中国民行飞行学院毕业论文 航空发动机状态监控与故障诊断技术
可弥补屑末分析和光谱分析技术的不足。
4 CFM56-3C发动机滑油碎屑分析
4.1 概述
1架B737-400型执行航班任务，飞机在准备下降时，机组闻到异味，并发现左发EGT和振动指示升高，N1、N2转速下降，滑油压力、滑油量下降。机组将左发油门收至慢车，上述现象仍继续。机组关闭该发后按单发程序安全着陆。 飞机落地后，检查发现左发滑油量为零，尾喷口和反推包皮后缘有明显的滑油痕迹，尾喷管底部有大量金属的和非金属的碎屑。
对从该发前收油池、磁堵和滤网处收集到的碎屑进行了分析。该发动机型号为CFM56-3C，总时间／循环为5917h／3722。
4.2 实验分析
4.2.1体视显微镜观察
将提供的碎屑清洗干净后在体视显微镜下观察，按外观可将碎屑大致分为如下几类：
(1)纤维束，如图4-1。将此类纤维束与取自另1台CFM56-3C发动机3号轴承后静止气／油封严壳体中的纤维束相比较(图4-2)，二者很相似。按CFM56的NDT手册，该材料为玻璃纤维复合材料。
(2)非金属颗粒，图4-1中颗粒。将此类非金属颗粒与取自另1台CFM56-3C发动机3号轴承后静止气／油封严上的封严涂层碎片进行对比(见图4-3)，可见二者很相像。
(3)银白色薄片，如图4-4中箭头A所指。此类薄片有的很平整，有的卷曲；有的呈光亮的银白色，有的在银白色上还有铜黄色或高温氧化色。
(4)黑色薄片，如图4-4中箭头B所指。
(5)长条，如图4-4中箭头C及图4-5所示。此类长条表面呈黄、蓝、黑等高温氧化色。
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(6)大块，如图4-4中箭头D及图4-6所示。此类碎屑表面氧化发黑，呈颗粒聚集状。
4.2.2 扫描电镜观察及能谱分析
将上述碎屑的第1类和第3-6类分别选取几个，加上随机夹取的1撮碎屑放入扫描电子显微镜中观察并进行能谱分析。所选碎屑的形态见图4-7(a)、(b)。
(1)大块，图4-7(a)中最下部的1块碎屑属前述的大块类，其放大图像见图4-8，呈熔融金属颗粒的粘合状。其能谱分析结果见图4-10，主要是钢铁材料，并因受到严重的高温氧化而含有-定量的氧。
(2)黑色薄片，图4-7(a)中左上方和正上方的2个碎屑属前述的黑色薄片类，其能谱分析结果与图4-10类似，为钢铁材料，被严重高温氧化。
(3)长条，图4-7(a)中右侧的2条碎屑属前述的长条类。能谱分析结果与图4-9类似，仍为钢铁材料，被严重高温氧化。
(4)银白色薄片，图4-7(a)中部的2块碎屑及图4-7(b)中除中部的l撮碎屑以外的其他几个碎屑都属于前述的银白色薄片类。图4-9为其中l片的放大图像，该图中可看到摩擦痕。图4-11为该类碎屑的能谱谱图，该类碎屑中的其他几片碎屑的能谱谱图与此图很类似，不一一列出。由图可见其上要成分为银。
(5)一撮碎屑，图4-7(b)中部的一撮碎屑的放大图像见图4-12，多数属黑色薄片类，能谱分析其主要成分为钢铁材料。
(6)纤维束，纤维束的能谱分析结果见图4-13，图4-14是取自另1台CFM56-3C发动机3号轴承后静止气／油封严壳体中的纤维束的能谱分析结果，二者的谱线很相似。硅、铝、氧3种元素是玻璃纤维的主要成分，碳、铜元素分别与纤维表面的环氧树脂和铜载物台有关。
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图4-1 纤维束与非金属颗粒的形貌（12×） 图4-2 本机纤维束（左）与另一台CFM56-3C 发动机3号轴承后静止气/油封严壳体中的 纤维束（右）的比较（10 ×）
图4-3 本机非金属颗粒（左）与另一台CFM56-3C 图4-4 碎屑形貌（4×） 发动机3号轴承后静止气/油封严上的封严涂层 碎片（右）的比较（18×）
图4-5 长条形碎屑的形貌（25×） 图4-6 大块碎屑的形貌（10×）
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图4-7供扫描电镜观察及能谱分析用的碎屑的形貌（4×）
图4-8大块碎屑的放大图像（160×） 图4-9 银白色薄片碎屑的放大图像（60×）
图4-10 大块碎屑的能谱谱图
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图4-11 银白色薄片碎屑的能谱谱图
图4-12 随机火取的1撮碎屑的放大图像（180×）
图4-13 纤维束的能谱谱图
图4-14 取自另一台CFM56-3C发动机3号轴承后静止气/油封严壳体中的纤维束的能谱谱图第 30 页 共 33 页
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