QJ 1488A-2004 固体火箭发动机燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层通用规范.pdf

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1、QJ中华人民共和国航天行业标准FL 1337 QJ 1488A2004代替 QJ 14881988固体火箭发动机燃烧室绝热层、 衬层、人工脱粘层通用规范 General specification for chamber insulation, liner and stress release boot of solid rocket motor 20040901发布 20041201实施国防科学技术工业委员会发布 QJ 1488A2004 I前言 本规范代替QJ 14881988固体火箭发动机燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层制造验收通用技术 条件。 本规范与QJ 14881988相比，主要有以

2、下技术内容的变化： 标准名称更改为：固体火箭发动机燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层通用规范； 增加了“环境适应性”的要求； 增加了对超出详细规范要求的局部缺陷允许采用厚桨涂料和打孔灌浆等工艺措施进行修复的规定； 增加了设计、质量保证规定、交货准备等内容。 本规范由中国航天科工集团公司提出。 本规范由中国航天标准化研究所归口。 本规范起草单位：中国航天科工集团公司六院四十一所。 本规范主要起草人：高季冠、王晓丽、高文鲜。 本规范于1988年4月首次发布，本次为第一次修订。 QJ 1488A2004 1固体火箭发动机燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层通用规范 1 范围 本规范规定了固体火箭发动机（以下简

3、称发动机）燃烧室绝热层、衬层和人工脱粘层的要求、制造、性能、质量保证规定和交货准备等。 本规范适用于发动机燃烧室内（外）表面绝热层、衬层和人工脱粘层的制造、生产和检验。 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，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。 GB/T 1911990 包装储运图示标志 GB/T 5311999 橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T 678 化学试剂 乙醇（无水乙醇） GB/

4、T 17012001 硬质橡胶拉伸强度和拉断伸长率的测定 GB 1787 航空汽油 GB/T 35112001 硫化橡胶或热塑性橡胶 直接自然气候老化试验方法 GB/T 35122001 硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验 GB/T 6026 工业丙酮 GB/T 12589 化学试剂 乙酸乙酯 GJB 323A1996 烧蚀材料烧蚀试验方法 GJB 4901988 柔性耐烧蚀材料 GJB 12021991 石棉、二氧化硅丁腈橡胶9621绝热材料规范 GJB 13611992 产品装箱缓冲、固定、支撑和防水要求 GJB 29091997 碳纤维/酚醛丁睛橡胶材料规范 GJB 3387

5、1998 火箭发动机术语 QJ 8091994 复合固体推进剂热导率和比热容测定方法 准稳态法 QJ 9161985 固体发动机燃烧室内绝热层、衬层材料拉伸试验方法 QJ 917A1997 复合固体推进剂及衬层、绝热材料的密度测定方法 QJ 14901988 复合固体推进剂线膨胀系数测定方法 QJ 1658A1996 固体火箭发动机气密性试验方法 QJ 2038.1A2004 固体火箭发动机燃烧室界面粘接强度测试方法 矩形试件扯离法 QJ 2038.21991 固体火箭发动机燃烧室界面粘结强度测试方法 剪切法 QJ 22751992 复合固体推进剂比热容测定方法 QJ 28501996 航天产

6、品多余物预防和控制 QJ 1488A2004 23 要求 3.1 总则 燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层应符合本规范和相应详细规范的所有要求。本规范的要求与详细规范不一致时，应以详细规范为准。 3.2 设计 燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层的设计，应符合设计任务书的要求和有关标准及法规的规定。 3.3 制造 3.3.1 材料 3.3.1.1 燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层常用材料及其主要性能指标见表1。 表1 常用材料及主要性能 名 称 拉伸强度 MPa 伸长率 % 密度 g/cm3烧蚀率 mm/s 执行标准 丁腈酚醛石棉软片（5-） 7.8 8 1.55 0.18 相关标准 丁腈酚醛碳纤维软片（

7、碳毛板） 9.8 1.5 1.30 0.06 GJB 29091997柔性耐烧蚀材料（SL75） 2.5 30 1.37 0.05 0.22 GJB 4901988 石棉、二氧化硅丁腈橡胶9621绝热材料 （9621） 4 200 1.26 0.18 GJB 12021991三元乙丙橡胶 4 200 1.1 0.1 丁羟橡胶 6.0 200 1.26 0.20 1 150 1.5 衬层 1.2 200 1.5 注1：表中的烧蚀率是指氧乙炔线烧蚀率。 相关标准 3.3.1.2 制造燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层的原材料、胶粘剂应在该材料的使用有效期内，同时带有符合指标要求的质量证明文件，并按下列

8、要求复验和测试： a) 对外观和性能进行复验，经复验合格后方可使用。当复验不合格时，应取双倍试样复验不合格项，再不合格（一次性）则报废。过期的原材料若外观和性能复验合格，允许使用。 b) 材料性能测试项目见表2。表2中，序号14项性能应能满足相应材料标准的指标要求，序号 59项性能作为设计参考值提供。 表2 材料性能测试项目 序号 材料性能测试项目 序号 材料性能测试项目 1 密 度 g/cm36 热导率 W/（mK） 2 线烧蚀率 mm/s 7 线膨胀系数 -13 扯离强度 MPa 8 比热容 J/（kgK） 4 伸长率 % 9 抗老化性 5 硬度 3.3.2 制造的一般要求 3.3.2.1

9、 燃烧室壳体经进厂复验合格后方可进行绝热层或衬层制造。 3.3.2.2 绝热层、衬层、人工脱粘层的制造应按相关的工艺文件执行。 3.3.2.3 采用手工贴片制作绝热层和人工脱粘层时，在片与片连接处应采用斜切口搭接形式，搭接缝应QJ 1488A2004 3相互错开。 3.3.2.4 在涂敷衬层后，到浇注推进剂前，产品所处环境温度和相对湿度及停留时间应符合详细规范的规定。 3.3.3 表面处理 3.3.3.1 按以下要求，将表面用溶剂清洗干净： a) 金属表面用航空汽油（GB 1787）； b) 非金属表面用乙酸乙酯（GB/T 12589）或工业丙酮（GB/T 6026）或乙醇（GB/T 678）

10、。 3.3.3.2 粘贴（或喷涂）绝热层和涂敷衬层前，按以下工艺处理粘结表面： a) 金属燃烧室壳体的粘结面进行喷砂处理； b) 粘贴外绝热层的纤维缠绕燃烧室壳体外表面用砂纸打磨； c) 纤维缠绕燃烧室绝热层内表面用砂纸或盘式砂光机打磨； d) 金属壳体绝热层内表面用溶剂清洗； e) 喷砂或打磨后，用出口压强不大于0.8MPa的干燥压缩空气吹净残留在粘结面上的粉尘、脱模剂等多余物，并用非金属用溶剂清洗粘结表面。 3.3.4 修复 当绝热层、衬层、人工脱粘层有超出详细规范规定的局部缺陷和其它质量问题时，允许采用涂敷厚浆涂料、灌浆、打孔灌浆、局部修补等工艺措施进行修复，并应符合下列规定： a) 修

11、补用的材料性能应与绝热层、人工脱粘层材料性能基本一致，或按详细规范的规定； b) 在燃烧室距开口边缘一定区域（由详细规范规定）内，不允许采用局部修补的方法修复脱粘区； c) 修复的位置、面积、厚度、数量等应按详细规范的规定； d) 采取修复措施需要加温固化时，不允许超过三次。 3.3.5 防护 3.3.5.1 产品在生产制造过程中要防锈蚀、污染和粉尘。 3.3.5.2 生产过程中应始终保持产品粘接面的清洁、干燥。不允许粘接面被污染、附着水汽和其它多余物。多余物的控制按QJ 28501996的规定。产品的非工作面不允许残留绝热层、衬层的料浆、胶粘剂。 3.3.5.3 在燃烧室壳体表面上不允许用有

12、腐蚀作用的物品刻画、涂写；不允许损伤燃烧室壳体表面，特别是密封面、配合面和螺纹。 3.3.5.4 产品在工序转移过程中，当环境温度剧变、湿度剧升时，应采取保温、防湿措施。 3.4 性能 3.4.1 试样 绝热层、衬层、人工脱粘层的性能通过材料性能试样和界面粘接性能试样进行检测。 3.4.2 材料性能试样 3.4.2.1 提供制作试样的材料应与制作燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层是相同配方、相同批次的材料，并经历相同的工艺历程或相近的条件。 3.4.2.2 对应于表2中的14项性能，大型发动机每发均应携带性能试样，小型发动机每一批次发动机携带一次试样。对应于表2中的59项性能，每一批次发动机或每一

13、批次材料携带一次试样 。中型发动机携带试样可根据发动机直径大小、用途和本身的特性，参照大型发动机或小型发动机的规定执行。 QJ 1488A2004 43.4.3 界面粘接性能试样 3.4.3.1 提供制作试样的材料以及相关的其它材料，应与制作燃烧室绝热层、衬层、人工脱粘层以及相邻材料是相同配方、相同批次的材料，并使用相同配方的胶粘剂，经历相同的工艺历程或相近的条件。金属材料壳体试样一般采用钢材；纤维缠绕壳体试样允许用相应纤维材料制作的平板代替，平板试样的尺寸、规格、厚度、数量和制作工艺等按详细规范的规定。 3.4.3.2 大型发动机每发均应携带试样，小型发动机每一批次发动机携带一次试样。中型发

14、动机携带试样可根据发动机直径大小、用途和本身的特性，参照大型发动机或小型发动机的规定执行。 3.4.3.3 测试扯离强度的试样一般按以下状态的规定： a) 壳体材料绝热层壳体材料； b) 壳体材料绝热层衬层推进剂衬层绝热层壳体材料。 3.4.3.4 测试剪切强度的试样一般按以下状态的规定： a) 壳体材料绝热层壳体材料； b) 壳体材料衬层壳体材料。 3.4.3.5 试样界面粘接性能的扯离强度或剪切强度应符合详细规范的规定。 3.4.4 相容性 绝热层、衬层、人工脱粘层与相邻材料以及与胶粘剂之间应具有化学相容性。 3.5 表面质量 3.5.1 固化后的绝热层应符合以下要求： a) 不允许有裂纹

15、、缺料和疏松等缺陷； b) 表面皱褶、压痕、鼓泡、凹坑和划伤等缺陷应符合详细规范的规定； c) 厚度变化的部位应圆滑过渡。 3.5.2 固化后的人工脱粘层应符合以下要求： a) 盖层与底层不应粘结的部位不允许相互粘结； b) 在人工脱粘的夹缝内不允许有多余物； c) 其它应符合3.5.1的要求。 3.5.3 衬层应符合以下要求： a) 衬层表面应平整、均匀，不应有多余物； b) 鼓泡、凹坑、缺料、流挂、堆积和刮伤等缺陷应符合详细规范的规定。 3.6 界面粘接质量 绝热层、衬层、人工脱粘层界面粘接质量应符合以下要求： a) 绝热层、人工脱粘层自身或层间不允许出现分层、脱粘； b) 绝热层与燃烧室

16、壳体之间应粘接牢固，燃烧室距前、后开口边缘一定范围内不允许脱粘，该范围应符合详细规范的规定； c) 在燃烧室壳体前封头、筒段、后封头三个区域中，根据不同类型的产品，允许脱粘的总面积、每个区域中脱粘的个数、单个脱粘的最大面积以及相邻两个脱粘区边缘的最小距离应符合详细规范的规定； d) 衬层与绝热层、人工脱粘层的盖层以及与药柱之间应粘接牢固，不允许脱粘； e) 人工脱粘层根部，不允许有裂纹和脱粘。 QJ 1488A2004 53.7 气密性 纤维缠绕壳体绝热层随壳体固化后应进行气密性检查，不允许有漏气现象。 3.8 环境适应性 3.8.1 固化 绝热层、衬层、人工脱粘层经固化和硫化后，界面粘接质量

17、应符合3.6要求，固化、硫化条件和参数按详细规范的规定。 3.8.2 使用 3.8.2.1 绝热层、衬层、人工脱粘层经发动机（或燃烧室）振动、冲击、过载、温度和气动加热环境作用后，界面粘接质量应符合3.6的要求，环境条件和参数按详细规范的规定。 3.8.2.2 绝热层在发动机工作全过程的高温、高压燃气作用下，应能有效阻止燃烧室壳体过热失强破坏。温度、压强和时间等参数按详细规范的规定。 3.8.3 运输 绝热层、衬层、人工脱粘层经发动机（或燃烧室）公路和铁路运输后，界面粘接质量应符合3.6的要求，运输条件和参数按详细规范的规定。 3.8.4 贮存 绝热层、衬层、人工脱粘层经发动机（或燃烧室）贮存

18、后，界面粘接质量应符合3.6的要求，贮存条件按详细规范的规定。 3.9 尺寸 3.9.1 绝热层、衬层、人工脱粘层的结构尺寸及偏差应符合详细规范的规定。 3.9.2 衬层的厚度及偏差允许用等效的质量及偏差代替。等效质量及偏差按公式（1）、（2）计算： m =Aitl l /1000（1） m =mtl /tl（2） 公式（1）、（2）中 ： m 等效质量，单位为千克（kg）； Ai绝热层（含人工脱粘层的盖层）内表面面积，单位为平方厘米（cm2）； tl衬层厚度，单位为厘米（cm）； l衬层密度，单位为克每立方厘米（g/cm3）。 m 等效质量偏差，单位为千克（kg）； tl 衬层厚度偏差，单位

19、为厘米（cm）。 3.10 质量 绝热层、衬层、人工脱粘层的质量应符合详细规范的规定。 3.11 安全性 3.11.1 施工现场不允许有明火。 3.11.2 有机溶剂用毕后应及时存放到安全场所。 3.11.3 施工现场应采取通风措施。 3.11.4 产品在起吊、停放、滚转和运输过程中的安全性应符合详细规范的规定。 4 质量保证规定 4.1 通则 QJ 1488A2004 6除协议或合同另有规定外，承制方应负责完成本规范规定的所有检验。必要时，定购方或上级鉴定机构有权对本规范所述的任一检验项目进行抽检。 所有产品必须符合本规范第3章和第4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保

20、证大纲的一个组成部分。若协议或合同中具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协议或合同要求。 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 检验项目的检验条件按相关检验规程或详细规范的规定。 4.4 鉴定检验 4.4.1 检验依据 产品属于以下情况之一应进行鉴定检验： a) 新研制产品的定型； b) 定型或定型后，绝热层、衬层、人工脱粘层主要原材料和重要工艺有变更的产品； c) 转厂或停产三年以上的产品。 4.4.2 检验要求 鉴定检验的项目、顺序、要求、检验方法和数量等见表3或按详细规范的规定。 表3 鉴定检验

21、项目表 数 量 序号 检验项目 要求章条号检验方法章条号小型发动机 大型发动机 1 密 度 2 线烧蚀率 3 扯离强度 4 伸长率 每一批次发动机 携带一次试样 每台发动机 均携带试样 5 硬度 6 热导率 7 线膨胀系数 8 比热容 9 材 料 性 能 抗老化性 3.3.1.2 b）4.6.1 每一批次发动机或 每一批材料携带一次试样 10 界面粘接性能 3.4.3.5 4.6.2 每一批次发动机 携带一次试样 每台发动机 均携带试样 11 表面质量 3.5 4.6.3 12 界面粘接质量 3.6 4.6.4 13 气密性 3.7 4.6.5 每台燃烧室 14 环境适应性 3.8 4.6.4

22、 随发动机(或燃烧室)考核数量进行 15 尺寸 3.9.1 4.6.6 16 质量 3.10 4.6.7 每台燃烧室 注1：中型发动机的鉴定检验除携带材料性能试样数量按3.4.2.2的要求外，其余按表3的要求。 QJ 1488A2004 74.4.3 合格判据 鉴定检验结果符合表3所列各项检验的要求，则判为合格。当一次鉴定未通过时，允许查清原因，采取有效措施重新组织鉴定检验。如再次未通过，则判为不合格。 4.5 质量一致性检验 4.5.1 检验依据 绝热层、衬层、人工脱粘层通过鉴定检验后，在批生产中应进行质量一致性检验。 4.5.2 检验要求 质量一致性检验的项目、要求、检验方法和数量等按表4

23、或按详细规范的规定。 表4 质量一致性检验项目表 组 别 数 量 序号 检验项目 A组 B组要求章条号检验方法章条号小型发动机 大型发动机 1 密 度 2 线烧蚀率 3 扯离强度 4 伸长率 每一批次发动机携带一次试样 每台发动机均携带试样 5 硬度 6 热导率 7 线膨胀系数 8 比热容 9 材 料 性 能 抗老化性 3.3.1.2.b）4.6.1 每一批次发动机或 每一批材料携带一次试样 10 界面粘接性能 3.4.3.5 4.6.2 每一批发动机 携带一次试样 每台发动机 均携带试样 11 表面质量 3.5 4.6.3 12 界面粘接质量 3.6 4.6.4 13 气密性 3.7 4.6

24、.5 14 尺寸 3.9.1 4.6.6 15 质量 3.10 4.6.7 每台燃烧室 注1：要求做的项目； 不做的项目。 注2：中型发动机的质量一致性检验除携带材料性能试样数量按3.4.2.2的要求，其余按表4的要求。 注3：产品组批规则、产品缺陷分类等要求按详细规范的规定。 4.5.3 合格判据 质量一次性检验结果符合表4所列各项检验的要求，则判为合格；检验结果不满足要求时，允许按3.3.4要求对产品进行修复，并重新检验。 4.6 检验方法 QJ 1488A2004 84.6.1 材料性能 材料性能检验按下列要求： a) 密度测试方法按QJ 917A1997的规定； b) 线烧蚀率测试方法

25、按GJB 323A1996的规定； c) 拉伸强度测试方法按QJ 9161985的规定； d) 伸长率测试方法按GB/T 17012001的规定； e) 硬度测试方法按GB/T 5311999的规定； f) 热导率测试方法按QJ 8091994的规定； g) 线膨胀系数测试方法按QJ 14901988的规定； h) 比热容测试方法按QJ 22751992的规定； i) 抗老化性测试方法按GB/T 35112001和GB/T 35122001的规定。 4.6.2 界面粘接性能 4.6.2.1 界面粘接性能扯离强度测试方法按QJ 2038.1A2004的规定。 4.6.2.2 剪切强度测试方法按Q

26、J 2038.21991的规定进行。 4.6.3 表面质量 用目视，必要时用放大镜或内窥镜检查产品的表面状态和颜色。 4.6.4 界面粘结质量 使用超声波探伤仪、X射线等无损探伤设备检查粘接界面质量，探伤要求按相关标准执行。 4.6.5 气密性 纤维缠绕绝热壳体气密性检查按QJ 1658A1996的规定。 4.6.6 尺寸 采用符合详细规范规定的量具或设备对尺寸进行检验。 4.6.7 质量 采用符合详细规范规定的衡器或设备称量质量。 5 交货准备 5.1 包装 已经绝热或涂敷衬层的燃烧室壳体需要包装时按以下要求执行： a) 包装应符合科学、经济、牢固、使用方便的原则，做到包装紧凑、防护周密、安

27、全可靠。在正常的装卸、贮运条件下，应保证产品自承制方发货之日起，到预定贮运期内不因包装不善而产生锈蚀、霉变、残损、失效等现象。 b) 对产品做好有关防护及内包装后方可进行外包装。 c) 包装作业的工作环境应清洁、干燥，无有害介质，具有良好的光线和通风条件，并采取防尘措施。 d) 包装作业的任何工序不允许破坏产品的密封面和外观质量。 e) 包装材料和包装容器应保持干燥、整洁，对产品无腐蚀作用及其它有害影响。 5.2 装箱 产品装箱时按以下要求： a) 产品装入包装箱中应使其重心位置居中，并按GJB 13611992的要求采取缓冲、固定、支撑、 防水等防护措施，同时使产品与包装箱内壁保持一定的距离

28、； QJ 1488A2004 9b) 包装箱内垫料应干燥、柔软，不易疲劳、发霉等； c) 随箱文件（装箱清单、产品证明书或合格证）应齐全，随箱的随机试样（材料和界面粘接性能试样）单独包装后再装箱。 5.3 运输和贮存 产品的运输和贮存按以下要求： a) 长途运输一般采用铁路或公路运输方式； b) 包装后产品应严格遵守防火、防湿、防晒、防翻滚等安全、防护要求； c) 产品的发运由承制方负责执行； d) 贮存库房应通风良好，其环境应符合详细规范的规定。 5.4 标志 包装箱上的标志应包括下列内容： a) 吊装、运输、存放的安全、防护标志（按GB/T 1911990或详细规范的规定）； b) 产品代

29、号（或编号）； c) 包装箱号； d) 总重量（含包装箱）； e) 箱体尺寸（长宽高）； f) 装箱日期； g) 发站（港）名和发货单位（人）； h) 到站（港）名和收货单位（人）。 6 说明事项 6.1 术语和定义 GJB 33871998确立的以及下列术语和定义适用于本规范。 6.1.1 外绝热层 external insulation 粘附在发动机燃烧室壳体外表面的绝热层。 6.1.2 内绝热层 insulation 粘附在发动机燃烧室壳体内表面的绝热层。 6.1.3 人工脱粘层 stress release boot 释放药柱应力的人造夹缝结构层，一般由底层、盖层和脱层等组成。 6.1

30、.4 脱层 delamination 使人工脱粘层底层和盖层不粘连的夹缝层。 6.1.5 灌浆 paste pouring 用灌浆材料对燃烧室绝热层前、后开口边缘以及人工脱粘层根部等脱粘部位进行充填修复的措施。 QJ 1488A2004 106.1.6 打孔灌浆 drilling and paste pouring 在绝热结构脱粘区域的绝热层上打孔，通过该孔用灌浆材料对脱粘区进行充填修复，并用绝热材料堵塞该孔的措施。 6.1.7 厚浆涂料 thick paste painting 用于对绝热层表面凹坑、缺料等缺陷进行涂敷修复，并与绝热层材料性能相当的材料。 6.1.8 局部修补 local repair 对绝热层表面凹坑、缺料、疏松以及人工脱粘层盖层局部缺料、断裂等缺陷，采用经硫化的绝热层或人工脱粘层材料制作的补丁材料，采用粘贴或粘贴辅助缝制的方法对缺陷进行修复的一种措施。 QJ 1488A2004 11中华人民共和国航天行业标准 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 1488A2004 * 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 北京航标印务中心印刷 中国航天标准化研究所发行 版权专有 不得翻印 * 2004年12月出版 定价：13.00元 QJ 1488A2004