適度要求，平臺(tái)的原高度為2.1m，插接框的高度確定為0.6m。

工作平臺(tái)材料主要為6061鋁型材和直徑5cm、壁厚3mm的6061鋁管，通過焊接方式連接。組裝時(shí)通過鎖扣連接，最大承載重量200kg。為了提升安全性能，加強(qiáng)對(duì)人員和飛機(jī)的保護(hù)，在踏板表面安裝了防滑層，兩側(cè)加裝了橡膠防撞條;在每個(gè)梯腳的下表面安裝了防滑墊;單面梯架的階梯上增加了防滑處理。

4） 功能實(shí)現(xiàn)

使用時(shí)，先將兩個(gè)單面梯架分別放置在打開的反推前后側(cè)，主支撐側(cè)放在遠(yuǎn)離反推的一面，然后將搭板從反推C涵道一側(cè)遞入到另一側(cè)，調(diào)整兩個(gè)梯架的距離至適當(dāng)，將搭板的鎖扣安裝在梯架上并鎖死，工作者進(jìn)入C涵道工作時(shí)需安裝兩側(cè)插接框（見圖7）。工作平臺(tái)搭建時(shí)應(yīng)設(shè)專人觀察指揮，避免碰撞飛機(jī)。工作者上下平臺(tái)應(yīng)利用同高度級(jí)別的工作梯，站在平臺(tái)上工作時(shí)必須系掛安全帶。

工作平臺(tái)投入使用后，更換TCC管的工作流程和工時(shí)都發(fā)生了變化。如表3所示，打開反推需要工時(shí)1h，安裝梯架需要工時(shí)2h，拆除TCC管需要工時(shí)16h，安裝新TCC管需要工時(shí)24h，拆卸梯架需要2h，關(guān)閉反推需要工時(shí)1h，整個(gè)更換工作需要總工時(shí)為46h，總停場(chǎng)為12h。

5） 經(jīng)濟(jì)性

如表4所示，未使用工作平臺(tái)時(shí)更換TCC管的工時(shí)為192h，停場(chǎng)為29h;使用工作平臺(tái)后總工時(shí)縮短至46h，停場(chǎng)僅需12h。使用工作平臺(tái)可以節(jié)約工時(shí)146h，節(jié)約停場(chǎng)17h。按照國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期維護(hù)協(xié)議的每小時(shí)收費(fèi)約300元人民幣計(jì)算，工時(shí)費(fèi)一項(xiàng)可以為航空公司節(jié)約4.38萬元。按照國(guó)內(nèi)航空公司A330-200飛機(jī)的可用率約58.3%計(jì)算，停場(chǎng)縮短后可以使運(yùn)營(yíng)時(shí)間增加10個(gè)小時(shí)，可為航空公司增加約60萬元人民幣的營(yíng)業(yè)收入。工作平臺(tái)的制作費(fèi)用為7800元人民幣，更換一次TCC管即可收回成本并有相應(yīng)收益。

4 結(jié)束語

本文介紹了湍達(dá)700發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪機(jī)匣冷卻管（TCC管）裂紋的損傷情況和更換過程中遇到的接近困難，詳細(xì)闡述了改進(jìn)接近方案后制作的新工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與功能。目前，該工作平臺(tái)已投入使用，通過對(duì)工作平臺(tái)使用前后更換TCC管的工時(shí)和停場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比，可以看出使用效果良好，能夠很好地解決因工作空間狹小、不易接近而導(dǎo)致的拆裝難題，從而改善了維修環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了維修效率，縮短了飛機(jī)維修工時(shí)，使航空公司的生產(chǎn)效率和管理水平都得到了提高。

參考文獻(xiàn)

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