CC BY
12
Секция
«ДВИГАТЕЛИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ И КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ»
УДК 620.165.29:621.45
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ГЕРМЕТИЗАЦИИ НЕПОДВИЖНЫХ РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ
А. Ю. Васянина, П. Ю. Самошкина, Д. А. Ермоленко, А. А. Лобза, В. М. Самошкин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: nassy.jai@gmail.com
Рассматриваются методы герметизации фланцевых соединений для испытаний изделий ракетно-космической техники (РКТ).
Ключевые слова: испытания на прочность и герметичность, уплотнение, метод герметизации.
ANALYSIS OF METHODS SEALING FIXED COMPOUNDS OF TECHNOLOGICAL EQUIPMENT MEANS FOR TESTING PRODUCTS FOR STRENGTH AND TIGHTNESS
A. U. Vasyanina, P. U. Samoshkina, D. A. Ermolenko, A. A. Lobza, V. M. Samoshkin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: nassy.jai@gmail.com
In the paper was reviewed using methods of sealing fixed.
Keywords: testing for strength and tightness, gasket, method of sealing.
Для обеспечения качества и надежности жидкостных ракетных двигателей существует необходимость проверки надежности элементов и систем двигателей. Одним из наиболее важных этапов проверки качества деталей и узлов является проведение испытаний.
Многие элементы ЖРД работают под высоким давлением, также не допускается утечка жидкостей и газов из систем. Для исключения брака и дефектов в условиях производства проводят испытания на прочность и герметичность. Испытания на герметичность производятся с целью обнаружения дефектов изделия, через которые могут проникать газы, пары или жидкости. Испытания на прочность всегда проводятся при большем давлении, чем испытания на герметичность, а также предназначены для того, чтобы подтвердить запас прочности изделия [1].
При постановке на производство жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) со сварными монтажными соединениями при многократном росте рабочих давлений в камерах сгорания испытательные давления некоторых узлов двигателей превышает 100 МПа. Поэтому давление поджима уплотнительного элемента (УЭ) к поверхностям герметизируемого соединения должно быть выше давления запираемой среды. Поджатие УЭ к уплотняемым поверхностям осуществляется различными способами. Наиболее простой - чисто силовой способ, когда предварительное, т. е. до подачи испытательного давления, поджатие УЭ производится с таким усилием,
Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»
чтобы даже после подачи испытательного давления давление на УЭ не опустилось ниже необходимого для герметичного поджатия уровня (для резиновых УЭ достаточно 5-10 % выше испытательного давления). Это, например, фланцевое болтовое соединение трубопроводов через плоскую прокладку. Расчет такого соединения аналогичен расчету болтового соединения под нагрузкой, параллельной осям болтов для условия нераскрытия соединения. Усилие на УЭ от предварительной затяжки может быть настолько большим, что УЭ (прокладка) почти полностью выдавится из-под фланцев [2].
Для предотвращения деформации изделия приходится увеличивать ширину фланцев или колец в местах уплотнения, чтобы избежать соприкосновения фланца (кольца) и изделия или других деталей оснастки (см. рисунок). Необходимо также учитывать радиус перехода Я, который не должен заходить на ровный участок изделия даже при полном обжатии прокладки.
Схема герметизации фланцевого соединения с применением уплотнительной прокладки
При проектировании средств технологического оснащения для испытаний на прочность и герметичность схемой торцевого или радиального уплотнений рекомендуется вместо специальных резиновых уплотнительных колец использовать стандартные уплотнительные кольца круглого сечения. Это способствует снижению стоимости и упрощению их производства [3], так как на предприятии уже имеются пресс-формы для изготовления стандартных уплотнительных колец круглого сечения.
При необходимости применения специальных (нестандартных) уплотнений прямоугольного сечения рекомендуется использовать следующие материалы:
- шнуры резиновые круглого и прямоугольного сечения (до 10 кг/см2 на большие диаметры);
- пластины из резины марки МБС по ГОСТ 7338-90, кольца резиновые круглого сечения по ГОСТ 9833-73 (до 100 кг/см2);
- кольца резиновые круглого сечения, пластины из термоэластопласта ВТП-1В по ТУ 1-595-9-771-2004, пластины из фторопласта-4 по ТУ 6-05-810-88 (свыше 100 кг/см2);
- пластины из резины вакуумной П-9024 по ТУ 38.105-116-81 (на вакуум), на большие диаметры шнуры из резины вакуумной с вулканизацией места стыка по ТУ 38.105-108-76.
При проектировании средств технологического оснащения для испытаний на прочность и герметичность необходимо учитывать множество факторов, влияющих на качество испытаний изделия. Одним из этих факторов является обеспечение надежной герметизации. Методов герметизации и уплотнений множество, но при проектировании необходимо руководствоваться наличием материалов и невысокой стоимости. Обеспечение герметичности является одним из главных условий проведения успешных испытаний изделия.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1
Библиографические ссылки
1. Самошкина П. Ю. Совершенствование методики проектирования приспособлений для испытаний деталей и узлов ракетных двигателей на прочность и герметичность : сб. материалов XX Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем акад. М. Ф. Решетнева : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. Ч. 1.
2. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей / Г. Г. Гахун, В. И. Баулин, В. А. Володин и др. М. : Машиностроение, 1989.
3. Савва Л. Б. Герметизация неподвижных разъемных соединений мягкими уплотнитель-ными элементами на неограниченный диапазон технических давлений // Технология машиностроения. 2002. № 4 (16).
© Васянина А. Ю., Самошкина П. Ю., Ермоленко Д. А., Лобза А. А., Самошкин В. М., 2018
