CN113431801B - 孔探辅助装置、静子机匣和孔探方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种孔探辅助装置、静子机匣和孔探方法。静子机匣包括孔探辅助装置，孔探辅助装置用于引导和支撑孔探仪，包括：多个探测孔，在静子机匣的周向上间隔设置并贯穿静子机匣；环形管路，位于静子机匣的径向外侧并环绕静子机匣；孔探仪入口，设置于环形管路，包括可拆卸的堵头；出口管路，第一端插入到探测孔并固定和密封，第二端连接到环形管路并固定和密封。孔探方法采用孔探辅助装置，包括：移除孔探仪入口的堵头，将孔探仪的探头从孔探仪入口插入环形管路；使孔探仪沿环形管路移动，在每一个出口管路处，使探头插入出口管路，进入探测孔，对静子机匣内侧的多个叶片进行检查后，使探头退出探测孔和出口管路并继续沿环形管路移动。

Description

孔探辅助装置、静子机匣和孔探方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及一种孔探辅助装置、静子机匣和孔探方法。

背景技术

航空发动机的压气机风扇增压级的叶片在工作中承受着较大的载荷及离心力，转子叶片运转时在高温热膨胀作用及离心力的作用下，极易发生变形，刮蹭到附近的机匣或是静子叶片上，造成损伤。通过在压气机机匣上设置连通机匣内腔的探测孔，并定期用孔探仪插入探测孔中监视轮盘及转子叶片的工作情况，可以及时发现转子叶片的损伤，避免发生较大的故障。当不使用孔探仪时，需将探测孔用堵头封堵，以避免漏气。

现有的孔探方法适用于对于转子叶片的孔探，可以仅在机匣上设置一个探测孔，并通过旋转转子，完成对整圈转子叶片的孔探检测。但静子叶片也很容易受到转子的刮蹭而产生损伤，对于静子叶片，由于其无法旋转，采用现有的孔探方法则需在机匣的整周上的多个不同位置设置探测孔，才能完成对整圈静子叶片的孔探检查，但在机匣上设置多个探测孔并采用多个可拆卸的堵头封堵，会增加机匣内的气体泄漏的风险；此外，由于压气机机匣的高度较大，通常超过2米，从机匣整周上的多个位置分别进行孔探，检测人员需要频繁变换工位，尤其对于一些不易到达的位置，例如较高处或较低处，检测人员需攀爬脚手架或俯身将孔探仪插入探测孔，会极大地增加检测人员的劳动强度，降低检测的效率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种孔探辅助装置，用于引导和支撑孔探仪对静子机匣内侧的静子叶片及转子叶片进行检查。

为实现所述目的的孔探辅助装置，用于引导和支撑孔探仪，包括多个探测孔、环形管路、孔探仪入口和多个出口管路。所述多个探测孔在静子机匣的周向上间隔设置，并贯穿所述静子机匣；所述环形管路位于所述静子机匣的径向外侧并环绕所述静子机匣；所述孔探仪入口设置于所述环形管路，包括可拆卸的堵头；所述多个出口管路与所述多个探测孔一一对应，所述出口管路的第一端插入到所述探测孔并固定和密封，所述出口管路的第二端连接到所述环形管路并固定和密封；其中，所述探测孔的直径、所述出口管路的内径和所述孔探仪入口的直径不小于所述孔探仪的外径。

在所述的孔探辅助装置的一个或多个实施方式中，所述孔探仪入口的数量不超过两个。

在所述的孔探辅助装置的一个或多个实施方式中，所述孔探仪入口的数量为两个，所述两个孔探仪入口对称设置在所述环形管路上。

在所述的孔探辅助装置的一个或多个实施方式中，所述环形管路由多段管路组成。

在所述的孔探辅助装置的一个或多个实施方式中，其中两段所述管路之间通过三通管接头连接，所述三通管接头的形状为T形，包括第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口和所述第二接口同轴，所述第三接口垂直于所述第一接口和所述第二接口，所述第一接口和所述第二接口分别连接所述两段管路，所述第三接口提供所述孔探仪入口。

在所述的孔探辅助装置的一个或多个实施方式中，所述出口管路沿所述静子机匣的径向延伸。

在所述的孔探辅助装置的一个或多个实施方式中，所述探测孔为阶梯孔，包括直径不同的第一孔和第二孔，所述第一孔和所述第二孔之间通过台阶面过渡，所述台阶面用于止挡所述出口管路的所述第一端。

该孔探辅助装置通过出口管路和探测孔连通环形管路与静子机匣的内侧，以使柔性的孔探仪可以从孔探仪入口进入环形管路，并依次通过出口管路和探测孔进入静子机匣的内侧，以对探测孔附近的多个静子叶片进行孔探检查，并可以对转子叶片进行孔探检查；通过环形管路对柔性的孔探仪起到支撑和引导的作用，以便于孔探仪沿环形管路或/和出口管路移动，并可以避免孔探仪卡在叶片中对叶片造成损伤；通过在检测人员易于达到的位置设置孔探仪入口，可以使检测人员无需频繁变换工位即可完成对整圈叶片的孔探检查，极大地减少检测人员的劳动强度，提高检测效率，可以实现便捷地对静子机匣内侧的静子叶片和转子叶片进行孔探检查，以便及时发现静子叶片及转子叶片的损伤，避免发生更大的故障，从而提高发动机的安全性和可靠性。该孔探辅助装置在出口管路与环形管路的连接处，以及出口管路与探测孔的连接处均采取密封措施，并仅设置较少的孔探仪入口和可拆卸堵头，可以减少静子机匣内的气体泄漏的风险，避免气动损失，保证发动机的效率。该孔探辅助装置的结构简单，易于加工制造，经济性较好。

本发明的另一个目的是提供一种静子机匣，可以方便地对静子机匣内侧的静子叶片及转子叶片进行孔探检查。

为实现所述目的的静子机匣，包括前述的孔探辅助装置。

该静子机匣通过设置该孔探辅助装置，可以便捷地对静子机匣内侧的静子叶片和转子叶片进行孔探检查，以便及时发现静子叶片及转子叶片的损伤，避免发生更大的故障，从而提高发动机的安全性和可靠性。

本发明的又一个目的是提供一种孔探方法，用于检查静子机匣内侧的静子叶片及转子叶片。

为实现所述目的的孔探方法，采用前述的孔探辅助装置，所述孔探方法包括：移除所述孔探仪入口的所述堵头，将所述孔探仪的探头从所述孔探仪入口插入所述环形管路；使所述孔探仪沿所述环形管路移动，在每一个所述出口管路处，使所述探头插入所述出口管路，进入所述探测孔，对所述静子机匣内侧的多个叶片进行检查后，使所述探头退出所述探测孔和所述出口管路并继续沿所述环形管路移动。

该孔探方法可以使检测人员无需频繁变换工位即可完成对整圈静子叶片和转子叶片的孔探检查，操作便捷可靠，可以减少检测人员的劳动强度，提高检测效率，并可以降低静子机匣内的气体泄漏的风险，避免气动损失，可以保证发动机的效率和安全性。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是根据一个实施方式的静子机匣的局部示意图。

图2是根据一个实施方式的静子机匣的俯视示意图。

图3是根据一个实施方式的孔探辅助装置的不包括探测孔的示意图。

图4是根据一个实施方式的堵头的示意图。

图5是根据一个实施方式的探测孔的示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此对本发明实际要求的保护范围构成限制。此外，本申请的一个或多个实施方式中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

根据本发明的一个实施方式的静子机匣100如图1和图2所示，包括用于引导和支撑孔探仪（未图示）的孔探辅助装置1。该孔探辅助装置1如图1至图3所示，包括多个探测孔2、环形管路3、孔探仪入口4和多个出口管路5。多个探测孔2在静子机匣100的周向上间隔设置，并贯穿静子机匣100。环形管路3位于静子机匣100的径向外侧并环绕静子机匣100。孔探仪入口4设置于环形管路3，包括可拆卸的堵头6。多个出口管路5与多个探测孔2一一对应，每个出口管路5的第一端51插入到对应的探测孔2，出口管路5的第二端52连接到环形管路3。其中，探测孔2的直径、出口管路5的内径和孔探仪入口4的直径不小于孔探仪的外径，以便将孔探仪插入。该孔探辅助装置1采用合金材料制造，从而可以承受较高的压力和温度，不易发生失效。

由此，该孔探辅助装置1通过出口管路5和探测孔2连通环形管路3与静子机匣100的内侧，以使柔性的孔探仪可以从孔探仪入口4进入环形管路3，并依次通过出口管路5和探测孔2进入静子机匣100的内侧，以对探测孔2附近的多个静子叶片102进行孔探检查，并可以对转子叶片进行孔探检查，详见后述。

出口管路5与环形管路3的连接处，以及出口管路5与探测孔2的连接处需进行固定和密封，以避免静子机匣100内的气体泄漏造成气动损失。例如，出口管路5的第二端52通过焊接连接到环形管路3，从而简化孔探辅助装置1的结构，以便于加工制造，出口管路5的第一端51与探测孔2之间采用高强度的密封胶进行固定和密封，从而简化孔探辅助装置1的结构，以便于加工制造，并避免将第一端51焊接到静子机匣100而在静子机匣100内产生焊接应力，进而导致静子机匣100产生形变和疲劳裂纹。

继续参照图1至图3，环形管路3由两个半环形的管路31组成，以便于安装在静子机匣100的径向外侧。两段管路31之间通过两个螺纹式管接头32连接，并采用密封胶进行密封，以避免静子机匣100内的气体泄漏造成气动损失。其中一个管接头32为T形三通接头，包括第一接口321、第二接口322和第三接口323，第一接口321和第二接口322同轴，第三接口323垂直于第一接口321和第二接口322，第一接口321和第二接口322分别连接两段管路31，第三接口323提供孔探仪入口4。

可拆卸的堵头6为螺纹堵头，如图4所示，堵头6通过螺纹连接到第三接口323，可以采用密封管螺纹连接，以减少堵头6处发生气体泄漏的风险，进一步地，可以在堵头6上设置锁丝孔61，并通过锁丝穿过锁丝孔61，将堵头6固定连接到T形三通接头上，以起到螺纹防松作用，减少堵头6处发生气体泄漏的风险。由此，可以简化该孔探辅助装置1的结构，以便于加工制造，且仅设置一个孔探仪入口4和可拆卸的堵头6，可以减少静子机匣100内的气体泄漏的风险，避免气动损失，保证发动机的效率。

在又一个实施方式中，两个半环形的管路31的两侧的管接头32可以均为T形三通接头，从而提供两个孔探仪入口4。

在另一些实施方式中，环形管路3也可以由两段长度不等的管路、或三段或更多段管路组成，多段管路之间可以直接通过焊接连接，或者通过螺纹式管接头、或卡套式管接头、或焊接式管接头等进行连接，并根据具体的连接方式采用密封胶或密封圈等方式进行密封。

继续参照图1和图2，出口管路5沿静子机匣100的径向延伸，即出口管路5垂直于环形管路3和静子机匣100的外周面101，以简化该孔探辅助装置1的结构，便于加工制造。

参照图1，在静子机匣100的外周面101上每隔若干静子叶片102开设一个探测孔2，以通过孔探仪对每个探测孔2附近的多个静子叶片102进行检查，从而既可以避免设置过多的探测孔2影响静子机匣100的强度，又能实现对整圈叶片的孔探检查。

参照图5，可选地，探测孔2为阶梯孔，由直径不同的第一孔21和第二孔22组成，第一孔21靠近静子机匣100的径向外侧，第二孔22靠近静子机匣100的径向内侧，第一孔21的直径略大于出口管路5的第一端51的外径，第二孔22的直径小于出口管路5的第一端51的外径，但略大于孔探仪的直径，第一孔21和第二孔22之间通过台阶面23过渡，台阶面23用于止挡出口管路5的第一端51，以便于对出口管路5进行定位。

下面结合一个实施方式说明采用该孔探辅助装置1和柔性的孔探仪对静子机匣100内侧的静子叶片102进行孔探的方法：

1、移除孔探仪入口4的堵头6，将孔探仪的探头从孔探仪入口4插入环形管路3；

2、操纵孔探仪线使孔探仪沿环形管路3移动，在每一个出口管路5处，使孔探仪的探头插入出口管路5，并通过探测孔2进入静子机匣100内侧，通过检测人员旋转孔探仪线，调整孔探仪的探头角度，对该探测孔2附近的多个静子叶片102进行检查后，使探头退出该探测孔2和出口管路5，使孔探仪继续沿环形管路3移动至下一个出口管路5处进行孔探；

3、重复以上步骤，直至完成对整圈静子叶片102的孔探。

在另一个实施方式中，孔探辅助装置1设置有两个孔探仪入口4，两个孔探仪入口4对称设置在环形管路3上，即相隔180°设置，在操纵孔探仪沿环形管路3周向移动，完成对半圈静子叶片102的孔探后，将孔探仪抽出，从另一孔探仪入口4插入，继续对另外半圈静子叶片102进行孔探。

在又一个实施方式中，两个孔探仪入口4也可以不对称设置，只要设置在检测人员易于到达和操作的位置即可。

可以理解，在另一些实施方式中，根据操作的需要，也可以在更多的位置设置孔探仪入口4，但在满足操作需要的前提下应尽量减少孔探仪入口4的数量，以最大程度地减少静子机匣100内的气体泄漏的风险。

可以理解，该孔探辅助装置1和孔探方法也可以用于对转子叶片的孔探检查，例如在孔探仪伸入其中一个探测孔2后，旋转转子，进行整圈转子叶片的检查，或者在每个探测孔2处，通过孔探仪对该探测孔2附近的多个静子叶片102和多个转子叶片进行孔探检查，从而可以不用旋转转子。

该孔探辅助装置1通过出口管路5和探测孔2连通环形管路3与静子机匣100的内侧，以使柔性的孔探仪可以从孔探仪入口4进入环形管路3，并依次通过出口管路5和探测孔2进入静子机匣100的内侧，以对探测孔2附近的多个静子叶片102进行孔探检查，并可以对转子叶片进行孔探检查；通过环形管路3对柔性的孔探仪起到支撑和引导的作用，以便于孔探仪沿环形管路3或/和出口管路5移动，并可以避免孔探仪卡在叶片中对叶片造成损伤；通过在检测人员易于达到的位置设置孔探仪入口4，可以使检测人员无需频繁变换工位即可完成对整圈叶片的孔探检查，极大地减少检测人员的劳动强度，提高检测效率，可以实现便捷地对静子机匣100内侧的静子叶片102和转子叶片进行孔探检查，以便及时发现静子叶片102及转子叶片的损伤，避免发生更大的故障，从而提高发动机的安全性和可靠性。该孔探辅助装置1在出口管路5与环形管路3的连接处，以及出口管路5与探测孔2的连接处均采取密封措施，并仅设置较少的孔探仪入口4和可拆卸堵头6，可以减少静子机匣100内的气体泄漏的风险，避免气动损失，保证发动机的效率。该孔探辅助装置1的结构简单，易于加工制造，经济性较好。

该静子机匣100通过设置该孔探辅助装置1，可以便捷地对静子机匣100内侧的静子叶片102和转子叶片进行孔探检查，以便及时发现静子叶片102及转子叶片的损伤，避免发生更大的故障，从而提高发动机的安全性和可靠性。

该孔探方法可以使检测人员无需频繁变换工位即可完成对整圈静子叶片102和转子叶片的孔探检查，操作便捷可靠，可以减少检测人员的劳动强度，提高检测效率，并可以降低静子机匣100内的气体泄漏的风险，避免气动损失，可以保证发动机的效率和安全性。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (9)

1.孔探辅助装置，用于引导和支撑孔探仪，其特征在于，包括：

多个探测孔，在静子机匣的周向上间隔设置，并贯穿所述静子机匣；

环形管路，位于所述静子机匣的径向外侧并环绕所述静子机匣；

孔探仪入口，设置于所述环形管路，包括可拆卸的堵头；

多个出口管路，与所述多个探测孔一一对应，所述出口管路的第一端插入到所述探测孔并固定和密封，所述出口管路的第二端连接到所述环形管路并固定和密封；

其中，所述探测孔的直径、所述出口管路的内径和所述孔探仪入口的直径不小于所述孔探仪的外径。

2.如权利要求1所述的孔探辅助装置，其特征在于，所述孔探仪入口的数量不超过两个。

3.如权利要求2所述的孔探辅助装置，其特征在于，所述孔探仪入口的数量为两个，所述两个孔探仪入口对称设置在所述环形管路上。

4.如权利要求1所述的孔探辅助装置，其特征在于，所述环形管路由多段管路组成。

5.如权利要求4所述的孔探辅助装置，其特征在于，其中两段所述管路之间通过三通管接头连接，所述三通管接头的形状为T形，包括第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口和所述第二接口同轴，所述第三接口垂直于所述第一接口和所述第二接口，所述第一接口连接所述两段管路的其中之一，所述第二接口连接所述两段管路的其中之另一，所述第三接口提供所述孔探仪入口。

6.如权利要求1至5中任一项所述的孔探辅助装置，其特征在于，所述出口管路沿所述静子机匣的径向延伸。

7.如权利要求1至5中任一项所述的孔探辅助装置，其特征在于，所述探测孔为阶梯孔，包括直径不同的第一孔和第二孔，所述第一孔和所述第二孔之间通过台阶面过渡，所述台阶面用于止挡所述出口管路的所述第一端。

8.静子机匣，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的孔探辅助装置。

9.孔探方法，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一项所述的孔探辅助装置，所述孔探方法包括：

移除所述孔探仪入口的所述堵头，将所述孔探仪的探头从所述孔探仪入口插入所述环形管路；

使所述孔探仪的探头沿所述环形管路移动，在每一个所述出口管路处，使所述探头插入所述出口管路，进入所述探测孔，对所述静子机匣内侧的多个叶片进行检查后，使所述探头退出所述探测孔和所述出口管路并继续沿所述环形管路移动。

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