一种阀门座组件质量控制方法技术

本发明专利技术提供了一种阀门座组件质量控制方法，包括依次实施如下测试：气密检查试验、真空氦质谱检漏试验、气动疲劳寿命试验、环境温度试验、振动试验和液氢试验。本发明专利技术在对阀门座组件应用性能进行各种工况、环境的模拟测试的典型实验测试过程中，通过对阀门座组件气密试验、真空试验、寿命试验、环境实验、振动试验和液氢试验技术应用的选择和优化，验证了产品性能参数，设计许用值范围，提升了产品应用的可靠性，促进了产品零件加工工艺的改善和提高，为产品零件在复杂工况环境下满足实际应用要求提供了良好的基础支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种阀门座组件质量控制方法
本专利技术属于焊接
，特别涉及一种阀门座组件质量控制方法。
技术介绍
阀门座组件在航空航天、交通运输、电子通讯工程、国防等工业部门有着重要应用。如图1所示，阀门座组件为两个具有窄深槽的法兰盘与波纹管的钎焊结构件，波纹管位于两相对法兰盘中间，与法兰盘窄深槽钎焊装接。阀门座组件在航空航天中可用于运载火箭的动力系统(氢氧发动机)输送液氧和液氢的管路中，也就是说阀门座组件应用工况复杂，需要长期接触液氧和液氢，承受超低温和交变载荷。由于阀门座组件在液氢和液氧传输中的关键作用，阀门座组件钎缝及密封性能质量对运载火箭发射的成功与否起到至关重要的作用。然而，现有技术中对密封构件的测试普遍在常温下进行，由于测试环境与工况使用环境相差较大，不能满足对特殊环境下使用的阀门座组件的测试要求，不能保证特殊环境下使用时阀门座组件的焊接质量一致性和稳定性。另外，由于在阀门座组件的测试工艺中，存在着测试覆盖性问题，因此，保证试验工艺流程设中冗余设计是影响阀门座组件性能质量的关键过程。为此，针对应用于低温且承受交变载荷环境的阀门座组件，有必要提供一种质量控制方法，通过特定试验工艺流程，覆盖阀门座组件所要求的相关性能，保证阀门座组件复杂工况环境中性能质量稳定。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种阀门座组件质量控制方法，适用于阀门座组件复杂工况环境中性能质量的鉴别与控制，能够解决阀门座钎缝及装配工艺在复杂工况环境下性能质量的稳定性和一致性不高的问题，从而完成本专利技术。本专利技术提供了的技术方案如下：一种阀门座组件质量控制方法，包括依次实施如下测试：气密检查试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；真空氦质谱检漏试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中充入示踪气体氦气，监测阀门座组件整体及其钎缝和密封垫处的漏率；气动疲劳寿命试验：将阀门座组件两端密封，在常温下对阀门座组件进行多次频繁通气和放气后，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；环境温度试验：将阀门座组件两端密封后放入热水槽中，向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；振动试验：对阀门座组件在其通道方向上实施振动，振动完成后，将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；液氢试验：将满足气密检查试验的阀门座组件两端密封后放入液氢介质中，由液氢介质中取出后依次进行气密检查试验、真空氦质谱检漏试验、典试件分解检查，其中典试件分解检查用于检测阀门座组件各结构的损伤状况。根据本专利技术提供的一种阀门座组件质量控制方法，具有以下有益效果：(1)在本专利技术典型试验正压气密试验过程中，采用了气体吹除气体过滤器，气体压差等试验保护的优化工艺，提高了工艺稳定性，避免了试验过程的机械损伤，为产品性能质量和试验测试一致性奠定了基础；(2)本专利技术对正压气密和负压真空试验后的阀门座组件，采用主动疲劳寿命寿命试验进一步提升了阀门座组件应用性能可靠性；(3)本专利技术在阀门座组件实验中采用的环境温度试验和振动试验，采用了实际应用环境的冗余设计方法，提高了典型试验的有效性；(4)本专利技术使用液氢试验，提高了典型试验检测覆盖性，确保了实际应用工况包络范围的针对性检测，为阀门座组件的应用提供了关键技术支撑。附图说明图1为阀门座组件结构示意图；图2为阀门座组件气密检查试验示意图；图3为振动试验示意图；图4为液氢试验示意图。具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本专利技术人在阀门座组件工艺研发以及氢氧发动机试验中发现，用于输送液氧和液氢的阀门座组件在低温、高频震动及承受交变载荷的复杂恶劣工况下易产生结构失稳或发生泄漏失效等影响成败的关键问题，因而有必要对阀门座组件的常规气密性、高频次通气冲击后气密性、高温环境下气密性、振动中气密性、以及超低温(液氢)环境下气密性进行检测，以满足特定应用环境的要求。本专利技术提供了一种阀门座组件质量控制方法，包括依次实施如下测试：气密检查试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；真空氦质谱检漏试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中充入示踪气体氦气，监测阀门座组件整体及其钎缝和密封垫处的漏率；气动疲劳寿命试验：将阀门座组件两端密封，在常温下对阀门座组件进行多次频繁通气和放气后，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；环境温度试验：将阀门座组件两端密封后放入热水槽中，向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；振动试验：对阀门座组件在其通道方向上实施振动，振动完成后，将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；液氢试验：将满足气密检查试验的阀门座组件两端密封后放入液氢介质中，由液氢介质中取出后依次进行气密检查试验、真空氦质谱检漏试验、典试件分解检查，其中典试件分解检查用于检测阀门座组件各结构的损伤状况。本专利技术中，气动疲劳寿命试验、环境温度试验和振动试验的三者之间的测试顺序可调。本专利技术中上述检测流程顺序，密封试验从灵敏度低的普通气密试验到氦检漏试验，再到常温气动疲劳寿命试验、环境温度试验、振动试验，再到模拟实际工况的低温液氢试验，按上述流程一方面可逐步筛除不符合最终使用要求的产品，提高检测效率，也可避免直接进行高成本试验(如液氢试验)对生成资源不必要的浪费。在本专利技术中，阀门座组件气密检查试验方法为：将阀门座组件一端与球阀配合，构成阀门座-球阀结构，阀门座-球阀结构两端分别装夹试验工装，试验工装上设置有连通阀门座-球阀结构内腔的管嘴，将通气软管与试验工装上的管嘴连接，然后放入装甲室内，向阀门座-球阀结构内腔中通入阀门座实际工况使用压力3～5倍(如5MPa)的压缩空气，保压3～5min，监测阀门座组件钎缝和密封垫的密封性，不允许有泄漏。如图2所示，试验工装包括两个封闭阀门座-球阀结构两端的盖板，盖板上安装用于连通通气软管与封闭阀门座-球阀结构内腔的管嘴。其中，球阀为经检验符合设计要求的球阀，用于辅助阀门座组件质量控制。阀门座组件上的密封垫位于阀门座组件与球阀连接密封处。气密检查试验之前，还包括采用干燥气体(如压缩空气或氮气)对阀门座-球阀结构进行吹除，吹除压力为阀门座实际工况使用压力的3～5倍(如5MPa)，吹除时间2～10min，用过滤孔径不大于10μm的过滤器对管路气体进行收集，分解过滤器后用20～30倍的显微镜检查滤膜，无杂质后方可进行气密检查试验，以防止阀门座组件密封面划伤及产生多余物。在本专利技术中，真空氦质谱检漏试验的方法为：将阀门座-球阀结构两端分别装夹试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阀门座组件质量控制方法，其特征在于，包括依次实施如下测试：/n气密检查试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；/n真空氦质谱检漏试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中充入示踪气体氦气，监测阀门座组件整体及其钎缝和密封垫处的漏率；/n气动疲劳寿命试验：将阀门座组件两端密封，在常温下对阀门座组件进行多次频繁通气和放气后，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；/n环境温度试验：将阀门座组件两端密封后放入热水槽中，向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；/n振动试验：对阀门座组件在其通道方向上实施振动，振动完成后，将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；/n液氢试验：将满足气密检查试验的阀门座组件两端密封后放入液氢介质中，由液氢介质中取出后依次进行气密检查试验、真空氦质谱检漏试验、典试件分解检查，其中典试件分解检查用于检测阀门座组件各结构的损伤状况。/n

【技术特征摘要】
1.一种阀门座组件质量控制方法，其特征在于，包括依次实施如下测试：
气密检查试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；
真空氦质谱检漏试验：将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中充入示踪气体氦气，监测阀门座组件整体及其钎缝和密封垫处的漏率；
气动疲劳寿命试验：将阀门座组件两端密封，在常温下对阀门座组件进行多次频繁通气和放气后，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；
环境温度试验：将阀门座组件两端密封后放入热水槽中，向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；
振动试验：对阀门座组件在其通道方向上实施振动，振动完成后，将阀门座组件两端密封，在常温下向阀门座组件中通入高压气体，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性；
液氢试验：将满足气密检查试验的阀门座组件两端密封后放入液氢介质中，由液氢介质中取出后依次进行气密检查试验、真空氦质谱检漏试验、典试件分解检查，其中典试件分解检查用于检测阀门座组件各结构的损伤状况。


2.根据权利要求1所述的质量控制方法，其特征在于，阀门座组件气密检查试验方法为：将阀门座组件一端与球阀配合，构成阀门座-球阀结构，阀门座-球阀结构两端分别装夹试验工装，试验工装上设置有连通阀门座-球阀结构内腔的管嘴，将通气软管与试验工装上的管嘴连接，然后放入装甲室内，向阀门座-球阀结构内腔中通入阀门座实际工况使用压力3～5倍的压缩空气，保压3～5min，监测阀门座组件钎缝和密封垫的密封性，不允许有泄漏。


3.根据权利要求2所述的质量控制方法，其特征在于，气密检查试验之前，还包括采用干燥气体对阀门座-球阀结构进行吹除，吹除压力为阀门座实际工况使用压力的3～5倍，吹除时间2～10min，用过滤孔径不大于10μm的过滤器对管路气体进行收集，分解过滤器后用20～30倍的显微镜检查滤膜，无杂质后方可进行气密检查试验。


4.根据权利要求2所述的质量控制方法，其特征在于，真空氦质谱检漏试验的具体方法为：将阀门座-球阀结构两端分别装夹试验工装后，采用示漏气体为0.4～0.6MPa的10％氦气混合气，用真空容器正压法检漏，阀门座组件钎缝漏率不超过1.5×10-8Pa·m3/s。


5.根据权利要求4所述的质量控制方法，其特征在于，采用包敷法检查钎缝及密封垫处的漏率，具体地：在真空容器外将钎缝和密封垫处用白色胶布包敷严实，检测时，随时揭开包敷胶布，实时检测有无漏点存在，在漏点处检测漏率。


6.根据权利要求2所述的质量控制方法，其特征在于，气动疲劳寿命试验的方法为：将阀门座-球阀结构两端分别装夹试验工装，试验工装的管嘴与通气软管连接后，向阀门座-球阀结构内腔中通入阀门座实际工况使用压力3～5倍的压缩空气，球阀打开和关闭按动作一次计算，共动作至少200次，球阀每动作20次后，监测阀门座组件钎缝和密封垫的密封性，监测时间为3～5min，不允许泄漏。


7.根据权利要求6所述的质量控制方法，其特征在于，球阀开关动作前，预通略低于试验压力的气体。


8.根据权利要求2所述的质量控制方法，其特征在于，环境温度试验的方法为：步骤1，将阀门座-球阀结构两端分别装夹试验工装，试验工装的管嘴与通气软管连接后，将阀门座-球阀结构置于50～60℃的热水槽中保持30～40min，不允许热水进入内腔；
步骤2，在热水槽中，向阀门座-球阀结构中通入阀门座实际工况使用压力3～5倍的压缩空气，球阀打开和关闭按动作一次计算，共动作至少5次，监测阀门座组件钎缝和密封垫处的密封性，监测时间不少于3min，不允许泄漏。


9.根据权利要求2所述的质量控制方法，其特征在于，振动试验的方法为：采用夹具将阀门座-球阀结构装于振动台上，使阀门座主通道与振动方向一致，以频率45Hz～55Hz振幅1±0.1mm振动30min，停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：高凤林，杨海鑫，成志富，赵衍华，杜岩峰，孔兆财，高竹青，陈志凯，陈雪莹，康志飞，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11