737发动机碳封严渗漏问题及其更换

概述•碳（石墨）封严是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（弹簧力或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。•碳封严安装在附件齿轮箱的各种输出轴上，例如737-CL的起动机，燃油泵，CSD，EDP和737NG的IDG,EDP,燃油泵。•碳封严用于隔离附件齿轮箱内部的滑油和外界的空气，灰尘。碳封严参考章节及件号厂家相关SBCFMI于2008年7月发布SB72-0652提供了新件号的碳封严，该SB同时将旧的碳封严使用的封圈(FluorocarbonViton®E)更换为对BP2197抗腐蚀能力较强的封圈(FluorocarbonViton®GLT)。国航2008年11月7日发布EB-MULT-72-1002-R00(禁止再订购某些件号的AGB碳封严并订购新AGB碳封严）中指出使用BP2197滑油导致旧型AGB碳封严材料衰变，建议采用新封严组件。新件号：碳封严：305-115-709-0封圈：305-123-202-0深航目前受影响的发动机有61台，均未执行该SB（可能包括以航线排故更换方式被动执行的发动机），深航航材目前的碳封严均为新构型的弹性碳封严。国航的改进措施据国航统计：IDG和启动机碳封严漏油最多，其次为燃油泵，09年国航已将所有飞机老构型碳封严的更换为新构型。但更换后据国航的统计非主动更换未见减少。由于磁性碳封严的可靠性远低于弹簧碳封严，因此国航已禁止安装磁性碳封严。按位置统计201961启动机IDGEDP燃油泵按年份统计1317162009年前2009年2010年国航机队改装前后对比•国航自2009开始更换碳封严开始统计的5B发动机碳封严漏油事件如下。•由下图可见完成改装的碳封严仍然会出现漏油故障按新旧统计15,53%12,43%1,4%旧碳封严新碳封严未知SEALOL&MAGENETIC碳封严(carbonseal)分为两种类型：磁性碳封严(magneticcarbonseal)弹性磁封严(sealolcarbonseal)这两种碳封严可以整套互换，但拆装步骤有差异，所使用的工具是同一套，适用的手册也不同。领出的新碳封严一套包括静止环或者叫静封严（sealhousing）和旋转环或者叫转子（rotatingring）及旋转环的O型静封圈。此外更换时还需领出一个静止环外部的O型封圈。警告：碳封严为匹配件(matchedpart),必须整套更换!不能只换旋转环不换静止环或者只换旋转环而不换静止环。磁性magnetic(左)与弹性碳封严sealol(右)典型的弹性碳封严碳封严一般由静止环（静环），旋转环（转子），保持环（卡环），弹簧垫圈，保持环封圈，旋转环辅助封圈和静止环辅助封圈等元件组成。磁性碳封严和弹性碳封严区别磁性碳封严靠磁铁吸引力减小静止环光面和旋转环碳面之间的间隙来起密封作用。其碳面在旋转环上且旋转环上无凸起部分（下图为弹性碳封严）弹性碳封严弹性碳封严靠弹簧产生的弹力减小静止环碳面和旋转环光面之间的间隙起密封作用。其碳面在静止环上；转动环上有用于和轴承啮合的四个凸起的凸齿。转子靠凸齿与轴承内环上的槽啮合并与轴承内环一起转动。与弹性碳封严转动环（转子）啮合的槽口弹性碳封严安装与磁性封严转动环磁性碳封严造成碳封严失效漏油的原因有三种碳面损坏导致封严失效漏油碳封严转动部分轴向卡阻，导致封严失效碳封严的各种辅助封圈失效导致漏油故障机理：发动机使用高温滑油（BP2197）以后，原来碳封严使用的氟硅封圈会由于滑油作用导致涨大，使封严面不能自由移动，造成碳面与碳封严面产生间隙导致漏油。该故障多发于磁性碳封严，因为只有磁性碳封严的转动部分才有轴向移动的空间。碳封严转动部分轴向卡阻，导致封严失效磁性封严弹性封严国航CFM56发动机碳封严故障-小结•存在问题：《故障信息网》数据不全，不准确。由于7B发动机信息不全，无法做可靠性分析。碳封严无序号难以追踪准确的使用时间信息。•工程已采取的措施：发布EB-MULT-72-1004-R00对旧的碳封严进行禁装，并对航线历年碳封严的更换进行了持续跟踪统计。考虑到经济性和航线更换的安全风险，以及对新碳封严可靠性的怀疑,结合发动机进厂修理更换新的碳封严。•下一步将采取的工程措施：拟在A检中增加碳封严预检要求，引入碳封严排故经验，结合试车检查余油杯，发现碳封严早期渗漏。搜集碳封严故障原因（已经颁发EB-MULT-72-1007-R00，禁止各基地将因故障拆下的CFM56发动机附件齿轮箱上的碳封严当消耗器材处理，送SSAMC做工程评估）。对新的碳封严可靠性进行分析和追踪。国航CFM56发动机碳封严故障-小结•新碳封严并未完全解决漏油问题。•碳封严漏油是渐进的过程，可以通过平时滑耗监控和检查发现。不会造成滑油突然减少的安全问题。•更换碳封严对人员技能和环境要求高,容易出现人为因素问题。•工程部需要掌握准确的信息之后进一步采取工程措施，在平衡经济性前提下降低碳封严漏油造成航班不正常。损伤部位和失效模式确定：碳面磨损、碳面磕伤、封圈腐蚀、封圈损坏、人为原因的比例…在翼时间：新旧碳封严对比，准确评估改装效果…确定失效模式和在翼时间准确信息后采取进一步工程措施。所需专用工具SPL-2191P/N:856A3576G01或Part#:856A3576G02Pusher/Puller-推拔工具-用于拆装碳封严的旋转环时夹住出和推入旋转环(该工具有四个适用于不同尺寸的碳封严)，所需专用工具SPL-2262Set-ToolJackscrewP/N:856A1130P12顶丝-用于平行顶出碳封严静止环（sealhousing）。该顶丝是一套，有很多尺寸的顶丝，只用借出3个P12尺寸的即可.拆卸拆下静止环的三个固定螺母后用顶丝均匀顶出静子均匀顶出静止环用专用工具夹出旋转环用工具夹出旋转环把工具伸到底让claws绕到通过调整旋转环的后面，并让sleeve顶在旋转环的前面，拧紧nut让claws夹紧旋转环，最后拧紧工具后面与sleeve相连的screw让sleeve顶紧旋转环，这样拔出工具就能带出旋转环了。注：同一处的碳封严可能因为是不同类型的封严而选用不同大小的工具。碳封严的安装1.用丙酮彻底清洁掉轴附近的固态滑油残渣。2.在齿轮轴及旋转环内侧面及内侧沟槽自带的O型封圈上抹上滑油。3.对于弹性封严：将旋转环装在适用专用工具上，再用工具把旋转环往里顶，感觉到有东西顶住后（那是里面的轴承），说明可能顶到底了，然后旋转专用工具，当感觉“咔”的一声整个又稍微进去了一点而且稍微左右旋转无法转动时说明凸齿已经进入了槽内。也就是说旋转环上的四个凸齿对齐到轴承上的四个槽了，然后旋转工具上的nut和screw取下工具。最后在润滑静止环上的封圈及stud后装上静止环将三个螺母打力矩到55-60磅吋。弹性碳封严的安装磁性碳封严的安装磁性碳封严的安装则要简单一点，无需专用工具：前两步一样和安装弹性碳封严一样，第三步直接将旋转环吸在静止环上和静止环一起推入安装即可。注意：不要将磁性封严上的碳面装反，碳面安装好是朝外的，总之碳面是位于静止环和转动环之间的。安装时确保旋转环始终吸在静止环上。如果分开安装可能导致漏滑油。最后装上外部部件后试车70%N1检查渗漏。更换注意事项：•安装时严格按手册用丙酮清洁掉固态状烧焦的滑油渣。•安装前保持各部件清洁，不要使用棉手套。少量的杂物都可能导致漏油。不要用毛巾清洁部件，使用绿色的杜邦擦拭纸清洁碳封严，用滑油润滑部件后再安装。•不要敲击碳封严，否侧可能导致转子和静子分开。•碳封严表面和光面要避免与硬物摩擦划伤，否侧可能漏油。•最后三个螺母安装前要在stud上涂防咬剂。