QJ 1016A-1998 液体火箭发动机管路系统通用要求.pdf

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1、中国航天工业总公司航天工业行业标准液体火箭发动机管路系统通用要求1 范围1. 1 主题内窑QJ 1016A-98 代替QJ1016-86 本标准规定了液f本火箭发动根管路系统的设计、散i造、装配和检漏等通用要求。1. 2 适用范E本标准适用于液体火箭发动权管路系统(以下简称管路系统)，其它管路系统亦可参照使用。2 引用文件GB 308-89滚动轴承钢球GB 686-89化学试剂丙醋GB 1226-86一般压力表GB/T 4240-93 不锈钢丝GB 8979-88 组氨QJ 169-89 铝合金铸件技术条件。J262-94 级金冲压件通用技术条件QJ 467-88 不锈钢酸洗和化学钝化技术条件

2、QJ 469-88 铝及各吕含金硫酸阳极住膜层技术条件QJ 502-89 铝合金、铜合金锻件技术条件QJ 813A-96 涂装通m技术条件QJ 918-85导管弯曲半径QJ 977A-95 非金露材料复验规定QJ 1156A-96 钢件硬轩焊技术条件QJ 1386A-95 金属材料复塾规定QJ 1705A-98 液体火箭发动机装配、分解要求QJ 1842-95 结构钢、不锈锯熔焊技术条件QJ 1860-90 液体火箭发动机制造、验收通用技术条件QJ 2698-95 铝及铝合金熔焊通用技术条件中国航天工且总公司1998-07-22批准1998-12-01实施QJ l016A-98 QJ 2844

3、-96 铝及铝合金硬轩捍技术条件QJ 2850-96 航天产品多余物预费和控棋QJ 2865-97 导管焊接技术条件HG 2453-93 醇酸清漆QB 1017-91 仿羊皮纸HB 1862-93 金属丝编织方孔前3 定义3.1 蕾子按规定的工艺方法制造的具有埠定走向、璧厚和截E形状的空，合件。3.2 导管管子与其南墙连接件采展规定的工艺方法制造的部、主亘件。3.3 雪路系统由导管、语节元件、集合分流元件、过量元件及有关组样构成的完成发动机各组件前介质输送功能的系统。4 一般要求4.1 材料4. 1. 1 管路系统材料的选择一般应考虑:a. 相容性与工作1r质直接接触的材料应与介质相容，梧容性

4、级别可捏捏管路系统的工作条件确定，一般推荐选用一级或二援。b. 物理与就横性能材料的物理与机械性能应满足管路系统前工作条件，主口强度、比强度、廷f申率、弹性模量、接劳强度和线影胀系数，对高抵温条件下工作的导管还在考虑导热性等。c. 工艺性材料应具有良好的凯横加工性、热如工桂、可成型性如焊接性。d. 经济性在满足使用要求的条件下，应这量选用或本抵的材料。4. 1. 2 制造管路系统零、部、组件所用前材料或半成品捺符合设计文件的规定外，还应附有供应厂的质量证明文件，材辑在人厂时在按QJ977A、QJ1386A的规定进行复捡。4. 1. 3 材料的代料，应按规定办理代料手续，并在合格iE中予以注明。

5、4. 1. 4 在管路系统能造、装配的任何阶段，出现质量问题对金属有非金属材料产生怀疑时，应分射按QJ977A ,QJ 1386A和其它有关规定进行复验。4.2 设计管路系统的设计在思可能采用组合设计，以简化连接和装配。4.3 多余榻的控制2 QJ 1016A-98 管路系统的制造、装置过程中应严格防止多余物进入内搓，多余物的控制按QJ2850的提定。5 详缰要求5.1 管路系统的设计5. 1. 1 蕾躇布局管路系统的布局应满足发动杭设计任务书和系统设计的要求，布局前确定一般应考虑:a. 允许的空部尺寸;b. 与管路两端亨、部、组件的连接影式和结梅尺寸PC. 热吉布护结持要求;d. 绝热或隔热

6、要求pe. 管路的动态特性pi 具有一定的补佳能力pg. 固定支承:h. 高点放气FL 防止死区或横涡区。低温发动机尤其应严格遵守h，i的要求。5. 1. 2 理论计算管路系统的理论计算一般包捂=内径、壁罩、强度、流阻、连接处的拧紧力矩和自有频率的计算等。计算方法按梧应的设计规范或有关计算文件的规定。5. 1. 3 导蕾设计导管的设计一般包括图样设计和样件确定。5. 1. 3.1 导管应按5.1.2理论计算的结果进行结构设计。5. 1. 3. 2 导管样件一般在发动机样柜上按图样要求取样，由设计、工艺和检验等方面的代表共同负责，经试装合格后由各方代表共同签字方可确定。5.1.3.3 确定导管样

7、件一般在考虑za. 导管走向zb. 与相邻零、部、组件间的间隙pC. 必要的噩定支承;d. 合理的弹性pe. 割点、接管嘴的位置及方i司等应便于操作PL 其它。5. 1. 3. 4 在研制除段导管样件的更改，接设计文件的规定，并做记载。5. 1. 4 谓节元件调节元件设计除应满足4.L和5.1.1的要求外，还崖满足系统拥整计算的结果。5. 1. 5 集合分涯元件集合分流元件的设计要求如下=3 QJ l016A-98 a. 合理选择主流与分流的逼道固积;b. 主先选择贡量、捷阻如体积小的结指形式pC. 避免死角或盲孔，以便于清洗、吹除和拴查Fd. 这量使各分支接头对称布局;e. 减少分支零件的种

8、类和提格。5. 1. 6 过露无件过捷、元件的设计要求如下:a. 应与系统协调一致.尤先采黑组合化设计;b. 过捷、精度应满足要求，若采用金属丝坷，一般选后HB1862中的A级pC. 商阻小pd. 具有足够前强度。5. 1. 7 固定支承件因定支承件的设计要求如下:a. 应使跨度较大的管路不产生过大的挠度却变影pb. 固定支承位置应满足管路系统动态特性的要求pC. 应有适当的柔性:d. 应有适当的调整裕量。5. 1. 8 连接形式管路系统的连接包捂可拆茵连接和不可拆卸连接，设计时应满足如下要求za. 密封性能好pb. 可靠牲畜pC. 结掏质量小zd. 装罩、分解方便Fe. 应尽可能选用标准的连

9、接形式，并优先选用航天标准zt 制造方法简单、成本策。5. 1. 8.1 可挥挥连接管路系统的可拆部连接一般包括螺纹和法兰盘连接。5. 1. 8. 1. 1 螺纹连接螺纹连接的要求如下:a. 螺纹连接一般适用于直径不大于36mm的寻管;b. 螺纹连接除o辑是5.1.8的要求外，连接件和密封件还应尽量选用标准，件，以减少连接接头的规格，提高零件的互换性;C. 扩口管子前扩口角度一般为60740-:-5. 1. 8. 1. 2 法兰童连接法兰盘连接一般适用于直径大于36mm的导管。5. 1. 8. 2 不可拆卸连接管路系统的不可拆卸连接具有设计结掏简单、密封性好和使用范围广等特点，尤其适用4 QJ

10、 1016A-98 于高温或锻温、高压和摄动大的工作条件.在条件允许的前提下，在优先采用。不可拆卸连接一般包括熔焊和轩焊。5. L 9 埠接要求5. L 9.1 熔焊管路系统铝及铝合金导管的熔焊接QJ2698的规定p结构钢、不锈钢导管的熔焊臻吉祥合QJ1842和QJ2865的规定外，还应满足如下要求:a. 具有焊接和检捡的可操作空自pb. 尽量采F目相i可前材料;c. 璧厚应王三可能相同或接近pd. 导管接头部端的直线段长度一般应不小于2位nm.直线最直从内翻母线计量F对于起波导管，应从第一个明显波的波谷算起;e. 优先采用对接接头.避免采用搭接接头和角接接头pf. 焊接间i戴一般应不大于O.

11、lmm，允许局部不大于0.2mm，!.累计长度不得超过该焊缝全长的20.%;g. 导管南端国Jjt不大于0.2mm;h. 管子端面对其轴线的垂直度(又称马蹄口)在得合QJ1705A的规定pL 表面租糙度Ra值不大于6.311m;j. 规定焊握的拴验于鼓和焊接缺陷的排除方法。5. L 9. 2 奸埠管路系统铝及铝合金导管的轩;悍按QJ2844的理定;钢制导管的轩辉黯应符合QJ1156A的规定外，还应满足如下要求:a. 规定接头和轩料的预处理方法pb. 轩料应满足材料幸fL械性能和相容性要求zc. 焊缝间i戴一般应不大于0.15mm;d. 先许管子轩焊接头在结合长度内进行校噩。管子轩焊接头在结合长

12、度内，国度一般不大于0.02mm;e. 管子轩焊接头允许挂修，以满足握定的管子摇入端直线嚣的长度和管子端面对其轴线的垂直度要求。管子端面对其轴线的垂直度一般不大于0.3mm;f. 1 N、IN级轩焊接头均应进行X射照相检查Fg. 规定轩着率或轩透长度Ph. 规定焊撞的栓捡手段和焊接缺陷的排除方法。5.2 管路系统的制造管路系统调节元件、集合分流元件、过肆无牛、固定支承件及其它零、部、主Elf牛的制造挂QJ 1860的提定。5.2.1 导管髓造5.2. L 1 挥件样件是拴验导管的走向、长莲、连接件、装配位置及接管嘴等的依据之一，样件的材料、5 QJ l016A-98 焊接、表面处理和外观质量等

13、一般可不作严格要求，但应满足图样规定的管子直径，和导管连接件提格的要求。5.2. 1. 2 连接件5.2. 1. 2.1 采用螺纹连接的导管，若选用标准连接件，则应符合有关标准的规定。5.2. 1. 2. 2 采用法兰盘连接的导管，应符合设计文件和QJ1860的提定。5.2. 1. 3 弯制5.2. 1. 3.1 管子应按图样或样件进行弯制。5.2. 1. 3. 2 管子的弯曲半径应按国祥或QJ918的规定选取.弯曲半径一般应不中于1. 5D，见图I庚示。图1管子胡弯曲半径D一管子外径;R一弯曲半径5.2. 1. 3. 3 按样件制造的管子，允许的长度锚差由工艺文件提定。5.2. 1. 3.垂

14、弯曲的管子允许其外靡尺寸相对于样件或测量夹具有不超过表l规定的允许偏差或间隐垣。5.2. 1. 3. 5 管子弯曲处的国度应满足设计文件的规定，若设计文件未搜走时，按表2的提定。5.2.1. 3. 6 管子弯曲处的壁厚变薄量，应不超过原壁j享名义尺寸的如下值=a. 铝合金管25%;b. 钢管20%05.2. 1. 3.7 管子弯曲处允许有攘轮和压握的压攘，其压瘟深度不得超过管子外径的如下值:a. 铝合金管4%;b. 钢管1%。5.2. 1. 3. 8 弯曲半径不大于2.5D的管子，弯曲处内倒允许有如下均匀皱纹za. 管子外径不大于30mm时，不超过0.5mm;6 QJ 1016A-98 b.

15、管子外径大于3臼nm时，不超过O.7mmo表1允许偏差或间睡垣管子种类管子外径D 从管端起长吏50以内直钱段D主主101 1O50 2 D10 1 1O90 5 mm 其余段2.5 4 5 6 2.5 3.5 4 5 mm 5.2. 1. 3. 9 弯曲半径大于2.面的管子(璧事小于lmm的薄壁管除夕沟，其弯曲赴内翻不允许有皱纹，外慌不允许有过度拉律而出璋的暗色(铝管)或白色(铜管)的粗糙表臣。5.2. 1. 3. 10 管子弯曲后，管子壁厚变薄量若未超过5.2.1. 3. 6的规定时.曲线段转直线段处充许有局部凸起，但凸起相凹陷的转接部位须圆滑过墟。5.2.1.4扩口5.2. 1. 4.1

16、管子扩口前后的路油及清洗按工艺文件的规定。5.2. 1. 4. 2 铝合金管子在扩口前在进行酸洗或化学氧位。5.2. 1. 4. 3 管子的扩口角度租扩口处内锥E的粗糙度应符合注计文件的规定，扩口后的套管嘴应可转动。5.2. 1. 4. 4 管子的扩口表面先许存在套管嘴的发暗瘦迹。5.2. 1. 4. 5 扩口后的管子内锥部分应均匀过渡至圆柱部分，不允许存在横向法纹、如伤、装纹、新主兰和吕凸不平等缺陷。R i QJ 1016A-98 5.2. 1. 4.6 管子的扩口部分突出套管嘴的高度应不小于0.2mmC工具保证)。扩口部分与管子的同轴度应不大于0.2mm(工具保证。5.2. 1. 5 摄材

17、制管制造管子采用有缝管和半边管等提材，板样的弯制按QJ262的规定。5.2. 1. 6 铸造管制造管子采用的提含金铸件按QJ169的规定，且一般应不偎于重类铸件的要求。5.2. 1. 7 镶件制管制造管子采用的担含金锻件按QJ502的规定，且一般应不假于重类锻件的要求。5.2. 1. 8 焊接5.2. 1. 8.1 导管在焊接前在进行酸洗。5.2. 1. 8. 2 管路焊接时应南惰性气体保护。5.2. 1. 8. 3 带有外套螺母的导管焊接时，为使外套螺母回到接管嘴位置，允许n露过高的焊缝，但应满足规定的焊缝高度。5.2. 1. 8. 4 导管的定位焊及装聋位置挥按QJ1705A的规定。5.2

18、. 1. 8. 5 焊接后的氧化皮在清除干净，清臻的方法接工艺文件的规定。5.2. 1. 9 表面处理5.2. 1. 9.1 不锈钢导管的酸洗和键化按QJ467的规定。5.2. 1. 9. 2 铝合金导管前表面陌极化按QJ469的埋定。5.2. 1. 9. 3 金属导管的涂装按QJ813A的规定。5.2. 1. 9. 4 导管酸洗后宣清洗、吹干或烘干。5.2. 1. 10 外观嚣量5.2. 1. 10. 1 管子表E的质量应符合相应管材标准的规定。5.2. 1. 10. 2 管子表面不允许有腐蚀斑点。5.2. 1. 10.3 管子表臣的压境、压，由、碰伤和荒j梅等缺陷，最大深度不得超过管材壁厚

19、的下偏差，表E凹陷不得超过管子外径的下偏差。5.2. 1. 10.4 铝合金导管不免许有深重超过壁厚名义值5%的刻伤，内表面先许有自条或轻微擦伤存在。5.2. 1. 10. 5 管子表E若存在5.2.1. 10.3、5.2.1.10. 4的缺陷，那接下亮方法排除:a. 压坑辛口压伤处应打磨至圆滑过在;b. 碰辑和划伤处应将其镜边租毛剌打磨至噩滑过墟。5.2. 1. 10. 6 导管密封面不允许有视械摸伤、锈蚀及其它缺陆存在。当轻辙划伤深度不超过0.02mm时，允许沿圆周方向打磨光滑。5.2. 1. 10.7 铝制零件的密封面因表面处理后造成表E程糙度嚣，挺，允许对密封面沿匾周方向打磨。5.2.

20、1.11蒜志5. 2. 1. 11. 1 导管的标志应符合设计文件的规定。若设计文件未规定时，工艺可采用标签法。标签内容包捂:产品ft号、1t号、生产批序号和制造自扇。8 QJ 1016A-98 5. 2. 1. 11. 2 表面有防护层要求的导管.当采渭;冲击法打印记时，一般应在表面处理前进行。5.2. 1. 11. 3 采用钢即法打印记时，应打在法兰盘、外套螺母或管接头的外绿，并前止导管变形租零件提伤，特别是螺纹租密封面。5.2.2 导蕾的检验5.2.2.1 导管在弯曲和焊接后应用镜球散通过能力检查，即锯球在自身的重力件用下应能自由通过。对钢球前要求如下:a. 钢球的精度等级按GB308中

21、U级pb. 钢球直径的选取按表3的规定。表3mm 管子内径钢球直径管子内径钢球直径管子内径钢球直径3 2 16 13 29、3026 4 2.5 17 14 31、3228 5 3 18 15 33、3430 6 4 19 16 35、3632 7 5 20 17 37、3834 8 6 21 18 39 35 9 7 22 19 40、4136 10 8 23 20 42、4338 11 9 24 21 44、4540 12 9.5 25 22 46、47、4842 13 10.5 26 23 49 45 14 11. 5 27 24 二三50管子内经的90%15 12.5 28 25 5.

22、2.2.2 用自测方法检查导管的表面质量(允许用5，._，10倍的放大镜).对外形、尺寸及缺陷的检查应用相应的样件或量具进行1金魁。若导管图样中未标注尺寸f旦规定按样，件制造时，黠应按样件进行拴验。5.2.3 导曹试验5.2.3.1 设备及仪器、技表5.2.3. 1. 1 试验设备及仪器、仪表均道具有合榕在费文件，并在计量检定合格的有效期内使用。5.2.3. 1. 2 压力表应满足如下要求:a. 量程应是试验压强值的1.5,._,2. 0倍;9 QJ l016A-98 b. 准确度应不在于GB1226中的规定的1级。当设计压强值高于15MPa(表压)时，允许使用准确度为2.5级的压力表。5.2

23、.3.2 试验要求5.2.3.2.1 导管的液压试验和气密性试验均应在表西涂(镶)防护层之前进行。若导管的表面处理可能影响焊缝气密性武捡时，则直在导管液压试验之后，气密性试验之陆进行表面处理。5.2.3.2.2 导管试验后的管接头、工艺堵头等，在与导管连接前，须先清洗干净再用压缩空气吹干，防止多余物进入内在。连接处的密封球面或锥面的表E程糙度Ra值应不大于1.6um 5.2.3.2.3 液压试验和气密性试验用介质，设计文件未作规定时，试验介质应符合如下要求:a. 液压试验应用蒸锢7(或洁净自来水，试捡中应采取，梧应的防锈、防腐措施pb. 气密性试验应用压缩空气或氨气。压缩空气在当时大气压下的露

24、点应不高于550C，检查合格后有效黯为24h。氮气的质量应符合GB8979的规定。5.2.3.2.4 导管进行接压试塾或气密性试验时，应防止导管连接件的装配尺寸变化或损伤，必要时工艺应采取相应的保护措施。5.2.3.3 试验方法导管的试验一般包捂z振动试验、水力试验、液压试验、气密性试验、爆破试验、报横佳能试验和部饵试验等。导营或撞的项自、压强、方法和程序应按设计文件的规定。5.2.3.3.1 振动试验通过振动试验得出导管的动态特性、菠劳寿命以及评佑其在发动机工作条件下的适应性和可靠性。5.2.3.3.2水力试验通过水力试验割定导管的流盟在流体压强脉动条件下的夜劳循环次数和阀门开启或关闭时的水

25、击效应。5.2.3.3.3菠去试验试验压强一般应为导管工作正强的1.5倍。导管在设计文件规定的接压拭捡EH.下，不允许渗漏和产生残余变形。液压试捡结束后，导管应及时清洗并用压缩空气吹干或烘干。5.2.3.3.4 气密性试验导管液压试验拴查合格后，方可进有气密性试验。气密睦试验压强应为导管的工作E强。气密性试验检查可以浸在自来水中进行。外廓尺寸较大三试验压强较，提时，允许用涂HE皂液或氢质谱单点拴漏方法进行。5.2.3.3.5 爆破试验通过爆眩试验验证导管的安全裕度，试验压强应不小于设计规定的最小磁坏强。导管进行爆破试验时，应缓慢地充压，达到允许的最提破坏试验压强下，保持2r-.-3min，然后

26、继婆充压直到破坏为止，记录爆眩压强量。10 QJ l016A-98 5.2.3.3.6机构性能试验焊接接头的强度在辑是焊接标准的规定。5.2.3.3.7韶切试验检查管路内表面质量、壁罩变薄量、焊透率，租捍漏等。5.2.3.4 试验类型根据设计需要，导管试娃一般可分为鉴定试验、封检拭捡和验收试验。5.2.3.4.1 一般在下列情况下直进行鉴定试验:a. 新研制的导管pb. 首挂投产的导管pc. 设计文件规定时。试验项吕一般包括5.2.3.3的各项内容。5.2.3.4.2 导管的挡栓试验，在同批生产的导管中瞌视抽取，抽栓的次数和数量应符合设计文件的规定。抽拴试捡的要目为5.2.3.3.3,._,5

27、. 2. 3. 3. 7中的内容。5.2.3.4.3 每报导管均应进行捡技武捡，验牧试验曲事吕为5.2.3.3.3和5.2.3.3.4的内容。5.2.3.5 试验后处理5.2.3.5.1 导管试验后密封菌允许有因液压试验和气密性试验后留下的均匀压瘾，压摸深度应不超过0.0但2nnn5忌.2.3.5.2带球形接头的导管，试验后琼头内径的牧缩量应不超过0.6mm。5忌.3曹路系统的装E5.3.1 管路系统的装配按QJ1705A的规定。5.3.2 管路系统中接触1r贵的内表茧的防护层有局部损伤或盟落之处，应采用与原表面相同的表面处理方法进行。外表面的勇部损信或脱落之处，可用与原表E相同的方法进行处理

28、或用符合HG2453握定的醇酸清漆进行补涂。5.3.3 管路系统的螺纹连接部位，要求涂螺纹锁国厌氧段的，在连接前，应将内外螺纹表面启符合GB686规定的丙自搞清洗干净，待干煤后将适量的段均匀涂于外螺纹的表面再进行装配。5.4 曹路系统的栓濡5.4. 1 管路系统既有连接及捍接部位均须进行栓擂，检漏方法一般包括:皂起法、压降法、素质谱1金漏法。具体的检掘方法按QJ1705A和设计文件的规定。5.4.2 在管路系统的栓漏中，若被检查部位撞捕时，应按下列要求排除故璋:a. 管路系统卸压pb. 采用非金霜密封件的连接部位应分解拴查，排除故璋pc. 涂有螺纹锁国厌氧娃的管路连接部位，不允许再次拧紧，应采

29、用专用的松动剂涂浸该部位后分解检查zd. 有拧紧力主E要求的连接部位允许重新拧紧。再次拧紧时，不应超过设计文件规定的拧紧力矩上限道:11 QJ l016A-98 e. 采用其它密封形式的连接部fy，可再次拧紧重新检漏，若奶不合格.m应分解检查。5.4.3 管路系统拴漏中，若导管表富的嚣护层受损伤时，按5.3.2的规定进行处理。5.4.4 拆装管路和工艺接头时，不允许损伤连接件的密封面。5.5 包装5.5.1 管路系统零、部、组样的包装按设计文件的规定。若设计文件未规定时，亦可用符合QB 1017埋定的传羊皮纸包装。5.5.2 管路系统的敞口处应用保护堵盖(晤)封堵并铅封。铅封F目不锈锯丝应符合GB/T4240的规定。5.6 存敖管路系统零、部、组件存放中，不得有水分及其它多余物进入内膛，不先许发生变形、碰娟和j富性等现象。附加说明:本标准由中国航天工业总公司七。八所提出。本标准由中国院天工业总公司第十一研究庚负责起草。本标准主要起草人:秦新华、冯耀辉、马键、张雅堂。本标准主要审查人z萨兆5、徐理顺、曹木元、钱海涵、李城、李铠铭、孙嚼浩、杨正平、崔强、陈庆。12