Введение к работе
Актуальность работа. В условиях рыночной экономики о особой остротой встает задачи экономии материалов, повышения качества я надоішости изделий, спиагания трудоемкости а себестоимости их изготовления и ремонта. При рошений етих задач больиая роль прлнадлеиит вопросом совершен-ствовапил технологии и организации ремонта.
В полной мере эти требования времени относятся и к авиационному огрогатостроепнл в связи с дальнейшим ростом перевозок па самолагах Ип-76 , Ил-86 , Ту-154 , Ш(-42 и внодренио в гражданскую ивиация самолетов нового поколеная: Ил-96-SOO, Гу-204 и др. В частности такие требования относятся к топлооОмошшм аппаратам, обеспечивающим работоспособность систем кондиционирования воздуха, Еязпедоятельность экипажа и пассажиров.
В системе кондициошфоваяия воздуха' (СКВ) летатольннх аппаратов применяются воздухо-воздушшо радиатора (ВВР), пзготовлошыэ из нерзавэюзп сталол, лнбо кз алштшевах, мэдшх, титановых и никелоных сплавов. Для большинство ВВР отсутствует методу пх ромонта. ВВР по внешним воздействиям
ПОХОДЯТОЯ В ОЧЄІП. СЛОЯШХ УСЛОВИЯХ. ЧЗСТЫЭ топлосмэнн,
вибращгошшэ погрузил и перепада давления иояду полостями продувочного и охлаадаемого воздуха о одной сторона,а так н> тонкостенная и гэсткая конструкция ВВР, с другой, приводят к тому, что они часто но нарабатывает гарантийный ресурс, вследствие появления трещин, свищей, которые приводят к нарушению геряетнчности» т. е. к уточке воздуха в атмосферу через песплошости материала в корпусе или к паретекагаго воздуха из полости охлавдаомого воздуха в полость продувочного. Откьаавиио ВВР подлежат замене на исправнно, что вызывает рост материальных и финансовых расходов па эксплуатацию самолетного napta из-за простоев воздушных судов, дополнительного расхода запасных агрегатов и трудовых ресурсов. Вопросач повышения надотшости п долговечности авиацяонгая. теплообменников из наиболее
_ 4 -
распространивший материалов: стали І2ХІ8Ш0Т и латуни Л63 посвящена данная работа.
Цель работы. Целью работы является анализ и обоснование причин разрушения наиболее распространненных конструкции авиационных теплообменников из стали І2ХІ8Ш0Т и латуни Л63, выявление технологических факторов, влияпцих на повышение надежности BBF, с последущей разработкой технологической инструкции по ремонту ВВР, которые ранее были не ремонтопригодш, что долзшо обеспечить более высокую надежность в долговечность изделии в вксплуатации.
Методы исследования.Результат» исследований получены с
применением металлографического анализа, о помощью
оптического микроскопа TBJCKAH-IO0 СХ в реювде скани
рования. В работа использовались метода статистического
анализа для обработки отказов радиаторов в системах
иондавдонирования воздуха Ту-Зб4В, Ил-76.
МикрорештеноспэктральЕЫй анализ выполнялся на приставке
IIKK, которой снабжен електронний микросісоп ТЕМСНАН-ІОО СХ.
Измерение твердости производилось на микротвердомере
ШГ-4.Применялся дафрактометр ДРОН-ЗН для измерения
макровапряжввиЯ сварных швов теплообменников.В работе так же
яспользоваяиоь усталостные испытания ;Ца мапштно-
резонавеноы стенда II-IOO, различнее вида механических и
коррозионных испытания. Для. измерения твердости, плотности,
электросопротивления материала Л63 DBP 22I7T использовался
вихрэтоковна структуроскрп. . -, :;
Научная новизна работы. В исследуемую області! анавиЛ
автор вносит принципиально новый подход к классификации ВЕР:
ваш pane они считались издэхшшп нереионтопригодными, то
теперь благодаря! теоретшэшом и шеперишнтальным
разрабрткам автора» ВВР 4487ATf Б4ШТ; 9217$ стала
ремонтопригодными, с повышенной надежностью и акешомичностьв
их в вксглуатвиди. Всесторонне исследованы причины и
механизм разрупэния сальных в латунных воздухе-; воздушных
радиаторов из материалов І2Н8Ш0Т и лбЗ. Установлено, что
при Ті/с - {0,& повторная подварка , предусмотренная
технологией приводит к Ликвации ті по границам зерен.
Показано,что для стальних радиаторов необходимо, чтобы
релаксация технологических напряжений проходила с возмоішо большей интенсивностьи. Установлено, что с увеличением времени вылеживания в условиях складирования после изготовления от О до 12 месяцев средняя наработка возрастает на 834 летних часов и что плотность и интенсивность распределения отказов имеют тондопцию к сникению в зависимости от возрастания времени вылеяивания.
Выявлены закономерности появлопил отказов ВВР 4487AT, 6435-01, 22I7T, систем кондиционирования самолетов типа ТУ-ІБ4Б, Ту-154М, Ил-76, полученные на осново анализа статистики, позволяйте планировать проведение восстановительных работ.
Отработана режимы отжигов радиаторов из стали І2ХІ8ІПОТ по результатам усталостных испытания и из латуни Л63, исходя из механизма разрушения.
Отработан оптимальний режим упрочнения боковин и сварных шзов па киброустановко М6365-205 для стальных радиаторов, позволяющий увеличить предел выносливости и число циклов до разрушения.
Было установлено, что в результате вылехиванил в условиях складирования ВВР из латуни Л63 релаксации паггряжопий в них ив происходит,. Автором было установлено, что после вылеживания их сроком до 4 месяцев в материале изделий наблюдается изменение параметров величин плотности, твердости, электросопротивления, что связывается с дисперсионным твердением. Таким образом, отработаны сроки предупредителышх отжигов (до 4 месяцев после изготовления ВВР) с целью предотвращения начала образования трещин.
Практическая ценность I. Благодаря исследованию причин механизма разрушения стали І2ХІ8ІП0Т первичных ВВР показано, что в существуицеь. технологии изготовления имеется существенные недоработки (так повторные подварки могут приводить к ликвация титана по границам зереп).
-
Для предотвращения ликвации необходима дательная проверка химического состава маториала на содержание углерода, введенная в технологию.
-
Разработан восетапоштелышп ромопт стальных и латунных
BBP.
-
Рекомендованы припои для ремонта данных теплообменников.
-
Отработаны режимы отжигов для восстановления свойств стальных и латунных радиаторов на основании усталостных испытаний и механизмов разрушения материалов.
-
Разработана методика перевода ВВР из класса неремонтопригодных в класс ремонтируемых.
-
Разработана и внедрена в производство инструкция по ремонту стальных и латунных ВВР мотодом пайки , сварки и отпита.
На защиту вшюсится I .Закономерности появления отказов ВВР 4487 ЛТ, 6435-01,2217 Г систем кондиционирования воздуха самолетов ТУ-154 Б, ТУ-154 М и ИЛ-76, выявленные на основе анализа статистики, появолявдиэ планировать проведение ремонтно- восстановительных работ.
2. методика обоснования перевода ВВР из класса
невосстгчавливаешх в класс восстанавливаемых изделий па
примере двух типов теплоагрегатов : пластинчата- ребристых и
кожухо- трубных.
-
Результаты експериментальних лабораторных исследований по выявление причин и механизмов преждевременного разрушения радиаторов из стали І2ХІРЧ1ОТ и латуни Л63.
-
Результаты усталостных испытаний для стальных радиаторов, на основании которых отработаны режимы отжигов а оптимальный режим упрочнения радиаторов.
Б, Результаты, подтверадащиэ наличие механизма разрушения в а латуни по типу образования концентрационных гон, в которих происходят преврецония в твердом состоянии. Результаты, подтверждавдие, что а-латуни не происходит релаксации остаточных напряжений при вылеживании. Режимы отжигов, но основании сделанных выводов, необходимые для ремонтно-восстанрвитчлышх работ ВВР 2217 Т.
-
Основные положения технологической инструкции so ремонту ВВР пайкой-, сваркой п отжигом, созданной ев основе теоретических и экспериментальных исследований по методика автора, апробация ее в авиаремонтном предприятии.
-
Результаты подконтрольной вкоплуаташш.
Реализация работа. Результаты диссертационной работы
послужили основанием для разраОоткн инструкции по ремонту ствлышх я латунных ВВР методом пайки, сварки и отжига. Инструккия внэдрэпа на авиаремонтном заводе ГА,в ВВС. Результата диссертациопной раборгн впедрени в учебном процессе п виде лабораторной работа и методических рекомендациях к работе.
Апробация работа. Основшо результата диссертационной работы докладывались и обсувдались:
- на научно практических семинарах на кафедре н РЛА и
АД (МИИГА, 1989-90 Г.);
- на Всесоюзной научно-технической конференции "Научно-
технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта
ПЛОТА, 1990 г.); '
- на научно- техническом соминаре "Йетодн восстаиовления
изношенных деталей AT на заводвх ГА" (ВДНХ,1990 г.);
на внутривузовской научно-технической конференции "Обеспечение безопасности полетов и экономичности эксплуатации воздушного транспорта" (МЩГА,1991 г.)
на научно-техничееском семинаре "Сварка и пайка в производстве радиоэлектронной аппаратуры и приборов (ШШТЗ,1991 г.):
- на научно-техническом семинаре "изготовление теплообмегаюй
аппаратуры" (ЦРДЗ, 1993 г.).
Публикации. По тоне диссертации опубликовано 12 паучннх раОот.Разработшш два отрасугесмх рационализаторских предложения.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и приложения. Работа изложена па 165 страницах.содержит 53 рисунка, 35 таблиц , 7 страниц приложения и список литературы из ТОЙ наименований.
