QJ 3310-2008 过氧化氢 煤油发动机地面试验方法.pdf

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1、中华人民共和国航天行业标准 FL 1617 QJ 33102008 过氧化氢/煤油发动机地面试验方法 Method for ground test of hydrogen peroxide and kerosene engine 20080317 发布 20081001 实施国防科学技术工业委员会 发 布 QJ 33102008 I前言 本标准由中国航天科技集团公司提出。 本标准由中国航天标准化研究所归口。 本标准起草单位：北京航天试验技术研究所。 本标准主要起草人：孙万民、王占林、李培昌、王东方。 QJ 33102008 1过氧化氢/煤油发动机地面试验方法 1 范围 本标准规定了过氧化氢/煤

2、油发动机地面试验的技术要求和试验准备、试验程序、试验结束工作及试验结果处理的要求。 本标准适用于 85%浓度以上的高浓度过氧化氢/煤油发动机（以下简称发动机）地面热试验和冷试验。其他过氧化氢/烃类燃料发动机试验可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 3836.12000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求 GB 50057 建筑物防

3、雷设计规范 GJB 941A1996 抗化学介质润滑脂规范 GJB 1699 液体火箭发动机地面试验测量系统规范 GJB 28981997 液体火箭发动机地面试验测量方法 QJ 1010A1995 任务书的编制与管理 QJ 1492A2005 液体火箭发动机试验数据处理方法 QJ 1646 液体火箭发动机试车台鉴定验收规范 QJ 2223 液体火箭发动机振动测量数据处理方法 QJ 2893 液体火箭发动机试验安全规定 QJ 2968 液体火箭发动机中、高温温度测量方法 QJ 3062 液体火箭发动机试验系统清洁度和多余物控制要求 QJ 3149 液体火箭发动机吊装安全规定 QJ 3165 事故

4、应急预案编制与管理 QJ 3270 液体火箭发动机地面试验用气规定 3 技术要求 3.1 试验文件 3.1.1 试验任务书 3.1.1.1 试验委托单位应向试验承担单位介绍发动机地面试验的试验目的、发动机装配状态、调整参数、工作程序及其他要求等技术说明，并提出试验任务书。试验承担单位应与试验委托单位协商后会签试验任务书。 3.1.1.2 试验任务书一般包括下列内容： a) 试验类型及代号； b) 试验目的； QJ 33102008 2c) 发动机试验工作时间； d） 发动机工作程序； e) 发动机装配状态； f) 发动机主要参数调整值； g) 发动机紧急关机条件； h) 对试验台要求； i)

5、试验用推进剂要求； j) 试验供配气要求； k) 试验时测量和记录的参数要求； l) 发动机试验后处理程序； m) 试验数据处理要求； n) 其他特殊要求。 3.1.1.3 试验任务书的格式、签署、更改及管理等按QJ 1010A1995的规定。 3.1.1.4 试验委托单位因故终止试验，应立即书面通知试验承担单位。 3.1.2 试验大纲 试验承担单位应根据试验任务书编写试验大纲，其主要内容如下： a) 发动机型号； b) 试验类型及代号； c) 试验目的； d) 发动机装配状态、编号； e) 发动机参数调整值； f) 试验台调整状态及主要参数调整值； g) 发动机起动、紧急关机条件； h) 试

6、验程序； i) 测量参数的名称、数量、范围、不确定度及数据处理要求； j) 实时显示参数的名称、数量、范围及显示时间等； k) 数据处理和试验报告的要求； l) 推进剂种类、加注时间、加注量及试验后处理要求； m) 试验用气体的种类、压力、用量； n) 水、电、消防、救护要求； o) 摄影、录像要求； p) 其他要求。 3.1.3 安全保证大纲 试验承担单位应根据试验任务书编写试验安全保证大纲，其主要内容如下： a) 试验安全目标与要求； b) 各级、各类人员的安全责任制； c) 试验设计、推进剂及气体供应、试验安全控制要求与措施； d) 安全试验条件。 QJ 33102008 33.1.4

7、质量与可靠性保证大纲 试验承担单位应编写质量与可靠性保证大纲，其主要内容如下： a) 试验的质量目标与要求； b) 各级、各类人员的质量责任制； c) 系统工作可靠性的要求； d) 建立质量与可靠性控制点、网络和各环节的控制内容； e) 质量与可靠性控制项目和措施、计划； f) 优质试验条件； g) 其他要求。 3.1.5 操作规程 试验承担单位应编写试验操作规程（含岗位操作细则），其内容包括：试验准备、试验程序、试验结束工作、试验结果处理等全过程的工作内容和要求。 3.1.6 安全规程 试验承担单位应按QJ 2893的规定编写试验安全规程（含岗位安全细则），其内容包括：试验各阶段的安全要求、

8、试验现场的安全管理、试验系统的技术安全规定等。 3.1.7 应急处理预案 试验承担单位应按QJ 3165的规定编写试验应急处理预案，其内容应包括各种事故和故障模式、各种事故和故障的应急处理与抢险、救护措施等。 3.2 试验台 3.2.1 试验台土建 3.2.1.1 试验间一般采用钢筋混凝土防爆型，自然通风良好。 3.2.1.2 测量间和控制间应远离试验间或采用钢筋混凝土防爆型结构。 3.2.1.3 试验间、过氧化氢贮箱间、过氧化氢转注操作间等应配有专门的取水点，应避免阳光直射，并备有足量的水。 3.2.1.4 试验间、过氧化氢贮箱间、煤油贮箱间应设有专用的试验消防管路。 3.2.1.5 试验台

9、防雷设计按GB 50057的规定，电气设备按GB 3836.12000的规定。 3.2.1.6 推进剂废液处理应设有专门喷淋稀释装置、排泄污水的通道及强制通风设备。 3.2.2 试验台的组成 3.2.2.1 发动机承力装置 发动机承力装置应具有足够的强度、刚度、抗高温烧蚀能力，承力架与试验台地面混凝土间固定（或连接）应牢固可靠。 3.2.2.2 推进剂供应系统 推进剂供应系统应满足下列要求： a) 凡与过氧化氢直接接触的贮箱、管路、阀门、过滤器、垫片等所用的材料，应选用与过氧化氢 二级或二级以上相容、抗冲击的材料； b) 加注管路、主管路、吹除管路均应设置过滤器，其过滤精度应符合试验任务书的要

10、求，其中吹 除系统应设置单向阀； c) 过氧化氢供应系统设计应避免死角，贮箱、管路应设置温度、压力实时监视系统； QJ 33102008 4d) 过氧化氢供应系统在使用前应进行碱洗、酸洗、钝化处理，长时间不用的过氧化氢供应系统在 使用前应进行钝化处理； e) 清洁度和多余物控制要求按QJ 3062的规定； f) 主管路过滤器设计应便于经常拆卸检查；过滤器应定期检查、清洗； g) 推进剂供应系统应有良好的接地，接地电阻不大于4。 3.2.2.3 配气系统 配气系统应满足试验台贮箱增压、发动机及试验系统吹除、气动元件和发动机的供气要求。所有配气管路在进入发动机和试验台之前均应设置过滤器，其过滤精度

11、应符合试验任务书的要求。 3.2.2.4 断流水系统 断流水系统的压力、流量、响应时间及水源的品质应满足发动机关机条件要求。 3.2.2.5 过氧化氢应急处理系统 过氧化氢应急处理系统主要由应急阀门、应急管路和排液池组成，其设计应满足出现紧急情况时，贮箱及主管路中的过氧化氢能够迅速安全处理的要求。其中排液池的设计应保证过氧化氢排入排液池后的浓度最高不超过67%。 3.2.2.6 测量系统 测量系统应满足下列要求： a) 测量系统的组成、性能特性和质量保证措施应符合GJB 1699的规定； b) 凡与过氧化氢直接接触的传感器、流量计等所用的材料，应选用与过氧化氢二级或二级以上 相容、抗冲击的材料

12、； c) 凡与过氧化氢直接接触的传感器、流量计等，在使用前应进行严格的碱洗、酸洗、钝化处理； d) 试验间的测量电缆及其与传感器连接的插头座处，除包裹耐火材料外，还应包裹耐酸材料。 3.2.2.7 控制系统 控制系统一般由单元控制和程序控制两部分组成。单元控制应对配气系统、推进剂供应系统及消防系统等主要阀门实施控制；程序控制应满足试验任务书规定的时间精度和时序控制要求，且具有自动紧急关机与人工紧急关机功能。 3.2.2.8 实时显示系统 实时显示系统应满足试验大纲规定的压力、温度、振动、时间等参数及指定阀门动作状态的实时显示要求。 3.2.2.9 录像监视系统 录像监视系统应满足试验大纲规定的

13、摄影、录像、传送和记录发动机试验及试验台工作情况的要求。 3.2.2.10 通讯系统 通讯系统在系统调试、测试和试验过程中，应保证各岗位间线路畅通，通话清晰。 3.2.2.11 吊装系统 吊装系统应满足发动机、承力转接架和推力测量系统等试验装置的吊运及安装要求，所有吊装电器和器具应具有相应的安全保护措施，并应符合QJ 3149的规定。 3.2.2.12 推进剂残液处理系统 过氧化氢残液处理系统应能将试验过程中产生的过氧化氢废液进行稀释处理，稀释至3%浓度以下排入污水池；煤油残液处理系统应能对试验过程中产生的煤油废液进行回收处理。 QJ 33102008 53.2.2.13 消防系统 消防系统应

14、具有在试验准备及试验过程中发生火情时，能及时进行灭火的功能，禁止使用化学灭火剂。 3.2.3 试验台的鉴定验收 新建、改建的试验台投入使用前按QJ 1646的规定进行鉴定验收，合格后方可投入使用。 3.3 测量方法 各参数的测量应符合下列要求： a) 中、高温温度测量按QJ 2968的规定； b) 稳态压强测量按GJB 28981997中方法401的规定； c) 稳态流量测量按GJB 28981997中方法101的规定； d) 振动测量按GJB 28981997中方法601的规定； e) 稳态轴向推力测量按GJB 28981997中方法201的规定； f) 其他参数的测量按专用技术文件的规定。

15、 3.4 试验介质 试验介质应符合下列要求： a) 过氧化氢、煤油应符合有关标准和专用技术文件的规定； b) 氮气、氦气应符合QJ 3270的规定。 4 试验方法 4.1 试验准备 4.1.1 组织准备 4.1.1.1 组织试验队伍，定岗、定员、定职责，重要、关键的岗位应设置双岗制。 4.1.1.2 所有参加试验的操作人员应进行操作技术和安全技术培训、考核，合格后方能上岗。考试内容应包括：发动机试验基础知识、试验台系统设备结构和工作原理、试验操作规程、试验安全规程、过氧化氢、煤油性质及安全使用防护相关知识、现场实际操作和应急处理措施。 4.1.2 设备及仪器、仪表 4.1.2.1 仪器、仪表等

16、计量器具的量程和精度应满足试验任务书的要求，并在检定合格的有效期内使用。 4.1.2.2 液路、气路系统设备和各种工艺管、测量管、压力表、传感器等在安装前应进行脱脂、清洗和吹除。 4.1.2.3 临时改变系统设备状态应考虑对相关系统的影响，同时应进行审批；改变后的系统应进行单系统检查调试、相关系统联调和全系统调试，正常后方可参加试验。 4.1.2.4 按试验大纲、试验操作规程进行各系统设备准备。 4.1.3 发动机交接检查 4.1.3.1 发动机由承制单位向试验承担单位进行移交，交接检查的内容如下： a) 发动机产品证明书、发动机交接单及发动机履历书等文件齐全； b) 发动机及其组件的编号应与

17、发动机履历书中的编号一致； c) 所有进出口保护件、堵头（盖）的数量、位置应符合发动机设计文件的规定； d) 表面应无超出专用技术条件规定的损伤； e) 对接密封面应无划伤和压痕，螺纹应清洁，无乱扣、毛刺； f) 发动机与试验台所有液路、气路对接口和测量点的数量、种类、位置应符合试验任务书的要求； QJ 33102008 6g) 各部件锁紧、保险及铅封应正确、完好； h) 电缆插头、插座应无机械损伤、锈蚀，电缆保护层应完好； i) 无多余物及其他异常现象。 4.1.3.2 发动机交接检查合格后，应详细填写交接检查单，承制单位和试验承担单位代表在交接检查单上签字。 4.1.3.3 发动机交接检查

18、中，若发现问题，填写在交接检查单上，经交接双方代表签字后办理交接手续；若发现发动机质量证明文件、备件不全或其他严重缺陷，经承制单位处理合格后再由试验承担单位接收发动机，并办理交接手续。 4.1.3.4 交接检查合格后的发动机应装箱后妥善放置。 4.1.4 安装 4.1.4.1 发动机的吊装按QJ 3149的规定。 4.1.4.2 推进剂供应系统及配气系统在与发动机对接前，应对所有与发动机连接的管路进行吹除后，方可与发动机各对接口相连。 4.1.4.3 发动机机架固定在试验台承力架上，连接处应采取防松措施。安装中有防松要求的地方应打保险和采取其他防松措施。 4.1.4.4 过氧化氢系统螺纹与法兰

19、连接处可以涂少许符合GJB 941A1996要求的7804号抗化学介质润滑脂，但应保证在操作过程中润滑脂不进入系统内。 4.1.4.5 测量系统管路、传感器的安装应密封。 4.1.4.6 试验台各系统的工艺管路、测量管路、传感器及各种测量导线的安装应不影响发动机推力的测量。 4.1.4.7 安装时卸下的各堵头（盖）应妥善保管。 4.1.5 单元测试 4.1.5.1 单元测试前拆下发动机与系统有关堵头（盖）、保护件，并将有关测试仪表、仪器等准备好。 4.1.5.2 按试验操作规程的要求，对各系统、各组件依次检查工作情况，若有异常应立即报告试验指挥员，查明原因，排除故障后，再进行测试，直至正常为止

20、。 4.1.6 气密性检查 4.1.6.1 按试验操作规程对推进剂供应系统、吹除系统及断流水系统进行气密性检查。 4.1.6.2 按试验大纲和试验操作规程对发动机、工艺管路、测量管路及传感器等进行气密性检查。 4.1.7 综合测试 4.1.7.1 综合测试前，控制系统、测量系统应进行分系统测试。 4.1.7.2 各系统按试验操作规程做好综合测试前的准备。 4.1.7.3 综合测试的类型和次数应按试验操作规程的规定进行，一般有下列三种： a) 全程综合测试； b) 人工紧急关机综合测试； c) 自动紧急关机综合测试。 4.1.7.4 综合测试时，试验台各系统均应参加。 4.1.7.5 综合测试时

21、，发动机及试验台应在供控制气的情况下进行工作。 4.1.7.6 全程综合测试应按发动机正式试验程序进行。 QJ 33102008 74.1.7.7 综合测试中出现故障时，有关岗位应报告试验指挥员，待查明原因，排除故障后，重新进行测试，直至正常为止；若问题较大，一时难以排除，则停止测试，由试验委托单位、承制单位、试验承担单位及有关方面进行协商，讨论解决措施。 4.1.7.8 综合测试的结果、故障点及原因和处理方法等应做专门记录。 4.1.7.9 综合测试通过后，应严格控制发动机和试验台状态，其要求如下： a) 发动机试验状态的更改由试验委托单位提出更改单，经试验承担单位会签，并经试验委托单位 领

22、导批准后生效； b) 试验台状态的更改应经逐级审批后方可生效； c) 若对发动机和试验台状态进行更改时，应同时更改试验大纲及相关技术文件，并分发给有关人员； d) 更改后的状态应重新进行相关检查或测试，正常后方可参加试验。 4.1.7.10 综合测试完毕后，各岗位按试验操作规程做好测试结束工作。 4.1.8 质量评审与事故预想 4.1.8.1 发动机试验台系统综合测试通过、各系统处于待试状态后，由试验承担单位质量主管部门组织试验委托单位、承制单位和试验承担单位有关人员召开质量评审与事故预想会。 4.1.8.2 质量评审与事故预想会的内容一般包括： a) 对从接收发动机到试验准备各阶段的工作进行

23、评审； b) 分析试验准备阶段可能存在的隐患和试验可能发生的问题，并提出预防措施； c) 对评审结论和预防措施进行会签。 4.1.8.3 若质量评审与事故预想会中发现有危及试验的重大隐患存在，应推迟或中止试验。待消除隐患，检查合格后方可进行试验。 4.2 试验程序 4.2.1 试验准备工作 试验当天，由试验指挥员召集试验承担单位所有参加试验人员介绍试验的目的、要求、事故预想会上提出的各注意事项和防范措施，及试验当天各项工作的进度安排。 4.2.2 综合测试 试验当天的综合测试按4.1.7进行， 综合测试的内容应根据质量评审与事故预想会的要求加以补充，测试完毕后做好试验前的各项准备。 4.2.3

24、 零位记录 按试验操作规程，发动机及试验台各系统处于规定要求状态，测量系统与控制系统进行零位记录，现场操作人员报告并记录大气压力及环境温度。 4.2.4 推进剂加注 4.2.4.1 按试验操作规程和安全规程，过氧化氢推进剂加注人员按规定穿戴个人防护用品，同时在加注间应配备好足量的水。 4.2.4.2 过氧化氢的操作应由二人或多人组成的小组来完成，由专人监视，确保按操作规程和安全规程进行，以及紧急情况下的救援。 4.2.4.3 操作人员将推进剂转注到转注罐中，转注过程应在密闭和干净的环境中进行，转注期间应注意监视转注罐的压力和温度参数。 QJ 33102008 84.2.4.4 转注结束后，将转

25、注罐中的试验介质加注到试验贮箱中，加注过程中应注意监视转注罐、试验贮箱压力、温度和液位参数，注意监视试验管路的压力和温度参数。 4.2.5 断流水加注 按试验操作规程，将去离子水加注到断流水贮箱中，至指定液位停止加注。 4.2.6 消防水准备 按试验操作规程，将消防水设备准备好。 4.2.7 准备起动 4.2.7.1 推进剂、断流水和消防水加注完毕后，发出第一次警报。 4.2.7.2 各岗位操作人员将各分系统按试验操作规程调整至试验要求的状态，同时填写试验检查表，经检查员、试验指挥员和主管技术负责人检查合格后，准备试验，无关人员撤离现场，进入安全区域。 4.2.7.3 试验指挥员对各分系统试验

26、准备工作检查完毕后，发出第二次警报，所有人员撤离现场，进入安全区域。在撤离之前，做好现场水管开启摆放、水容器注水等安全保护措施。 4.2.8 试验 4.2.8.1 试验系统增压至试验大纲的要求后，试验指挥员发出起动指令，发动机按预定工作程序进行试验。 4.2.8.2 试验过程中，试验指挥员及有关人员应密切监视试验间录像和各实时显示参数是否正常。若发生异常情况，试验指挥员应根据试验大纲的要求决定是否采取人工紧急关机措施。 4.2.8.3 试验过程中发动机及试验台各系统工作正常，按程序自动关机。 4.3 试验结束工作 4.3.1 发动机关机后按试验大纲的要求对发动机进行吹除。试验指挥员确认现场情况

27、正常后发出第三次警报。 4.3.2 操作人员进入现场，泄出剩余过氧化氢、煤油。 4.3.3 对发动机进行外观检查，若有异常，应保护好现场，并对异常部位进行照相或录像，做好试验后现场情况记录。 4.3.4 操作人员拆除各液、气路工艺管路、测量管、传感器、控制电缆、测量电缆等，并堵上各堵头（盖）后，用专用吊具将发动机从试验台上吊下，转至发动机接收厂房。在拆卸之前应准备好充足的水源，拆卸过程中应穿戴好防护用品，防止管路及试验件中残存过氧化氢灼伤操作人员。 4.3.5 发动机拆卸后返厂时，试验承担单位参照4.1.3的内容与承制单位进行交接检查，同时填写发动机交接单，随发动机返回承制单位。 4.3.6

28、试验台各分系统进行试验后处理，吹除干净管路剩余的过氧化氢、煤油，泄出断流水、消防水，对泄出的过氧化氢进行稀释至3%浓度以下后排放。 4.4 试验结果处理 4.4.1 数据处理 数据处理要求如下： a) 稳态参数数据处理按QJ 1492A2005的规定； b) 振动测量数据处理按QJ 2223的规定； c) 其他参数的数据处理按专用技术文件的规定。 4.4.2 试验报告 QJ 33102008 94.4.2.1 试验承担单位根据试验任务书的要求，编写试验报告，其内容如下： a) 发动机型号； b) 试验类型及代号； c) 试验日期； d) 试验时间； e) 试验目的； f) 大气压力、环境温度；

29、 g) 发动机主要参数调整值及测量值； h) 试验概况（试验准备、试验过程和试验后处理）； i) 参数测量及数据处理说明； j) 参数汇总表； k) 必要的照片、曲线、光盘及磁盘等； l) 其他。 4.4.2.2 试验报告应按审批程序，经编写、校对、审核、质量会签及批准签署后，按文件传递流程提供给试验委托单位。 4.4.3 试验总结 4.4.3.1 对试验台各系统的设计和工作情况、试验组织、试验方法等进行总结，并对各类技术文件的正确性进行确认，写出试验总结报告。 4.4.3.2 对试验中出现的质量问题按技术归零和管理归零的要求写出归零报告。 4.4.4 资料归档 试验结束后应对下列资料进行归档

30、： a) 试验任务书； b) 技术通知单； c) 更改单； d) 调试报告； e) 试验大纲； f) 试验安全保证大纲； g) 试验质量与可靠性保证大纲； h) 试验操作规程； i) 试验安全规程； j) 试验应急处理预案； k) 试验原始记录（磁带、磁盘、光盘、记录纸、图表、录像带等）； l) 试验情况汇总表； m) 试验报告。 QJ 33102008 10中华人民共和国航天行业标准 过氧化氢/煤油发动机地面 试验方法 QJ 33102008 * 中国航天标准化研究所出版 北京西城区月坛北小街2号 邮政编码：100830 中国航天标准化研究所 印务发行部印刷、发行 版权专有 不得翻印 * 2008年10月出版 定价：13.00元 QJ33102008