가스터빈엔진의 일반적인 정비_1

일반적인 정비절차 :

• 구조 검사 - 엔진 정비 - HOT SECTION(연소실 및 터빈 부분) 검사 - 재조립 - 엔진 작동(시운전실) - 엔진 정지 - 고장탐구 - 엔진 교정 - 가동 조치

구조 검사(Structural Inspection)

• 구조 검사의 종류 : 육안검사, 염색침투탐상검사, 와전류검사, 초음파검사, 자분탐상검사, X-RAY 검사 등등 비파괴 검사(NDI)를 활용한다.

염색 침투 탐상 검사의 특징 :

• 비(非)다공성 재질의 부품 표면에 나타나는 결함을 검출하기 위한 검사 방법
• 알루미늄, 스테인레스강, 티타늄과 같은 금속에 신뢰성 있는 검사 방법으로 사용
• 부품 표면의 갈라진 공간에 유입되어 잔류 하는 침투액을 사용하는 검사 방법으로 검사 결과를 명확하게 확인 가능

염색 침투 탐상 검사의 절차 :

• 금속표면을 깨끗이 세척한다.
• 침투제를 도포한다.
• 표면에 침투제를 제거한다.
• 부품을 건조한다.
• 현상액을 도포한다.
• 검사 및 세척한다.

형광 침투 탐상 검사:

• 비(非)다공성 재질의 부품 표면에 나타나는 결함을 검출하기 위한 검사 방법
• 염색 침투 탐상 검사와 적용 재질 및 방법은 흡사하다.
• 침투재료를 형광염료를 사용 가시도를 높였으며, 형광염료 검사를 위한 자외선을 발생시키는 블랙라이트가 필요하다.

와전류검사:

• 시험체에 접촉하지 않는 비 접촉식 검사법 으로 자동 및 고속 탐상이 가능하며, 도체의 물리적 성질을 측정하고, 표면결함을 검출 한다.
• 페인트, 아노다이징 필름과 같은 표면처리 제거 없이도 검사가 가능하다

초음파검사:

• 모든 종류의 재료에 적용이 가능하며, 소모 품이 거의 없으므로 경제적인 검사방법이다.
• 펄스반사법: 반사파를 탐지하는 방법
• 투과탐상법: 신호를 투과하여 판정하는방법
• 공진법: 공진원리를 이용하여 양면이 매끈 하고 평행한 대상물의 두께를 측정하기 위한 방법

자분탐상검사:

• 강자성체로 된 시험체의 표면 및 표면 바로 밑의 불연속을 검출하기 위하여 시험체에 자장을 걸어 자화시킨 후 자분을 적용하고, 누설자장으로 인해 형성된 자분의 배열상태 를 관찰하여 불연속의 크기, 위치 및 형상 등을 검사하는 방법이다.

X-ray 검사:

• 투과성방사선을 검사하고자 하는 부품에 투영시켜 필름에 잠상을 생기게 하여 물체 의 방사선사진, 또는 엑스레이사진을 생성 하여 확인한다.
• 운반이 자유로운 장점이 있으며, 엔진 구성 부분의 거의 모든 결함의 검출에 활용되고, 빠르고 신뢰도 있는 검사방법이다.

엔진 정비 :

압축기 부분(COLD SECTION)

• 압축기 블레이드의 손상은 터빈엔진 고장 원인 중 큰 비중을 차지한다.
• 외부물질에 의한 손상(FOD)이  대부분이다.
• 빈도는 적지만, 유입공기에 포함된 오염 물질은 퇴적되어 블레이드의 효율을 감소 시키고, 불충분한 압축비로 인해 엔진의 성능 저하의 원인이 된다.
• 압축기 블레이드는 허용 한계치에 따라 수리 또는 교환 하여야 한다.
• 블레이드는 위치에 따라 수리방법 및 허용 한계치가 다르다.
• TIP, MIDDLE, ROOT, L/E, T/E, PLATFOME 등등 매뉴얼에 있는 수리허용 한계치에 따라 적용하여야 한다.

압축기 부분의 검사 와 세척 수행

• 수리 후에는 자분탐상 또는 형광침투검사를 수행하여야 한다.
• 수리표면은 공기저항이 없도록 매끄럽고, 둥근모양으로 마무리 되어야 한다.
• 블레이드 뿐만 아니라, 가이드 베인, 스테이터 베인등 베인 또한 굽힘 및 균열등 손상 여부를 수시로 점검하여야 한다.

 

압축기 블레이드의 주요 손상 원인

• 엔진 작동 중 공기중 이물질, 지상의 돌, 공중의 조류등의 외부물질(F.O)에 의해 손상이 발생한다.
• 정비작업 중 발생하는 정비사의 실수 즉, 공구의 낙하, 분실 또는 자재의 분실로 인한 작동 중 손상이 발생한다.

 

압축기 부분의 수리(블렌딩) 및 교환 절차

• 속이 빈 베인의 경우 앞전 및 표면 부분은 블렌딩 수리가 허용되지 않는다.
• 뒷전의 손상은 블렌딩 수리가 가능하다.
• 압축기 점검시 가이드 베인의 뒷전부위까지 최대한 보이는 만큼 균열 또는 FOD 손상 여부를 검사 하여야 한다.

연소실 및 터빈 부분 (HOT SECTION)의 정비 :

• 케이스 분해 전 연소실 외부 케이스에 대해 열점흔적, 배기 가스 누설 흔적, 변형등 검사한다.
• 케이스 분해 후 연소실에 대한 과열, 균열, 마모 등에 대해 검사한다.
• 베인 및 터빈 블레이드에 대한 균열, 뒤틀림, FOD에 의한 손상 여부 검사한다.
• 부품에 대해 분해 시 마킹을 수행한다.
• 이것은 위치가 바뀜으로 발생하는 부정합 으로 인한 진동등을 예방하기 위함이다.
• 매뉴얼에 명시된 마킹펜을 사용하여야 하며, 가스 직접 노출부위는 백묵을 사용한다.
• 비노출 부분은 흑색연필을 사용하는데, 카본함유연필은 재료 변경으로 사용금한다.

연소실 의 검사 와 수리 :

1. 염색침투탐상검사 또는 형광침투탐상검사

• 연소실라이너의 균열, 찍힘, 패임등을 검사한다.
• 교차 균열, 홀연결 균열, 스웰가이드베인 균열, 장착부를 둘러싸는 균열은 허용하지 않는다.
• 홀에서 시작되어 연결되지않은 균열, 배플에 있는 분리된 균열은 허용되어 진다.

2. 연소실 하부의 배출구 부식 여부 검사

• 작업중 정비사의 실수로 낙하로 인한 충격이 가해진 연소실은 정밀 검사하여야 한다.
• 용접 부위 주변 균열 및 변형에 대한 검사를 한다.
• 라이너가 짧아지거나 경사지는 정도의 심한 좌굴에 의한 수리는 최대한 원래의 형태로 복원되어야 한다.

3. 연료 노즐 및 서포터에 대한 검사

• 노즐은 탄소 부착물로 인해 오염되어있으니,  세척하여 점검하여야 한다.
• 세척은 여과된 공기를 통과 시키고, 부드러운 솔로 닦아 준다.
• 연료 노즐 및 서포트 어셈블리의 손상 상태를 검사한다.

터빈 디스크에 대한 정비 :

• 디스크 균열은 어떠한 경우에도 허용치 않는다.
• 터빈 디스크에서 균열이 발견되면 디스크는 교환해야 하나 이물질의 충돌에 의해 발생된 경미한 긁힘 등은 블렌딩 수리를 통해 수리할 수도 있다.

터빈 블레이드에 대한 정비 :

• 터빈 블레이드는 고온의 환경 때문에 손상 에 취약할 수 밖에 없다.
• 특히 앞전의 응력파괴균열과 변형 대해 세심하게 검사하여야 한다.
• 응력파괴 균열은 보통 앞전 또는 뒷전에서 길이의 직각 방향으로 미세하게 나타난다.
• 과열에 의해 발생되는 변형은 파형처럼 나타나거나 앞전을 따라가면 두께가 변한 것처럼 나타나기도 한다.
• 과열 변형이 심하게 중간부분 발생 시, 개별 블레이드에 대한 길이 변형을 검사한다.
• 해당 터빈 디스크에 대해서는 길이 변형과 경도 검사 등을 실시하고 확인해야 한다.

 

터빈 블레이드 교환 절차:

• 일반적으로 개별 교환을 원칙으로 한다.
• 다수의 블레이드 교환시 단계별 또는 전체 로터에 대해 수량을 제한한다.
• 교환 가능 수량 보다 더 많은 결함이 발견 되면, 터빈 어셈블리를 교환한다.
• 블레이드 교환 시 동일한 무게의 블레이드 로 교환해야 하나, 그렇지 않을 경우, 정반대 블레이드도 같이 교환 한다.
   
• 1번 블레이드를 터빈 디스크 1번 슬롯에 맞춰 장착하고, 나머지 블레이드를 터빈 디스크에 시계방향으로 오름차순으로 연속 해서 장착한다.

  

터빈 인렛가이드 베인에 대한 정비 :

• 경미한 찍힘이나 패임은 허용 한계치 이내일 경우 블렌딩 작업으로 수리한다.
• 배기노즐이 장탈된 상태에서 터빈 블레이드 의 마지막 단 균열 및 변형에 대한 육안 검사 를 수행 할 수 있다.
• 밝은 조명을 이용하면 노즐 베인 또한 검사 가능하다.
• 터빈블레이드의 팁 간격을 점검한다.
• 규정된 특수공구를 사용하여 터빈블레이드 의 간격을 측정한다.

배기 부분에 대한 정비 :

• 터빈엔진의 배기 부분은 최종적으로 열을 배출하는 부분이기 때문에 고열에 의한 손상이 발생한다.
• 테일 콘과 배기 노즐에 대해 균열, 비틀림, 좌굴, 또는 열점 등을 검사한다.
• 열점은 비정상적인 연료 공급이나 연소실의 부적절한 작동에 의해 발생된다.