第三章民用航空器维修理论

第三章

民用航空器维修缮论维修的根本概念磨损、疲劳、断裂、变形、腐蚀、老化等呵斥设备性能下降甚至出现缺点会使其不能正常运转或使运转本钱添加甚至呵斥灾难性的后果维修减小设备性能下降速度减少或防止设备缺点保证设备在正常寿命期内的任务性能越是重要和复杂的设备越需求精心地维修缺点的概念包括的内容引起系统立刻丧失其功能的破坏性缺点与设备性能降低有关的性能上的缺点即使设备当时正在消费规定的产品，而当操作者无意或蓄意使设备脱离正常的运转缺点不仅仅是一个形状的问题，而且直接与我们的认识方法有关一个确实处于缺点形状的设备，但假设它不是处于任务形状或未经检测，缺点就依然可以埋伏下来，从而，也就不能够被人们发现磨损性缺点腐蚀性缺点断裂性缺点老化性缺点缺点定义设备不能执行规定功能的形状分类由于运动部件磨损，在某一时辰超越极限值所引起的缺点分类粘附磨损当摩擦外表的轮廓峰在相互作用的各点处由于瞬时的温升和压力发生“冷焊〞后，在相对运动时，资料从一个外表迁移到另一个外表外表疲劳磨损两接触外表在交变接触压应力的作用下,资料外表因疲劳而产生物质损失腐蚀磨损零件外表在摩擦的过程中，外表金属与周围介质发生化学或电化学反响微振磨损两接触外表间没有宏观相对运动，但在外界变动负荷影响下，有小振幅的相对振动，此时接触外表间产生大量的微小氧化物磨损粉末磨损性缺点腐蚀性缺点化学腐蚀金属和周围介质直接发生化学反响所呵斥的腐蚀反响过程中没有电流产生。电化学腐蚀金属与电介质溶液发生电化学反响所呵斥的腐蚀反响过程中有电流产生物理腐蚀金属与熔融盐、熔碱、液态金属相接触，使金属某一区域不断熔解，另一区域不断构成的物质转移景象断裂性缺点脆性断裂可由于资料性质不均匀引起；或由于加工工艺处置不当所引起〔如在锻、铸、焊、磨、热处置等工艺过程中处置不当，就容易产生脆性断裂〕；也可由于恶劣环境所引起；如温度过低，使资料的机械性能降低，主要是指冲击韧性降低，因此低温容器〔-20℃以下〕必需选用冲击值大于一定值的资料。再如放射线辐射也能引起资料脆化，从而引起脆性断裂。脆性断裂疲劳断裂由于热疲劳〔如高温疲劳等〕、机械疲劳〔又分为弯曲疲劳、改动疲劳、接触疲劳、复合载荷疲劳等〕以及复杂环境下的疲劳等各种综合要素共同作用所引起的断裂。疲劳断裂应力腐蚀断裂塑性断裂应力腐蚀断裂一个有热应力、焊接应力、剩余应力或其他外加拉应力的设备，假好像时存在与金属资料相匹配的腐蚀介质，那么将使资料产生裂纹，并以显著速度开展的一种开裂。如不锈钢在氯化物介质中的开裂，黄铜在含氨介质中的开裂，都是应力腐蚀断裂。又如所谓氢脆和碱脆景象呵斥的破坏，也是应力腐蚀断裂。塑性断裂：塑性断裂是由过载断裂和撞击断裂所引起。塑性断裂金属资料断裂前产生一定量的宏观塑性变形，并吸收一定数量的能量；断裂后，在断口上可以看到宏观塑性变形的痕迹，这种断口称为塑性断口，这种断裂称为塑性断裂〔也可称为韧性断裂〕。塑性断裂是由过载和撞击所引起。老化性缺点上述综合要素作用于设备，使其性能老化所引起的缺点。航空器的整体可靠性是由各个系统的综合功能决议的，不是和每个零件的可靠性必然联络在一同的有些零件的损坏，并不直接影响到飞行平安或者只是影响经济效益或是可由其他零件或其他系统的功能来补偿对于这样的零部件定期翻修是不用要的航空维修思想对每个系统或每个零部件都要从航空器的整体可靠性去分析，分出哪些是有严重影响的，哪些不是，从而区别对待。失效曲线从飞机的整体可靠性来调查，真正影响飞行平安的零部件缺点只占整个缺点的一小部分而且这种连系和影响可以经过设计来减少或消除从而产生了余度设计、破损平安设计等方法据统计在采用了这些设计方法之后的飞机，影响平安的缺点降低到20%以下维修只能保证设计所要求的固有性能假设维修到达了这一程度，而问题依然出现，就必需从设计制造上来处理问题。针对不同的零件要采取不同的维修方式维修任务不够，使可靠性降低维修任务过量同样会使可靠性下降民用航空器维修方式定时维修方式(HardTime-HT)针对有第一类缺点曲线的零部件给予一定的运用期限，到时后予以改换、报废这类部件称为定寿件视情维修(OnCondition)针对有第二类缺点曲线的零部件由于没有一个明显的缺点增长时限，按照定期维修，不但不能充分发扬这个零部件的效能，同时也不能减少缺点的发生经过对这些零部件运用情况的监测和察看，根据零件的详细情况来决议维修或改换形状监控(ConditionMonitoring)有些零件对航空器的飞行平安并不呵斥直接影响即使发生缺点，飞机依然可以平安运转不用在缺点发生前下大力气去预防，而待缺点发生后及时加以排除即可P-F〔Potentialfailure–functionalfailure〕曲线功能失效令人不称心的情况，在这种情况下设计功能不能充分实现简单地说，就是它不能实现所要求的一项或多项功能潜在失效它被定义为可以被确认的物理形状，并能指示功能失效的紧急程度以可靠性为中心的维修缮论RCM原理之一定时拆修对复杂设备的缺点预防几乎不起作用，但对简单设备的缺点预防有作用传统维修观念设备老，故障多。设备故障的发生、发展都与使用时间有直接的关系。定时拆修是对付故障的普遍适用的有力武器RCM原理设备老，故障不见得就多；设备新，故障不见得就少。只要做到机件随坏随修，则设备故障与使用时间一般没有直接的关系。定时拆修不是对付故障的普遍适用的有力武器2、RCM原理之一的阐明图6-1传统维修观念与RCM实际的缺点率曲线算例相关的根本概念可靠度产品在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的概率称为产品的可靠度，记为失效率已任务到t时辰的产品，在t时辰后单位时间内发生失效的概率称为该产品在时辰的缺点率公式平均寿命是一个表示产品平均能任务多长时间的量例3.1波音737飞机的一台JT8D-7航空发动机的缺点不影响飞行平安，该发动机经过58432小时的运用统计，得到如下表的数据。试分析，在100万飞行小时的运用期间内，所规定的拆修寿命对拆修台数和损失剩余寿命的影响。序号规定拆修寿命(h)λ(t)(1/h)R(t)110003.681×10-40.692220004.163×10-4

0.420330004.871×10-4

0.1794不规定5.522×10-4

0.000JT8D-7航空发动机运用统计数据解由运用统计数据得图6-2所示的R(t)曲线，规定拆修寿命为1000h的发动机平均运用寿命为不规定拆修寿命的发动机平均运用寿命为损失的剩余寿命为1811-838=973(h)规定拆修寿命为1000h的发动机每百万飞行小时的拆修总台数为其中缺点拆修台数=3.681×10-4×106=368.1(台)无缺点台数=1193.3-368.1=825.2(台)同理，可求得规定拆修寿命为2000h、3000h及不规定拆修寿命时的各有关数据，如表3.3所示。序号规定拆修寿命(h)

发动机平均使用寿命(h)损失剩余寿命(h)发动机每百万使用小时拆修总台数故障拆修台数无故障拆修台数110008389731193.3368.1825.2220001393418717.9416.3301.6330001685126593.5487.1106.44不确定18110552.2552.00RCM原理之二提出潜在缺点的概念，可使设备在不发生功能缺点的前提下得到充分的利用，到达平安、经济的运用目的传统维修观念无明确的潜在故障概念，少量视情维修也往往是根据故障频率或故障危险程度来确定的。如果定时维修和视情维修二者在技术上都可行时，采用定时维修RCM原理有明确的潜在故障概念，视情维修是根据潜在故障发展为功能故障的间隔时间来确定的。如果定时维修和视情维修二者在技术上都可行时，采用视情维修RCM原理之二的阐明采用视情维修的根据是多数机件的缺点方式有一个开展的过程，不是瞬间忽然出现的在机件尚未丧失其功能之前有迹象或征兆可寻，可根据某些物理形状或任务参数的变化来判别其功能缺点即将发生例如轮胎磨损发生缺点之前，先磨去胎面胶，显露胎身帘线层假设在临近发生功能缺点之前将其改换或修缮，就可以防止功能缺点的发生或防止功能缺点的后果这种在临近功能缺点之前可以确定机件将不能完成预定功能的形状，即是潜在缺点潜在缺点指示功能缺点即将发生的可鉴别的形状“潜在〞的含意潜在缺点是指功能缺点临近前的形状，而不是功能缺点前任何时辰的形状机件的这种形状经察看或检测是可以鉴别的为了尽早准确地检测出潜在缺点，需求借助各种仪器设备，如铁谱仪、滑油光谱仪、振动监测仪、无损探伤仪、发动机形状监控设备等由于检测和诊断手段的不同,同一缺点方式在功能缺点之前能够有几个潜在缺点点例如，思索一个滚动轴承的磨损缺点方式，其功能缺点之前的几个潜在缺点点如以下图所示图同一缺点方式在功能缺点前的不同潜在缺点点A.缺点开场发生点；P1.振动分析潜在缺点点；P2.油质分析潜在缺点点；P3.噪声分析潜在缺点点；P4.手摸发热潜在缺点点；F.功能缺点点RCM原理之三检查并排除隐蔽功能缺点是预防多重缺点严重后果的必要措施传统维修观念无隐蔽功能故障概念，不了解隐蔽功能故障与多重故障的关系，并认为多重故障的严重后果是无法预防的，只有听天由命RCM原理有隐蔽功能故障概念，了解隐蔽功能故障与多重故障有着密切的关系，认识到多重故障的严重后果是有办法预防的，至少可以将多重故障概率降低到一个可以接受的水平，它取决于对隐蔽功能故障的检测频率和更改设计隐蔽功能缺点是正常运用设备的人员不能发现的功能缺点．可分为两种情况正常情况下任务的设备，其功能缺点(不任务或不能完成规定功能的缺点)对于正常运用设备的人员是不明显的正常情况下不任务的设备，运用时能否良好，对正常运用设备的人员是不明显的RCM原理之三的阐明动力安装的火警探测系统属于第一种情况在用泵A和备用泵B组成的供油系统例如由此阐明这样一个现实，一个隐蔽功能缺点本身没有直接的后果，但具有能增大多重缺点风险的间接后果，即隐蔽功能缺点的独一后果是增大了多重缺点的概率。当泵B处于缺点形状时，泵A的缺点就称为多重缺点。RCM原理之四有效的预防性维修任务可以以最少的资源耗费来坚持设备的固有可靠性程度，但不能够超越这个程度．要想超越这个程度，只需重新设计设备传统维修观念预防性维修能够提高设备的固有可靠性水平，能够使设备保持做所期望做到的事情RCM原理预防性维修不能够提高设备的固有可靠性水平，最高只能保持或达到设备的固有可靠性水平RCM原理之四的阐明传统维修观念以为，预防性维修可以提高设备的固有可靠性程度，可以使设备坚持做所期望做到的事情．但是，“所期望做到的〞和“所能做到的〞经常有矛盾．所谓可靠性是设备在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的才干．假设设备到达所期望的功能的才干超出了所能做到的固有才干，即设备的固有可靠性程度，那么，无论怎样维修也达不到所期望功能的才干。维修充其量是使设备发扬其固有的才干，使其做所能做的事情。RCM原理之五预防性维修能降低缺点发生的频率，但不能改动缺点的后果，只需经过设计才干改动缺点的后果传统维修观念预防性维修能避免故障的发生，能改变故障的后果RCM原理预防性维修难以避免故障的发生，不能改变故障的后果，只有通过设计才能改变故障的后果RCM原理之五的阐明传统维修观念过高地估计了预防性维修的作用，以为只需仔细地做好预防性维修任务，就可以“万无一失〞，就可以防止缺点的发生，改动缺点的后果．现实上，缺点是难以防止的，特别是早期缺点和偶尔缺点，是不能够靠预防性维修任务来预防的．预防性维修仅仅能预防缺点出现的次数，从而降低缺点发生的频率或概率，但是不能改动缺点的后果。平安性和环境性后果假设缺点引起人身伤亡或设备毁坏的事故，那么它就有平安性后果假设缺点导致违反了国家环境维护的要求，那么它就有环境性后果缺点后果可分为平安性后果和环境性后果隐蔽性后果运用性后果非运用性后果隐蔽性后果隐蔽性后果是指一个隐蔽功能缺点和另一个或几个功能缺点的结合所产生的多重缺点的影响它不是一个功能缺点的直接影响，而是多重缺点的影响．隐蔽功能缺点本身对设备没有直接的后果，只需能增大多重缺点概率的间接后果，但多重缺点一旦发生，往往具有平安性和环境性等严重后果运用性后果(经济性的)假设缺点影响设备的运用才干或消费才干，那么它就具有运用性后果这种后果最终表达在经济性上非运用性后果(经济性的)假设缺点不影响设备的平安、运用和环境维护要求，只涉及修复性维修(排除缺点)费用，那么它就具有非运用性后果这种后果也是表达在经济性上RCM原理之六预防性维修任务是根据缺点的后果和所做的维修任务既要技术可行又要有效果来确定的。否那么，不做预防性维修任务，而是要思索更改设计方案RCM原理之六的阐明传统维修观念以为，对能够出现的任何缺点都要做预防性维修任务，维修任务做得越多，越可以预防缺点。可是实际证明，无论怎样加大预防性维修的任务量和维修的深度和广度，缺点仍旧发生，设备的总缺点率不见下降反而上升，使“多做维修任务可以防止缺点〞的观念遭到了挑战。以可靠性为中心的维修缮论首先是按缺点的后果，然后按做维修任务既要技术可行又要有效果来确定预防性维修任务的传统维修观念对可能出现的任何故障都要做预防性维修工作RCM原理只有故障后果严重，而且所做的维修工作既要技术可行又要有效果时才做预防性维修工作，否则，不做预防性维修工作定时维修的技术可行设备或机件必需有可确定的耗损期设备或机件的大部分能任务到该耗损期经过定时维修可以将设备或机件修复到规定的形状视情维修的技术可行设备或机件功能的退化必需是可探测的设备或机件必需存在一个可定义的潜在缺点形状设备或机件在从潜在缺点开展到功能缺点之间必需阅历一段较长的时间隐患检测的技术可行隐患检测的技术可行是指能否确定隐蔽功能缺点的发生“有效果〞也分三种情况对平安性后果、环境性后果和隐蔽性后果，要求能将发生缺点或多重缺点的概率降低到规定的、可接受的程度对运用性后果，要求预防性维修费用低于运用性后果的损失费用和修缮费用对非运用性后果，要求预防性维修费用低于修缮费用故障后果技术可行又有效果安全性、环境性后果隐蔽性后果使用性后果非使用性后果是预防性维修预防性维修预防性维修预防性维修否必须更改设计更改设计也许需要更改设计也许宜于更改设计表预防性维修任务与更改设计确实定表预防性维修和修复性维修数量的变化年份运输机预防性维修修复性维修(状态监控)定时维修视情维修1955DC-6100%OO1962B-707DC-850%50%O1968B-727DC-935%50%15%1970B-737BAC-11120%40%40%1981B-7470.5%16.5%83%RCM原理之七设备运用前的初始预防性维修大纲制定后，需求在运用期间搜集运用数据资料，不断修订，逐渐完善RCM原理之七的阐明传统观念是重设计、制造，轻运用、维修。维修被视为“事后〞任务，只需在设备研制出来后，甚至投入