科研航空发动机孔探工作管理

关浩

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

1 引言

在航空发动机研制过程中，故障风险一直存在，利用工业内窥镜对发动机长试过程监控成为成熟而有效的质量监控方式。由于航空发动机流道件长期处于高压、高负荷或高温等恶劣工作环境，如压气机叶片、燃烧室构建以及涡轮叶片存在由于设计、制造、装配等因素造成打伤、裂纹、烧蚀、变形等各类损伤。定期对流道进行检查，可以及时发现隐患。通过测量、影像判读及分析给予相应处置，能够对故障进行监控并避免造成不可控的严重试车故障。同时，不分解发动机的目视检查也是高效、降低成本的途径，因此孔探工作已成为发动机研制中的常规检查项目。对于新研发动机，孔探操作本身需要设计人员、操作人员合作完成，而操作本身可能存在各类的质量问题，需要孔探主责部门完善工作流程，加严过程管控，以确保操作过程受控。

2 发动机孔探工作存在的问题

航空发动机在研制长试、交付检查以及使用维护等过程中，都会涉及流道件的孔探检查工作。目前，甚至在发动机组件入厂验收以及发动机装配、分解过程中，都可能增加孔探工序，足以表明孔探适用范围在逐渐扩大。发动机流道孔探操作过程包括孔探任务管理、孔探口堵盖拆装、孔探操作、影像判读、设备工装以及辅助用品管理等。相对来说，工作流程并不复杂，但由于航空发动机本身就是对质量要求极高的产品，要确保孔探操作能够查找问题而不是制造问题，仍需要进行严格地管理。由于新研发动机孔探间隔周期很短，而且故障形貌很多，所以孔探工作面临许多问题和风险。主要包括：①操作人员质量意识不强或培训不到位，存在发动机堵盖安装不到位、操作原因导致的孔探导线损伤、镜头破损等问题；②孔探仪设备维护不到位或资源不足，产生因设备老旧、线路磨损等客观原因导致的影像模糊、导向不便等问题，带来操作风险；③新研型号带来的孔探方法不统一，操作人员凭经验操作，孔探检查路径随意性较高，引发潜在风险；④发动机流道腔内结构复杂带来的客观操作问题，孔探工作本身存在卡滞、镜头脱落等操作风险；⑤由于人员、设备等综合因素导致的发动机影像判读失误，造成故障件的非预期使用，带来不可控的风险。

3 严格孔探过程管控的措施

针对航空发动机研制过程孔探工作的特点，为保证操作质量，从人员、设备、方法以及风险管控等过程进行有针对性的管理，以消除操作隐患并降低研制风险。

3.1 孔探操作人员管理

3.1.1 严格操作人员培训考核管理

实施孔探检査人员经过培训和考核合格后持证上岗。培训内容包括工业内窥镜操作及维护使用、发动机孔探堵盖安装拆卸理论和实际操作、发动机内部结构孔探检査实际操作等，培训后进行理论和实际操作考核。考核通过后，需经过相应型号发动机的持续练习后，方可上岗。一般情况下，孔探操作人员完成考核且累计练习达到40h以上，方可独立操作。练习形式为静态发动机孔探检查练习或在有独立操作资格人员指导下的台架非重要试验用发动机上的孔探检查练习。在发动机孔探堵盖安装拆卸方面，需同样完成培训及考核，并取得相应的上岗资格。发动机孔探影像判读人员完成培训并经考试合格后，方可承担孔探影像判读工作，原则上孔探操作人员即为影像判读人员。

3.1.2 孔探操作持续教育和评价

为持续提升孔擦操作水平，每年开展不少于16学时的继续教育，学习内容包括操作规程、影像判读、风险事项及实际操作注意事项等。定期组织孔探操作技术交流，组织推荐操作人员考取民航孔探操作资格证书。每年对操作人员的操作能力进行评价，评价方式包括时数、理论和综合考核，实行百分制管理。实行操作人员档案管理，指定专人统计实际孔探检查工作时数，按操作时数及任务的实际完成情况，即针对完成的数量和质量进行综合计分。理论考核内容包括孔探检査工作应知应会内容，即发动机结构、工业内窥镜操作、孔探堵盖安装拆卸及实际操作相关注意事项等。同时，兼顾主管人员的评价意见，每年度进行综合评分。

3.1.3 孔探操作人员的任务安排

对应不同型号发动机的不同任务，结合操作人员的考核评价情况进行人员的合理安排。孔探主责部门明确任务接收及反馈流程，指定专门主管人员进行孔探任务的安排和人员调配。考虑孔探工作特点，一般安排2～3人负责一次孔探任务，包括高、低压摇转以及专职孔探操作人员，以便工作的轮换和技术研讨。部门应成立孔探专项团队，严格团队进出人员管理，以规避大量兼职人员带来的操作风险。

3.2 规范孔探设备管理

3.2.1 孔探仪管理

工业内窥镜应由专人负责保管，实施责任人负责制。除日常的使用维护外，责任人应按要求，对工业内窥镜及配件进行定期地保养和维护，保养维护周期不超过30天。负责人应掌握设备使用及完好情况，发现问题及时上报、维修。部门制定设备使用规定，明确设备交接、检查要求，严格履行签字手续。鉴于孔探镜头为消耗品，必要时需要进行观察、测量镜头的储备，条件允许的话，可备份适当的导线模块，以避兔因设备损伤导致的带伤操作或等待问题。定期对孔探仪进行厂家检定和保养，确保设备始终处于良好的工作状态。

3.2.2 工装管理

根据各型号发动机的结构特点，配置相应的堵盖拆卸工具和摇转工装。为解决高压转子摇转通常采用棘轮扳手手工摇转的效率及人力成本问题，设计制作具有换向、点动启停控制、方便对可疑故障叶片定位等功能的自动摇转装置，实现孔探仪操作人员自行控制，以提高工作效率。根据发动机流道内腔结构，研究设计相关的专用工装，以提升效率。对工装应进行建账管理，定期进行检定。

3.3 完善孔探操作工艺

根据新研航空发动机各部件流道的结构特点，策划孔探路径，形成风扇、压气机、主燃烧室、高低压涡轮等各部件的孔探方案，编制操作规程以指导孔探人员的操作过程。对于相对容易的转子叶片检查，应对前向或侧向物镜镜头的选择、镜头伸入位置、观察角度、摇转速度等进行统一地约定，杜绝操作人员凭经验操作。对于内腔较为复杂的主燃烧室孔探，为确保检查的全范围覆盖和目视检查效果，要根据各型号结构的差异和操作经验，不断总结优化孔探路径，在工艺规程中进行完善，确保不同的操作人员可以实现同样的视觉效果，以降低操作质量波动，减少孔探卡滞及漏检等风险。对于堵盖拆装等过程，需要根据工装的使用情况持续改进，并不断完善作业规程，提升可操作性。特别注意对通用要求的规定，如停车后孔探的间隔时间、各级依次检查要求、探头进入时和摇转人员的配合要求以及镜头严禁和工作叶片的碰磨要求等等，均需明确并落实到操作指导文件中。

3.4 加大孔探风险管理

识别孔探过程的风险点，制定风险防控措施及有关风险应急预案。根据孔探过程的特点，在实施过程中可能存在孔探堵盖损坏、难以分解、安装座损坏以及试车中脱落问题，孔探镜头可能存在工作中脱落、与叶片碰伤、卡滞无法退出、高温损坏等问题，发动机进口带入多余物，影像判读误判、错判等问题，需要分别进行可能性和影响分析，进行风险排序并制定对应的措施。如针对多余物问题，统一孔探防护服并关注服装本身的多余物管理；针对镜头问题，需制定各类应急预案，在首要预防的基础上，确保无论卡滞或脱落都能顺利取出，以避免发动机下台的严重事件发生；针对影像错、漏判向题，设置AB角，减少人员因视觉疲劳导致的疏忽，在条件允许的情况下，进行全程孔探视觉录像；针对堵盖可能的脱落问题，増加双检及照相确认机制。通过采取积极的应对措施及预案，从源头进行风险控制，从结果进行有效地应对。通过培训，确保孔探操作人员风险意识强化，并贯穿整个操作过程。

4 结语

当前，新研航空发动机的研制指标不断提高，流道结构及故障形貌也在不断变化，需要孔探人员持续学习，并根据新结构完善操作工艺。随着工业内窥镜技术的发展，以及大数据技术的进步，技术人员还需在孔探影像图片识别以及智能判读方面进行研究，持续提升工作效率，降低人为因素的影响。作为一项目视检查工作，如何进一步统一明确相关的检查要求，形成通用可行的孔探目视检查标准，也是下一阶段需要研究的课题。