QJ 3199-2004 固体火箭发动机燃烧室壳体通用规范.pdf
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1、QJ中华人民共和国航天行业标准FL 1337 QJ 31992004 代替 QJ 1413A1995、QJ 14521988、QJ 16561999 固体火箭发动机燃烧室壳体通用规范 General specification for chamber case of solid rocket motor 20040901发布 20041201实施国防科学技术工业委员会发布 QJ 31992004 I前言 本规范代替QJ 1413A1995固体火箭发动机燃烧室壳体旋压件制造验收通用规范、QJ 14521988固体火箭发动机燃烧室金属壳体制造验收通用技术条件和QJ 16561989固体火箭发动机玻
2、璃纤维缠绕燃烧室壳体制造验收通用技术条件 本规范是将QJ 1413A1995、QJ 14521988和QJ 16561989进行合并修订的。本规范与该三项标准相比,主要有以下技术内容的变化: a) 本规范包括用金属材料和纤维缠绕复合材料制造的固体火箭发动机燃烧室壳体,即不仅包括金属壳体和玻璃纤维缠绕壳体,而且包括碳纤维缠绕壳体、有机纤维缠绕壳体等; b) 本规范增加了燃烧室壳体的轴拉试验、外气密性试验等内容。 本规范的附录A为规范性附录。 本规范由中国航天科技集团公司提出。 本规范由中国航天标准化研究所归口。 本规范起草单位:中国航天科技集团公司第四研究院、第八研究院810所。 本规范主要起草
3、人:杜国如、刘乡云、严秀侠、陈辉、赵虎坤。 QJ 1413A1995、QJ 14521988、QJ 16561989分别于1995年5月、1988年4月、1989年1月首次发布,本次为第一次合并修订。 QJ 31992004 1固体火箭发动机燃烧室壳体通用规范 1 范围 本规范规定了固体火箭发动机燃烧室金属材料壳体和纤维缠绕复合材料壳体(以下简称壳体)的要求、质量保证规定和交货准备等。 本规范适用于壳体的研制、生产、检验(或试验)和验收。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。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规范
4、,然而,鼓励根据本规范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规范。 GBn 2231984 铝合金锻件 GB/T 2241987 钢的脱碳层深度测定法 GB/T 2281987 金属材料 室温拉伸试验法 GB/T 25771989 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法 GB/T 26491989 焊接接头机械性能试验取样方法 GB/T 26511989 焊接接头拉伸试验方法 GB/T 26531989 焊接接头弯曲及压扁试验方法 GB/T 33621982 碳纤维复丝拉伸性能检验方法 GJB 831986 高强玻璃纤维纱(S玻璃纤维纱) GJB
5、3481987 芳纶复丝拉伸性能测试方法 浸胶法 GJB 12021991 石棉、二氧化硅/丁腈橡胶9621绝热材料规范 GJB 17181993 电子束焊接规范 GJB 20571994 航天用LY19铝合金锻件规范 GJB 29091997 碳纤维/酚醛丁腈橡胶材料规范 GJB 33231998 航天固体火箭发动机用超高强度钢焊丝规范 GJB 33241998 航天固体火箭发动机用超高强度钢板规范 GJB 33251998 航天固体火箭发动机用超高强度钢锻件规范 QJ 1751993 超高强度钢熔焊通用技术条件 QJ 2621994 钣金冲压件通用技术条件 QJ 500A1998 碳素钢、
6、合金结构钢锻件技术条件 QJ 9161985 固体发动机燃烧室内绝热、衬层材料拉伸试验方法 QJ 9721986 电子束焊接技术条件 QJ 977A1995 非金属材料复验规定 QJ 13671988 固体火箭发动机燃烧室壳体弯曲试验方法 QJ 13681988 固体火箭发动机燃烧室壳体外压试验方法 QJ 31992004 2QJ 1386A1995 金属材料复验规定 QJ 13921988 固体火箭发动机燃烧室壳体内压试验方法 QJ 14121988 固体火箭发动机燃烧室壳体轴压试验方法 QJ 1488A2004 固体火箭发动机燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层通用规范 QJ 1658A1996
7、 固体火箭发动机气密性试验方法 QJ 18421995 结构钢、不锈钢熔焊技术条件 QJ 20391991 固体火箭发动机纤维缠绕燃烧室壳体内压试验方法 QJ 21421991 超高强度钢的热处理 QJ 3197.12004 固体火箭发动机纤维缠绕燃烧室壳体无损探伤方法 第1部分:X射线探伤 QJ 3197.22004 固体火箭发动机纤维缠绕燃烧室壳体无损探伤方法 第2部分:超声波探伤 QJ/Z 1271984 变形铝合金的热处理 JC/T 7771985 预浸纱带拉伸强度试验方法 3 要求 3.1 总则 壳体应符合本规范和相应详细规范规定的所有要求。本规范的要求与详细规范不一致时,应以详细规
8、范为准。 3.2 尺寸 3.2.1 壳体结构尺寸(包括外形尺寸、装配尺寸、接口尺寸等)及形位公差应符合设计文件的要求。 3.2.2 纤维缠绕复合材料壳体的绝热层、人工脱粘层的厚度分布、各部分尺寸和偏差应符合设计文件的规定。 3.3 质量 金属壳体和纤维缠绕复合材料壳体质量、纤维缠绕复合材料壳体中的绝热层、人工脱粘层的质量应符合设计文件的规定。 3.4 颜色 壳体颜色应符合设计文件的有关规定。 3.5 外观质量和加工质量 3.5.1 通用要求 3.5.1.1 壳体的配合面、密封面、定位面、螺纹表面清洁无污,不允许有毛刺、划伤、碰伤、锈蚀等。 3.5.1.2 壳体零、部件的表面粗糙度等技术状态应符
9、合设计文件的规定。 3.5.1.3 壳体各内、外表面不应有目视可见的锈蚀、起皮、结疤、油污(除油封外)和多余物。 3.5.1.4 壳体在内水压检验后,应及时除水、吹干(或烘干),并在配合面、密封面采取防锈措施。 3.5.2 金属壳体 3.5.2.1 金属壳体经内水压检验后,应根据设计文件要求对焊缝进行无损探伤,不允许有裂纹及其它影响使用性能的缺陷,并将探伤结果记入产品证明书。 3.5.2.2 金属壳体经内水压检验后,根据设计文件要求对其全部0级焊缝的内、外表面及外部零件的全部角焊缝进行磁力探伤,不允许有裂纹及其它影响使用性能的缺陷。 3.5.2.3 金属壳体各表面不应有超过设计文件规定的划伤、
10、压痕等缺陷。 3.5.2.4 不得在有损使用性能的金属壳体表面用粉笔、石笔、电笔等做印记。 QJ 31992004 33.5.2.5 金属壳体的喷砂减薄量应符合详细规范的规定。 3.5.2.6 金属壳体热处理时的脱碳层深度应符合设计文件的规定。 3.5.3 纤维缠绕复合材料壳体 3.5.3.1 纤维缠绕复合材料壳体外表面不允许碰伤、划伤,外表面气泡、流胶等,并应符合详细规范的规定。 3.5.3.2 纤维缠绕复合材料壳体的密封面、配合面、对接面、螺纹等不允许有残余胶。金属件不应有影响使用的、在工艺过程中产生的界面腐蚀黑斑。 3.5.3.3 绝热层、人工脱粘层应进行无损检测,不允许有裂纹、不应有超
11、过详细规范规定的缺陷(金属夹渣、气孔、疏松、分层、鼓泡、皱折、凹坑等)。 3.5.3.4 人工脱粘层的盖层、底层不应有超过规定的分层、鼓泡、皱折、凹坑等缺陷。人工脱粘层与绝热层的分离面必须脱开,两表面应平整无多余物。人工脱粘层开口边缘允许修整。 3.5.3.5 纤维缠绕复合材料壳体各粘接面的可见部位不允许有脱粘、气孔、开裂等缺陷。 3.5.3.6 纤维缠绕复合材料壳体在内水压检验后,不得有肉眼可见的纤维断裂、渗漏、金属件松动和其它异常现象。 3.5.3.7 纤维缠绕复合材料壳体经内水压检验后应进行无损检验,壳体各粘接界面应粘结牢固,纤维缠绕复合材料弹性剪切层金属件、绝热层纤维缠绕复合材料、绝热
12、层铝接头、绝热层生片与熟片搭接处、人工脱粘层根部、绝热层之间等各界面不允许有脱粘;纤维缠绕复合材料层间(前后极孔除外)应无分层。将探伤结果记入产品证明书。 3.5.3.8 缠绕用预浸胶带的含胶量(质量百分数)等指标应符合详细规范或设计文件要求。 3.6 标志和代号 产品标志、代号按详细规范或设计文件要求执行。 3.7 材料 3.7.1 金属材料 3.7.1.1 壳体的金属材料应符合相应的标准,入厂或使用前均应按QJ 1386A1995 规定复验。 3.7.1.2 材料机械性能(抗拉强度、延伸率等)应满足设计文件的规定。 3.7.1.3 前后接头及前后裙框采用铝合金锻件时,锻件应符合GB/T 2
13、231984和设计文件的规定;LY19铝合金锻件应符合GJB 20571994的规定;铸铝裙及其它材料应满足相应标准的要求。 3.7.1.4 钢锻件按QJ 500A1998、超高强度钢锻件按GJB 33251998、超高强度钢板按GJB 33241998及设计文件的规定。 3.7.1.5 超高强度钢焊丝技术条件按GJB 33231998的规定。其它材料的焊丝技术条件按有关标准的规定。 3.7.2 非金属材料 3.7.2.1 壳体的非金属材料应符合相应标准的规定。入厂或使用前均应按QJ 977A1995规定复验。 3.7.2.2 高强玻璃纤维应符合GJB 831986的规定;芳纶纤维、碳纤维及其
14、它纤维应符合有关设计文件的规定;基体树脂等原材料及辅助材料应符合相应标准的规定。 3.7.2.3 相互接触的不同非金属材料,应有很好的相容性,不应产生有损材料物理、机械性能的化学反应或渗透。 3.7.2.4 绝热层用石棉、二氧化硅与丁腈橡胶(9621)绝热材料时,绝热层应符合GJB 12021991、QJ 1488A2004和设计文件的规定;碳纤维/酚醛丁腈橡胶(碳毛板)材料应符合GJB 29091997QJ 31992004 4要求。采用三元乙丙橡胶及其它材料时,应符合详细规范的规定。 3.7.2.5 人工脱粘层应符合QJ 1488A2004的规定。 3.8 性能 3.8.1 通用要求 3.
15、8.1.1 壳体的内水压检验压强应满足设计文件的规定;内水压爆破压强应不小于设计值。 3.8.1.2 壳体应满足设计文件的规定的各种外载荷(如轴压、轴拉、弯曲、剪切、外压、联合外载荷等)要求。 3.8.1.3 壳体应满足设计文件规定的停放、吊装、运输、储存、发射、飞行载荷等工作环境的要求。 3.8.2 金属壳体 3.8.2.1 壳体机械性能用与同一台壳体、同一工艺处理的试样进行检验,试样(基体和焊接)机械性能(基体试样的拉伸强度、延伸率;焊接试样的拉伸强度、弯曲角等)应符合设计文件的规定。 3.8.2.2 试样由制造产品的同一炉号、同一批号的板材、锻件或旋压件上制取,焊接接头机械性能试样取样应
16、符合GB/T 26491989的规定,金属拉伸试验试样应符合相应标准的规定,其它试件制作应符合标准和设计文件的规定,试样数量应按设计文件的规定。 3.8.2.3 试样随同壳体进行热处理,试样悬挂位置应按设计文件的规定。 3.8.3 纤维缠绕复合材料壳体 3.8.3.1 缠绕用预浸胶纱带的强力应符合详细规范的规定。 3.8.3.2 绝热层、人工脱粘层、弹性层、碳毛板的物理和机械性能应满足设计文件的规定。 3.8.3.3 各粘接界面的粘接性能应满足设计文件的规定。 3.8.3.4 在内水压检验时,纤维缠绕复合材料壳体的圆柱段最大环向应变不大于设计值。 3.8.3.5 纤维缠绕复合材料壳体必须满足产
17、品内气密性要求。根据预定使用条件要求,壳体还应满足外气密性要求和真空内气密性要求。 3.9 接口 壳体与弹(箭、星)体、点火装置、喷管等的接口应满足设计任务书的要求。 3.10 可靠性 壳体应满足发动机总体的可靠性指标要求。 3.11 环境适应性 壳体的环境适应性应符合详细规范的规定。 3.12 安全性 3.12.1 壳体工序间停放,必须放置在弧形托架上,其支点数量、托架宽度、包角大小应符合设计文件的规定,产品与托架之间应为软接触。 3.12.2 壳体在起吊、翻转、运输时,不得使用前、后接头的各种螺孔、光孔(小型发动机按详细规范的规定);纤维缠绕复合材料壳体接头不应受轴压,裙部受轴拉应小于设计
18、规定值。对电缆支座、裙部、接头及其螺孔等应有适当的保护措施。 3.12.3 在装卸、运输、起吊和试验时,壳体表面不允许有超过设计文件规定的划伤,不允许撞击、猛力敲击。 3.13 工艺 3.13.1 通用要求 3.13.1.1 金属结构件的热处理应满足设计文件的规定。 QJ 31992004 53.13.1.2 壳体喷砂时要保护配合面、密封面、定位面和螺纹等。 3.13.1.3 壳体象限标记、象限线及各象限线偏差应符合设计文件及图样的规定。 3.13.2 金属壳体 3.13.2.1 钣金冲压件按QJ 2621994规定执行。 3.13.2.2 旋压结构件的制造验收按附录A的规定执行。 3.13.
19、2.3 壳体金属件焊接按QJ 18421995、QJ 1751993及GJB 17181993、QJ 9721986规定执行;其它焊接按有关规范执行。 3.13.2.4 壳体热处理按QJ 21421991或相应规范进行,壳体淬火热处理不得超过两次。 3.13.3 纤维缠绕复合材料壳体 3.13.3.1 铝合金件热处理应符合QJ/Z 1271984的规定。 3.13.3.2 纤维缠绕复合材料壳体的固化温度及绝热材料的硫化温度不得超过金属件的时效处理温度。 4 质量保证规定 4.1 总则 除合同或订单中另有规定外,承制方应负责完成本规范规定的所有检验。必要时,订购方或上级鉴定机构有权对本规范所述的
20、任一检验项目进行检查。 所有产品必须符合本规范第3章和第5章的要求。本规范规定的检验应成为承制方整个检验体系或质量大纲的一个组成部分。若任务书中含有本规范未规定的检验要求,承制方还应保证所提交验收的产品符合任务书要求。质量一致性抽样,不允许提交明知有缺陷的产品,也不能要求订购方接收有缺陷的产品。 4.2 检验分类 本规范规定的检验分类如下: a) 鉴定检验; b) 质量一致性检验。 4.3 检验条件 除另有规定外,应按以下条件进行检验: a) 环境条件一般应满足以下要求,当不满足以下要求时,应记录实际条件: 1) 温度1535; 2) 相对湿度2080; 3) 压强为现场大气压。 b) 其他检
21、验条件应符合各个检验项目及相应检验标准的要求。 4.4 鉴定检验 4.4.1 鉴定检验的依据 属于以下情况之一的产品应进行鉴定检验: a) 新研制产品的定型; b) 定型后,主要原材料和重要工艺有变更的产品(进行相应项目的鉴定检验或按订购方和承制方双方的协议执行); c) 转厂或停产三年以上的产品(或按订购方和承制方双方的协议执行)。 4.4.2 检验项目和要求 QJ 31992004 6壳体鉴定检验的项目、要求、顺序、方法等,按表1的规定。当壳体技术状态一致时,鉴定检验前取得的试验数据可作为鉴定数据的一部分参加统计评定。 4.4.3 检验数量 订购方和承制方可根据产品的实际情况,双方协商确定
22、产品的检验数量。 4.4.4 合格判据 壳体鉴定检验的评定可分为性能试验评定和环境试验评定两类。在规定的环境条件下,壳体性能和结构满足设计和使用要求则判为合格。具体评定方法按详细规范的规定。 当一次鉴定检验未通过时,应查清原因,采取相应纠正措施后重新组织鉴定检验,结果满足设计和使用要求,则判为合格,若结果仍不合格,应将不合格情况上报主管部门,由主管部门组织协商处理。 4.5 质量一致性检验 4.5.1 检验项目和要求 质量一致性检验分为A组和B组检验。检验项目、要求和方法按表1的规定。每组检验顺序一般按表1的规定,或由订购方和承制方双方协商确定。 表1 检验项目表 质量一致性检验 序号 检验项
23、目 鉴定检验 A组 B组 要求章条号 检验方法章条号 1 尺寸 3.2 4.6.1 2 质量 3.3 4.6.2 3 颜色 3.4 4.6.3 3.7.1.2 4.6.4.1 金属 壳体 3.8.2.1 4.6.4.14.6.4.3 3.7.1.2 4.6.4.1 3.7.2.2 4.6.4.4 3.8.3.1 4.6.4.5 3.8.3.2 4.6.4.6 4 机 械 性 能 纤维缠绕复合材料壳体 3.8.3.3 4.6.4.7 5 内水压 3.8.1.1 4.6.5 6 内气密性 3.8.3.5 4.6.7 3.5.1 4.6.12.1 3.5.2.3,3.5.2.4 4.6.12.1 3
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