CN107617851A - 一种航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法，该方法在待维修零件的基础上切割下无损伤的一小块作为母材，替换到新的半成品零件上作为比照标准进行加工处理，可大大降低新零件的加工难度，具有成本低且效率高的优点。利用该方法对静子支撑环进行修理，使得静子支撑环尺寸和性能满足适航性需求，可大大减少审查或试验流程，从而提高辅助动力装置的维修效率，同时有了原母材作为尺寸参照，可大大降低零件尺寸精加工的难度和进刀次数，进一步提升加工效率。

Description

一种航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法

技术领域

本发明涉及航空辅助动力装置维修领域，具体涉及一种航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法。

背景技术

在大、中型飞机和大型直升机上，为了减少对地面(机场)供电设备的依赖，都装有独立的小型动力装置，称为辅助动力装置(Auxiliary Power Unit)，简称APU，APU的核心部分是一个小型的燃气涡轮发动机，其中静子支撑环是APU一级导向器的支撑部件，它用于支撑并安装静子叶片，直接影响着APU的效率。由于静子支撑环的工作条件非常恶劣，长期暴露在高温高压的燃气环境中，腐蚀、磨损、裂纹及变形是静子支撑环常见的损坏，因此，静子支撑环在维修时的难度较大。

目前，国内对于损坏静子支撑环的处理，基本是通过更换新的静子支撑环，由于航空零件的适航性要求，这种新零件要经过一系列的审查和检验流程，大大降低了辅助动力装置的维修效率。现有技术中，虽然有对损坏的静子叶片进行修理的方法，但还没有对静子组件中支撑环的修理方法，如果采用静子叶片的修复方法如激光熔覆焊接方法，对整体叶片进行激光熔覆焊不仅会使成本大大增加，而且焊接过后还要对零件尺寸进行精加工，由于这类零件尺寸精度要求较高，重新加工零件表面尺寸又增加了维修难度和成本。因此，需要一种可以降低维修难度同时还能避免审定流程的静子支撑环修复方法，使得维修效率得到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种维修难度低的航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法。

本发明的目的是通过以下步骤实现的：一种航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法包括以下步骤：

步骤1、裂纹检查：采用氟离子将需要修理的静子支撑环彻底清洗干净，并按照液体渗透检查标准对需要修理的静子支撑环进行裂纹检查；

步骤2、切割比照母材：利用线切割设备从待修理的静子支撑环上无损伤裂纹的任意位置弯弧处切割下一块作为母材；

步骤3、半加工新材：取一个静子支撑环的坯料进行半加工，将精度要求较高的面留有0.3～0.8mm的加工余量；

步骤4、新材熔覆焊接：利用线切割设备将半加工的静子支撑环对应的弯弧处切割下一块与母材尺寸和形状相同的小块，然后将母材置于半加工的静子支撑环相应的缺口处进行熔覆焊接；

步骤5、真空退火热处理：对熔覆焊接后的静子支撑环进行真空热处理以去除焊接和加工应力；

步骤6、裂纹检查：对静子支撑环焊接处进行裂纹检查，若无裂纹则符合要求，若有裂纹，则重复步骤4和步骤5；

步骤7、精加工新材：利用铣切加工设备对静子支撑环进行精加工，以母材作为对刀标准，将留有加工余量的面加工至最终尺寸。

进一步的，步骤1中液体渗透检查为荧光溶液渗透检查。

进一步的，步骤2中母材的横截面呈矩形且宽度尺寸为10mm。

本发明将相应原母材替换到新材上加工较难或者步序较多的地方，使得新材加工尺寸的精度有了参照对比，可直接加工到最终的尺寸，大大降低了加工难度和时间；由于是原材料替换下的新材料作为参照加工，使得零件尺寸和性能要求满足适航性需求，可大大减少适航审定的流程，从而提高辅助动力装置的维修效率。

附图说明

图1为本发明静子支撑环的切割位置示意图；

图2为本发明静子支撑环主视图的剖视图。

具体实施方式

本实施例提供的航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法包括以下步骤：

步骤1、裂纹检查：采用氟离子将需要修理的静子支撑环彻底清洗干净，并按照荧光溶液渗透检查标准即ASTM E1417 Type 1，Method A，B or D，Level 3标准检查待修理的静子支撑环的裂纹情况。由于静子支撑环工作条件极其恶劣，表面会附着一些较难去除的氧化物、硫化物和碳化物等，普通酸碱清洗剂对氧化物、硫化物和碳化物等去除效果甚微。而采用气相氟离子可使静子支撑环表面附着的氧化物、硫化物和碳化物清洗干净，具体是将静子支撑环暴露在1000℃下的高纯度氟化氢和氢气之中，氟离子与氧化物、硫化物和碳化物以及金属(钛、铝和钇)反应形成氟化物，同时，氧和氢则反应形成水蒸气，最终得到高清洁度表面的静子支撑环；

步骤2、切割比照母材：利用线切割设备从待修理的静子支撑环上无损伤裂纹的任意位置弯弧处切割下一块作为母材，母材切割位置如图1所示，并且母材的切割的截面形状为矩形，控制宽度尺寸在10mm左右，以降低切割和后续焊接的难度；

步骤3、半加工新材：取一个静子支撑环的坯料按照图纸半加工出一个新的静子支撑环，如图2所示，除精度要求较高的A端面和B端面以及C端面上加工难度较繁杂的弯弧处均留有0.3～0.8mm的加工余量外，其余部分均加工至最终尺寸；

步骤4、新材熔覆焊接：利用线切割设备将半加工的静子支撑环按如图1所示的弯弧处切割下一块与母材尺寸和形状相同的小块，然后将母材置于半加工的静子支撑环相应的缺口处进行熔覆焊接，焊接位置为母材与新静子支撑环缺口的拼接缝处；

步骤5、真空退火热处理：对熔覆焊接后的静子支撑环进行真空热处理以去除焊接和加工应力。由于真空热处理炉的加热室在工作时几乎处于真空状态，仅存在微量的一氧化碳和氢气等，而一氧化碳和氢气对加热的金属是有还原性的，不会使零件表面发生氧化脱碳反应，同时还能使零件表面已形成的氧化膜还原，可使加热后的零件表面保持原来的金属光泽和良好的表面性能；

步骤6、裂纹检查：对支撑环焊接处进行荧光渗透检查，若无裂纹则符合要求，若存在裂纹，则重复步骤4和5直至符合要求；

步骤7、精加工新材：利用铣切加工设备对静子支撑环进行精加工，以母材作为对刀标准，将留有加工余量的A端面、B端面以及C端面的弯弧处加工至最终尺寸。由于母材的裂纹以及损伤要求合格，将其尺寸作为比刀标准可减少曲面加工的难度和进刀次数，并且以母材作为标准，可使新材在热处理工艺中其组织性能有了对比参照，便于判断其性能是否满足需求，从而减少返工次数，进一步提高维修效率。

本发明采用维修方法对静子支撑环进行修理，可使静子支撑环满足适航性需求，并减少审查或试验流程，从而提高其维修效率。并且将原母材作为参照标准，可大大降低尺寸的加工难度，进一步提升加工效率。

以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、裂纹检查：采用氟离子将需要修理的静子支撑环彻底清洗干净，并按照液体渗透检查标准对需要修理的静子支撑环进行裂纹检查；

步骤2、切割比照母材：利用线切割设备从待修理的静子支撑环上无损伤裂纹的任意位置弯弧处切割下一块作为母材；

步骤3、半加工新材：取一个静子支撑环的坯料进行半加工，将精度要求较高的面留有0.3～0.8mm的加工余量；

步骤4、新材熔覆焊接：利用线切割设备将半加工的静子支撑环对应的弯弧处切割下一块与母材尺寸和形状相同的小块，然后将母材置于半加工的静子支撑环相应的缺口处进行熔覆焊接；

步骤5、真空退火热处理：对熔覆焊接后的静子支撑环进行真空热处理以去除焊接和加工应力；

步骤6、裂纹检查：对静子支撑环焊接处进行裂纹检查，若无裂纹则符合要求，若有裂纹，则重复步骤4和步骤5；

步骤7、精加工新材：利用铣切加工设备对静子支撑环进行精加工，以母材作为对刀标准，将留有加工余量的面加工至最终尺寸。

2.根据权利要求1所述的航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法，其特征在于：步骤1中液体渗透检查为荧光溶液渗透检查。

3.根据权利要求1所述的航空辅助动力装置静子支撑环的维修方法，其特征在于：步骤2中母材的横截面呈矩形且宽度尺寸为10mm。