Джур Е.А.;Вдовин С.И.;Кучма Л.Д.;Найденов В.А.;Николенко Е.Ю.

Технология производства космических ракет

Издательство ДГУ 1992

Наш адрес: ruzhany@narod.ru

   

ГЛАВА 2
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ
И ОТСЕКОВ

По конструктивному выполнению топливные баки космических ракет с ЖРД, как правило, представляют собой тела вращения цилиндрической, конусной, сферической, тороидальной или комбинированной форм. Наиболее распространенной является цилиндрическая форма. Ниже рассматривается технология изготовления баков цилиндрической конструкции. Бак содержит корпус и днища. Конструкция корпусов баков современных ракет может быть обечаечной или панельной (рис. 2.1). Днища состоят из полусферических оболочек и шпангоутов. Конструкция баков может включать шпангоуты, а также различные вспомогательные элементы и арматуру (трубопроводы, патрубки, фланцы, кронштейны и др.).

Рис. 2.1. Структурный состав топливных баков: А – обечаечный вариант; Б – панелированный вариант

Материалом для изготовления всех основных элементов баков служат сплавы АМг-6, АМг-6НН. Сборка осуществляется автоматической дуговой сваркой.

Основные этапы изготовления баков:

• изготовление днищ;
• изготовление корпуса;
• изготовление трубопроводов, патрубков, арматуры;
• сборка бака;
• испытание на прочность;
• тарировка ёмкости;
• контроль геометрии;
• мойка, сушка;
• испытания на герметичность;
• монтажные работы;
• отделочные работы.

Первые три этапа выполняют параллельно, остальные последовательно.

2.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДНИЩ

Основные укрупненные техпроцессы:

• изготовление оболочек;
• изготовление шпангоутов;
• изготовление патрубков, фланцев арматуры;
• сборка-сварка днищ;
• механическая обработка:
• испытание на прочность;
• мойка, сушка;
• испытания на герметичность;
• обмер, взвешивание, маркировка.

Основные операции изготовления оболочек (полусфер):

• раскрой заготовок;
• формообразование, обрезка;
• разметка;
• химфрезерование;
• вырезка, расточка отверстий (окон);
• отбортовка.

Рис. 2.2. Устройства для контроля диаметров днищ: а – специальный штангенциркуль; б – универсальный диаметромер; в – шаблон ШКС

Раскрой листа толщиной 1,5... 15 мм производят на гильотинных ножницах после предварительной разметки (по карте раскроя). Контур заготовки принимают на основе развертки днища с учетом припуска на обрезку после формообразования. В случае недостаточной ширины листа для получения требуемого размера заготовки раскрой производится с учетом приваренной части листа. Расположение сварного шва заготовки определяется чертежом (техническими условиями). Сварной шов зачищается с двух сторон «заподлицо».

Формообразование полусферы осуществляют путем вытяжки на мощном гидравлическом прессе в инструментальных штампах или на установках с помощью взрыва.

				Рис. 2.4. Контроль геометрии шпангоута: 1 – поверхность, проверяемая на отклонение от ТЛ; 2 – поверхность, проверяемая на неплоскостность; 3 – поверхность, проверяемая по ШКС; 4 – разделка стыка
Рис. 2.3. Стенкомеры

Контур оболочки контролируют с помощью универсальных мерительных средств или шаблонов ШКС (рис. 2.2). Толщина стенок (утонение) замеряется стенкомерами (рис. 2.3) или ультразвуковым толщиномером.

Обрезка припуска и подрезка торца полусферы в размер производятся на универсальном горизонтальном токарно-карусельном станке. Диаметр днища по периметру после подрезки технологических припусков замеряют обычно с помощью рулетки с точностью ±1,0 мм. Контроль диаметров жестких днищ может осуществляться с использованием нормализованных или специальных штангенциркулей и приспособлений.

Разметка поверхности полусфер (центры отверстий, контуры химфрезерования, метки плоскостей стабилизации) выполняется с использованием шаблона ШОК. ШОК представляет собой полусферу из стального листа или АМг-6 с отверстиями и вырезами для нанесения меток на полусферу чертилкой. Полусферу помещают на подставку. ШОК устанавливают обычно сверху симметрично относительно торцов полусферы. Центры вырезаемых отверстий (окон) сверлят диаметром 6...8 мм. После разметки полусферу направляют на участок (в цех) химической обработки в целях снятия части металла и обеспечения равнопрочности конструкции. Обработка ведется путем травления в щелочных ваннах. Необрабатываемая поверхность полусферы защищается нанесенным лакокрасочным покрытием. Глубина съема металла от 1 до 5 мм.

Основные операции изготовления шпангоутов:

• раскрой заготовок;
• гибка, правка;
• сварка встык, контроль швов;
• механическая обработка;
• контроль геометрии, взвешивание.

Профили раскраивают на мерные заготовки с учетом припуска на осадку при сварке. Гибку выполняют на профилегибочных станках или на прессах с помощью гибочных штампов. Качество гибки контролируют шаблоном гибки (радиус гибки). Плоскостность проверяют на контрольной плите. При необходимости профили правят на прессах с использованием специальной оснастки или вручную на плите. Гнутые профили (полукольца) соединяют стыковой сваркой на сварочных машинах, обеспечивающих высокий сварочный ток и достаточное осадочное усилие. Кольца шпангоутов обрабатывают в размер на токарно-карусельном станке. Отверстия на поверхности 2 (рис. 2.4) сверлят по кондуктору.

Технические условия на геометрию шпангоутов включают неплоскостность поверхности 2 – не более 1...1,5 мм, отклонение поверхности 3 от ШКС – не более 1,5...2,5 мм.

При сборке днищ (сварка полусферы со шпангоутом, приварка патрубков и фланцев) используют автоматическую аргонно-дуговую сварку. Требования к сварным швам предъявляют по первой категории, предусматривающей прочность шва не менее 0,9 прочности основного материала, использование аргона высокого качества (ГОСТ 10157-79), смещение кромок не более чем на 10% толщины деталей. Зачистка усиления сварного шва допускается до высоты, равной 10% толщины свариваемых кромок, но не менее 0,5 мм, шероховатость обработки швов Rz ≤ 40 мкм и др.

Технические условия на сборку днищ включают следующие положения:

• зачистка свариваемых кромок производится шабером «до блеска»; сварка должна выполняться не позднее, чем через 4 часа после зачистки;
• смещение кромок кольцевых швов допускается не более чем 1...1,5 мм, для патрубков и фланцев – не более 0,2 мм по всей длине стыка и не более 15% от толщины металла на 20% длины стыка;
• зазор в стыке допускается не более 1 мм, для фланцев и патрубков – не более 0,3 мм;
• присадочная проволока должна быть электрополирована;
• торцы свариваемых кромок деталей должны находиться по оси формирующей канавки подкладочного кольца.

Основные операции сборки днищ:

• входной контроль деталей;
• подготовка свариваемых поверхностей;
• сборка полусферы со шпангоутом (прихватка);
• контроль сборки;
• сварка;
• контроль качества сварки;
• зачистка швов;
• рентгеноконтроль;
• механическая обработка;
• вырезка отверстий в оболочке;
• сборка патрубков, фланцев, арматуры (прихватка);
• сварка патрубков, фланцев, арматуры;
• контроль качества сварки;
• контроль геометрии, взвешивание.

При входном контроле проверяют комплектацию узла, сопроводительную документацию, производят внешний осмотр всех деталей на отсутствие механических повреждений. Замеряют высоту, периметр и овальность (не более 2 мм) шпангоута, наличие меток плоскостей стабилизации.

Рис. 2.5. Схема установки для сварки полусферы днища со шпангоутом: 1 – днище; 2 – приспособление; 3 – стол манипулятора; 4 – манипулятор; 5 – сварочный автомат; 6 – шпангоут днища

Подготовка свариваемых поверхностей заключается в обезжиривании поверхности органическими растворителями на расстоянии не менее 40 мм от торца и удалении оксидных пленок путем травления или зачистки шабером (металлическими щетками) свариваемых кромок «до блеска» на ширине не менее 20 мм от торца или края разделки с лицевой и обратной сторон. При удалении оксидных пленок используют очищающий флюс, наносимый в виде суспензии на поверхность свариваемых кромок. Флюсы на основе хлористых солей калия и бария взаимодействуют с оксидами сплава с образованием шлака.

Шпангоут устанавливают в приспособление, совмещая метки плоскостей стабилизации на шпангоуте (за них могут приниматься сварные швы) с метками на приспособлении, и закрепляют. На шпангоут устанавливают полусферу. Полусферу закрепляют с помощью прижимной «корзины» и кольца. Проверяют совмещение меток плоскостей стабилизации полусферы и шпангоута, смещение кромок, зазоры. Стыки прихватывают ручной сваркой. После прихватки контролируют правильность сборки.

Сварка днища производится на специализированном стапеле типа МСГ-3000, состоящем из манипулятора и сварочной автоматической аргонно-дуговой установки (рис. 2.5). Подготовку к сварке начинают с выставления электрода сварочной горелки относительно стыка и установки параметров сварки согласно технологической документации. Чтобы проверить правильность выставления электрода, осуществляют его прогон по периметру сварки путем вращения манипулятора без подачи сварочного тока. Сварка может производиться за один или два прохода в зависимости от толщины стенки полусферы однофазной или трехфазной дугой. Присадочная проволока диаметром 2,5 мм из АМг-6 электрополирована для удаления оксидных пленок и уменьшения адсорбирующей поверхности за счет снижения её шероховатости.

Параметры режима сварки назначают в зависимости от свойств и толщины свариваемого материала, конструкции сварного соединения. Например, для сварки полусферы с толщиной стенки 12 мм трехфазной дугой может быть рекомендован следующий режим:

Контроль качества сварки на отсутствие видимых дефектов предварительно выполняют визуально с помощью лупы 4...10-кратного увеличения. Рентгеноконтроль проводят после зачистки шва и фрезерования проплава, зачищают шов ручной шлифмашинкой заподлицо с основным металлом.

Мехобработку производят в целях окончательной проточки стыковочной полки шпангоута, сверления отверстий в шпангоуте и фрезерования окон для установки стыковочных болтов. Проточку выполняют на токарно-карусельном станке типа 1550, фрезерование окон – на горизонтально-расточном станке типа УФС-32 фрезой диаметром 30,1 мм.

Рис. 2.7. Эскиз разметки патрубков и фланцев на днище: I–II, III–IV – следы плоскостей стабилизации →
Рис. 2.6. Схема вырезки отверстий в полусфере: 1 – резец; 2 – днище; 3 – планшайба; 4 – манипулятор

Рис. 2.8. Схема установки фланцев и патрубков днища на координационной плите: 1 – координационная плита; 2 – стойка приспособления; 3 – днище; 4 – фланец; 5 – приспособление для установки фланца; 6 – патрубок; 7 – приспособление для установки патрубка

Вырезку отверстий в оболочке днища осуществляют после приварки шпангоута. Иногда для обеспечения геометрических параметров и увеличения жесткости используют технологический шпангоут, который отрезают после вырезки и расточки отверстий.

Отверстия вырезают и растачивают согласно карте эскизов, где указаны номер днища, координаты центров отверстий, диаметры вырезаемых и растачиваемых отверстий. Вырезку и расточку отверстий производят на горизонтально-расточном станке с манипулятором (рис. 2.6). Если толщина стенки полусферы не превышает 2...3 мм, то вырезают отверстия обычно вручную – резаком.

На полусферах с толщиной стенки до 2 мм выполняют отбортовку отверстий на установках типа ПКД с гидроприводом и с использованием специальной оснастки.

Установку фланцев и патрубков на днище производят на координационной плите по эскизу разметки (рис. 2.7). На координационную плиту вначале выставляют приспособления для сборки днища с патрубками и фланцами согласно схеме расположения стоек (рис. 2.8).

После подгонки и прихватки патрубков и фланцев контролируют правильность сборки. Приварку патрубков и фланцев производят на сварочных стапелях (рис. 2.9) и установках (рис. 2.10).

Положение патрубков и фланцев проверяют на контрольной координационной плите с помощью контрольных приспособлений или на разметочной установке (рис. 2.11). При контроле расположения патрубков и фланцев на них устанавливают мерные заглушки.

Разметку под установку бобышек и кронштейнов производят на делительном столе типа СДИ-20 с помощью специальных приспособлений и радиально-сверлильных станков типа 258 (рис. 2.11). Днище устанавливают на делительный стол по рискам плоскостей стабилизации и отметкам на установочных кронштейнах поворотного стола, выставляют в ось вращения с планшайбой стола (биение не более 0,1 мм) и закрепляют с помощью крепежных кронштейнов. Размечают днище с использованием мерительной головки и дополнительных отсчетных средств (линеек), установленных на траверсе радиально-сверлильного станка. Разметку производят согласно технологической карте. После разметки и установки арматуры выполняют прихватку и контроль правильности установки элементов арматуры. Далее ручной АДС производят сварку.

Рис. 2.9. Схема приварки фланца к днищу в стапеле: 1 – приспособление; 2 – днище; 3 – поворотное устройство со сварочным автоматом; 4 – сварочный стапель; 5 – фланец			Рис. 2.10. Схема приварки патрубка к днищу: 1 – сварочный автомат; 2 – днище; 3 – приспособление; 4 – патрубок

Рис. 2.11. Схема разметки днища с помощью радиально-сверлильного станка: 1 – линейка; 2 – траверса; 3 – линейка; 4 – шпиндельная головка; 5 – мерительная головка; 6 – днище; 7 – шпангоут; 8 – зажим; 9 – установочное кольцо; 10 – планшайба делительного стола; 11 – колонна

Рис 2.12. Схема гидроиспытания днища: 1 – насосная станция; 2 – прижимное кольцо; 3 – днище; 4 – технологические заглушки; 5 – предохранительный клапан; 6 – приспособление			Рнс. 2.13. Схема установки днища при испытании на герметичность: 1 – крышка приспособления; 2 – вакуумная полость; 3 – днище; 4 – полость с воздушно-гелиевой смесью; 5 – прокладки; 6 – приспособление

Для днищ, имеющих значительное количество закоординированной арматуры, перспективной является технология приварки заготовок врезных элементов (болванок) с большим припуском с последующей их обработкой на станке типа «обрабатывающий центр» за один установ.

Испытания днищ на прочность в зависимости от использования рабочего тела могут быть жидкостными (гидроиспытания) или пневматическими.

Гидроиспытания проводят на специальном стенде, включающем приспособление (стол) и насосную станцию (рис. 2.12).

В качестве рабочей жидкости используют раствор (1...2%) двухромовокислого калия (K₂Cr₂O₇) в воде (конденсате). Хромпик применяют как ингибитор коррозии.

Днище устанавливают на уплотнительную прокладку стола стенда и закрепляют прижимным кольцом. Патрубки и фланцы закрывают технологическими заглушками. При заполнении полости днища жидкостью удаление остатков воздуха осуществляют обстукиванием резиновым молотком поверхности днища вплоть до появления полной струи (без пузырьков) из контрольного отверстия в заглушке центрального фланца.

Давление жидкости в полости днища создается гидронасосом. При небольшом избыточном давлении проверяется герметичность соединений. Рабочее давление (до 1 МПа) выдерживается 10 мин. Контроль осуществляется по манометру, спад давления не допускается. После сброса давления сливается жидкость и демонтируется днище со стенда.

Пневмоиспытания проводят в бронекамере или на стендах, имеющих бронеколпак. Днище устанавливают на стол испытательного стенда, закрывают бронеколпаком и закрепляют его на плите стенда болтами или спецприжимами. Рабочее тело – сжатый воздух. Давление испытания выбирают в зависимости от типа днища в пределах 0,2...1,0 МПа.

Мойку днища производят на моечных установках орошением поверхностей специальным моющим раствором.

Сушку осуществляют в вакуумно-сушильной камере. Разрежение в камере до 50 мм рт.ст. Температура сушки 70^+10ºС. Время сушки определяется в зависимости от температуры в камере и от поддерживаемого вакуумными насосами разряжения и может достигать 20 ч.

Испытания на герметичность проводят в вакуумных камерах или негерметичных камерах методом натекания при атмосферном давлении. Рабочим газом является гелий или гелиево-воздушная смесь. В качестве контрольного оборудования используют промышленные течеискатели типа ПТИ-7. При относительно невысоких требованиях к герметичности применяют метод дисперсных масс.

Перед испытаниями помытое и высушенное днище обезжиривают ацетоном и проверяют качество обезжиривания ультрафиолетовым излучением в специальных камерах. Ультрафиолетовое облучение позволяет визуально обнаружить на поверхности днища жировые пятна, которые отрицательно влияют на процесс вакуумирования.

Днище устанавливают на прокладки приспособления и прижимают к плите кольцевым прижимом (рис. 2.13). В полость между внутренней поверхностью днища и приспособлением подают 10%-ную воздушно-гелиевую смесь. Из полости между наружной поверхностью днища и приспособлением откачивают воздух. Гелиевый течеискатель находится на выходе вакуумного насоса, который контролирует суммарную негерметичность. Наличие или отсутствие течи устанавливается на пульте управления испытаниями.

Рис. 2.14. Классификация видов и способов изготовления обечаечных корпусов баков

Рис. 2.15. Классификация видов и способов изготовления панелированных корпусов баков

При обнаружении суммарной негерметичности прекращают откачку воздуха, демонтируют колпак приспособления и находят ручным течеискателем место течи, которое разделывают и ремонтируют путем подварки. Затем проводят, повторную проверку днища на прочность и герметичность.

2.2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСОВ БАКОВ

Классификация видов корпусов обечаечного и панелированного типа представлена на рис. 2.14, 2.15. В большинстве случаев для подкрепления оболочек корпуса используют продольный или продольно-поперечный силовой набор. Конструкция корпуса может быть монолитной, при этом предусматривается выполнение продольного или продольно-поперечного набора заодно с оболочкой, и сборной. Монолитная конструкция с продольно-поперечным набором называется вафельной. На рис. 2.16 представлена схема вариантов изготовления корпуса бака вафельной конструкции.

Сборная конструкция формируется за счет соединения силового набора с оболочкой путем сварки и клепки.

2.2.1. Изготовление обечаечного корпуса вафельной конструкции

Монолитная конструкция корпуса бака вафельной структуры состоит из набора оболочек-секций, обеспечивающих необходимую длину бака (рис. 2.1). Каждая секция содержит минимум два сегмента. Ниже рассматривается технология изготовления корпусов, секции которых включают два сегмента (полуобечайки).

Основные укрупненные техпроцессы:

• раскрой-заготовок;
• гибка оболочек;
• мехобработка;
• сварка полуобечаек (секций);
• мехобработка;
• фрезерование вафельной структуры;
• вырезка отверстий;
• приварка фланцев;
• сборка-сварка секций;
• торцовка корпуса;
• разметка;
• обмер.

Раскрой ведут с учетом особенностей гибки, толщины исходного листа и способа сварки полуобечаек. Для получения обечайки, имеющей форму правильного цилиндра, необходимо предварительно подгибать края заготовки по образующей (рис. 2.17). В противном случае (при плоской заготовке) для получения цилиндра правильной формы из листа толщиной более 20 мм края согнутой уже заготовки приходится обрезать, т. к. из-за «мертвой зоны» на валках гибочного станка края заготовки остаются плоскими.

Гибка обечаек производится на мощных гибочных валковых машинах. Контроль радиуса гибки – по шаблону гибки.

После гибки мехобработка полуобечаек заключается в фрезеровании торцов по образующей под сварку. Обработка выполняется на специальном фрезерном станке двумя парами концевых фрез (рис. 2.18).

Рис. 2.16. Схема вариантов изготовления корпуса бака вафельной структуры

Технические условия на сборку обечаек:

• зазор в стыке – не более 0,5 мм;
• смещение кромок – не более 0,85 мм;
• смещение контрольных рисок плоскостей стабилизации – не более 1 мм;
• сварочная проволока электрополированная, используется не позднее чем через 120 ч после обработки;
• аргон – не ниже 1-го сорта;
• контроль прочности шва на разрыв производится на образцах-свидетелях 2 раза в год.

Рис 2.17. Подготовка плоских заготовок к гибке			Рис. 2.18. Схема фрезерования торцов полуобечаек

Может быть использована как аргонно-дуговая сварка (АДС), так и стыковая.

Основные операции при АДС:

• входной контроль деталей;
• контроль периметра полуобечаек;
• разделка кромок под сварку;
• подгонка полуобечаек;
• сборка полуобечаек прихваткой;
• контроль сборки;
• установка обечайки в сварочный стапель;
• сварка обечаек;
• рентгеноконтроль сварных швов;
• торцовка.

Контроль периметра полуобечаек осуществляется согласно технологической карте. Замер производится рулеткой. Кромки разделываются с помощью шлифмашинки, форма стыка определяется в зависимости от толщины материала. Далее выполняется зачистка свариваемой поверхности.

Стыкуют полуобечайки по базовым рискам, наносимым на продольную кромку каждой из них при фрезеровании. Стыки подгоняют на координатной плите с использованием стяжек и бандажей. Прихватка выполняется ручной АДС. После сборки-прихватки замеряется обечайка по периметру. Проверяются зазоры и смещение кромок. Обечайка устанавливается на тележку и закатывается в стапель.

При установке в стапель свариваемая кромка выставляется по оси формирующей канавки шины стапеля (рис. 2.19). Свариваемые кромки прижимают гидроприжимами. В начале и в конце свариваемого стыка устанавливают (прихваткой) технологические пластины.

Сварочная горелка и электрод выставляются по свариваемому стыку. Приборы управления выставляют на требуемый режим. Дугу зажигают на технологической пластине. Обычно сварка осуществляется за два прохода при трехфазной дуге. Операция заканчивается удалением проплава и контролем сварного шва.

Торцовку обечаек производят на специальном стапеле, имеющем фрезерные головки с концевыми фрезами (рис. 2.20). Обечайки закрепляют в стапеле с помощью разжимных сегментов.

Формирование вафельной структуры в обечайках производится на станках с программным управлением типа СВО-21, имеющих шесть шпинделей. Обечайка устанавливается по базовому торцу на опорное кольцо станка (рис. 2.21). Обработка ведется одновременно шестью фрезами. Толщина стенки проверяется ультразвуковым толщиномером. После обработки производится контроль элементов вафельной структуры и взвешивание обечайки. Доработка конструкции может выполняться химфрезерованием. Отверстия вырезают на горизонтально-расточном станке.

Рис. 2.19. Схема установки обечаек в сварочный стапель: А – сварка продольных швов; Б – сварка кольцевых швов; 1 – гидроприжимы; 2 – сварочная горелка; 3 – шина; 4, 9 – обечайки; 5 – тележки; 6, 7 – разжимные кольца; 8 – бандажи

Рис. 2.20. Схема стапеля для фрезерования кромок обечаек: 1 – неподвижная бабка; 2 – обечайка; 3 – подвижная бабка; 4 – штурвал ручного управления; 5 – фрезерная головка; 6 – распорные колодки; 7 – планшайба

Рис. 2.21. Установка обечайки при фрезеровании вафельной структуры: 1 – копир поддержка; 2 – корпус обечайки; 3 – фреза; 4 – расжимное кольцо; 5 – стол станка

Рис. 2.22 Схема сборки-сварки обечаечного корпуса: 1 – неподвижная бабка стапеля; 2 – корзина; 3 – переходное кольцо; 4 – торцевой шпангоут; 5 – сварочная горелка; 6 – бандаж; 7 – обечайка; 8 – сварной шоп; 9 – подвижная бабка; 10 – направляющие; 11 – катки; 12 – разжимное кольцо

Обечаечный корпус собирается из секций обечаек путем сварки кольцевых стыков на специальном стапеле (рис. 2.22). Секции устанавливают на катки, крепят к торцам корзин бабок стапеля и стыкуют между собой. Продольные сварные швы секций не должны совпадать. Разворот одного продольного шва относительно шва стыкуемой секции определяется технологической документацией и обычно составляет 90º. Прихватку в 4...8 точках через 200...250 мм выполняют ручной АДС. Зазор в стыке не должен превышать 1 мм, смещение кромок – не более 1,5 мм. Сварка с образованием кольцевого шва проводится за два прохода. Заключительными операциями являются фрезерование проплава и контроль качества шва.

При стыковке третьей и последующих секций начало следующего кольцевого шва относительно предыдущего смещают на 90° в целях уменьшения накопления деформаций образующей корпуса.

Врезную арматуру (фланцы, патрубки) целесообразно вваривать в готовый корпус, что уменьшает влияние сварочных деформаций на контур корпуса.

Торцовку корпуса выполняют на стапеле типа изображенного на рис. 2.19. Обработка производится в целях подготовки привалочных поверхностей и обеспечения требуемой длины корпуса. Поэтому торцовке предшествует обмер длины корпуса по разметкам станины стенда или рулеткой. Фрезеруют за 2–3 прохода. Фреза концевая, трехзубая.

Не демонтируя корпус со стапеля, выполняют разметку осей кабельного ствола с помощью нивелира и производят обмер корпуса в следующей последовательности:

• совмещение рисок 1 плоскости стабилизации с рисками 1 на планшайбе стапеля;
• выставление нивелира в горизонт по риске 1;
• установка контрольных линеек на риски 1 по торцам корпуса;
• нанесение чертилкой рисок осей кабельного ствола (КС) на торцах корпуса;
• нанесение рисок осей КС с помощью струны;
• установка технологических заглушек на фланцы корпуса;
• обмер фланцев с помощью струны, линеек, шкал на технологических заглушках;
• проверка отклонения обвода корпуса по торцам от ТЛ с помощью ШКС. Зазор между торцом шаблона и обводом корпуса допускается не более 6 мм.

2.2.2. Изготовление панелированного корпуса

Прессованные панели, из которых собирается корпус, могут поставляться с различной конфигурацией продольных ребер (стрингеров). Габаритные размеры панелей имеют свои пределы в силу ограниченной мощности существующего оборудования (длина до 13000 мм, ширина до 2300 мм), поэтому количество панелей в корпусе может быть различным в зависимости от его диаметра.

Основные укрупненные техпроцессы:

• химическая размерная обработка панелей;
• мехобработка;
• гибка;
• химическая обработка;
• установка кронштейнов;
• сборка-сварка панелированного корпуса;
• установка шпангоутов;
• приварка фланцев;
• торцовка корпуса;
• разметка;
• установка арматуры.

Рис. 2.23. Обработка законцовок ребер панели: 1 – торцовка; 2 – фрезерование законцовок; 3 – химфрезерование			Рис. 2.24. Схема выреза отверстия в панели на горизонтально-фрезерном станке: 1 – манипулятор; 2 – панель; 3 – фреза

			Рис. 2.25. Схема продольного фрезерования панелей: 1 – фрезы; 2 – панель; 3 – прижим; 4 – ложемент стола станка

Химическая размерная обработка осуществляется согласно технологической карте путем травления в щелочных ваннах. Снимается часть материала с поверхностей, не подвергаемых тепловому воздействию при сварке, а также утоняются ребра до требуемого размера.

Мехобработка заключается в обрезке панелей в размер, торцовке, обработке законцовок ребер (рис. 2.23), вырезке отверстий.

Обработка производится на специальном станке типа УНИОН. При обрезке используется дисковая фреза, при обработке торцов – специальная конусная фреза.

Разметка отверстий на панелях выполняется согласно технологической карте с помощью струны, линейки и керна. В центре намечаемого выреза сверлится отверстие диаметром 8 мм.

Фрезерование стрингеров в местах вырезки отверстий производится на специальном горизонтально-фрезерном станке, панель закрепляется на приспособлении (рис. 2.24).

Рис. 2.26. Сборочный стапель сборки корпуса бака из панелей

Гибку выполняют на универсальном листогибочном станке типа ЛГС-10-НИАТ. Для предотвращения повреждения ребер между ними прокладывают деревянные рейки. Контроль радиуса гибки осуществляют по шаблону ШГ (ШКС).

Дальнейшая мехобработка заключается в продольном фрезеровании торцов панелей в размер и вырезке отверстий. Предварительно размеченную панель устанавливают на ложементы станка и закрепляют гидрозажимами. Специальный фрезерный станок типа КФГ-1 имеет два шпинделя. Фрезерование выполняют одновременно с двух сторон. Фрезы двузубые диаметром 16 мм (рис. 2.25).

Вырезку отверстий в панелях производят на горизонтально-расточном станке типа 2А635.

В целях очистки от загрязнения панели подвергают травлению.

Сверление полок ребер (стрингеров) под установку кронштейнов крепления шпангоутов выполняют ручной пневмодрелью по шаблону.

Кронштейны приклепывают к стрингерам с помощью пневмоскобы.

Технические условия на сборку предусматривают смещение кромок смежных панелей по высоте до 1,0 мм и по торцу – до 1,5 мм. Отклонение контура (замер зазора по ШКС) – до 1,0 мм.

Основные технологические операции:

• контроль геометрии панелей;
• подготовка свариваемых кромок;
• монтаж панелей в приспособление и установка в стапель;
• прихватка, контроль качества сборки;
• сварка;
• снятие проплава, контроль шва;
• контроль геометрии.

Замер периметра панелей производят по торцам рулеткой. Подготовка свариваемых кромок заключается в разделке технологической фаски под углом 45° и зачистке кромок шабером.

Сборка под сварку выполняется на специальном приспособлении, которое затем помещают в сварочный стапель (рис. 2.26).

Устанавливают сначала две панели и сваривают продольным швом. Далее наращивают по одной панели до n-1, где n – общее количество панелей в корпусе. Последняя n-я панель считается замыкающим звеном в размерной цепи, образующей периметр корпуса – П:

П = l₁ + l₂ + ... + l_n-1 + l_n ,

где l_i – размер панели по периметру. Поэтому размер l_n определяется после замера и вычисления суммы . В случае превышения фактического размера n-й панели величины l_n она подвергается продольному фрезерованию в размер.

Рис. 2.27. Схема установки шпангоутов: 1 – обшивка; 2 – уголок; 3 –шпангоут; 4 – накладка

Режим сварки:

J = 480...500 А;      U = 18...19 В;

скорость сварки – 8,5...9,5 м/ч;

скорость подачи проволоки – 80...90 м/ч;

диаметр проволоки – 2,5 мм;

диаметр электрода – 8 мм.

Контроль геометрии заключается в замере периметра корпуса по торцам рулеткой.

Технические условия установки шпангоутов предусматривают размер диаметра отверстий в стрингерах под заклепки 6,1^+0,2 мм. Контролируют 10% отверстий калибром 6,2 мм «на проход».

Основные операции:

• установка разжимных колец;
• установка и клепка кронштейнов;
• установка и клепка секций шпангоутов;
• обрезка припуска секций;
• установка накладок, клепка;
• контроль сборки.

Разжимные технологические кольца устанавливают по торцам корпуса в целях придания ему правильной цилиндрической формы и необходимой жесткости.

Кронштейны крепления устанавливают по заранее просверленным отверстиям в стрингерах. Клепка прессовая пневмоскобой. Секции шпангоутов устанавливают вплотную к торцам стрингеров (рис. 2.27).

Секции шпангоута представляют соб(5й гнутый Z-образный профиль. Секции закрепляют струбцинами, сверлят отверстия по отверстиям в кронштейнах и склепывают шпангоут с помощью накладок «в кольцо».

2.3. СБОРКА БАКОВ И ТОПЛИВНЫХ ОТСЕКОВ

Технические требования на сборку предусматривают зазоры в стыках не более 1 мм. Торцы свариваемых кромок должны находиться по оси канавки подкладного кольца.

Основные операции сборки баков:

• входной контроль;
• установка днищ на переходные кольца;
• установка корпуса на стапельную тележку;
• подготовка кромок днищ и корпуса под сварку;
• установка тележки корпуса в стапель;
• сборка-прихватка днищ с корпусом;
• сварка переднего днища с корпусом;
• установка, сварка арматуры внутри бака;
• сборка-прихватка заднего днища с корпусом;
• сварка заднего днища с корпусом;
• демонтаж бака со стапеля;
• рентгеноконтроль сварных швов.

Входной контроль заключается в проверке комплектации деталей и узлов, полноты и правильности оформления сопроводительной документации. Узлы и детали осматриваются на отсутствие внешних повреждений.

Сборка-сварка бака производится на сварочном стапеле типа ПК-27,01, включающем непосредственно стапель, тележку, разжимные кольца, бандажи и сварочную установку. Конструкция стапеля состоит из двух тумб (одна подвижная) (рис. 2.22), направляющих рельсов и эстакады. Днища устанавливают на переходные кольца и закрепляют на корзинах тумб, совмещая риски плоскостей стабилизации днищ с рисками на переходных кольцах. Внутрь корпуса по торцам устанавливают разжимные кольца, а снаружи надевают два бандажа. Бандажами корпус устанавливают на катки стапельной тележки.

После зачистки кромок под сварку совмещают торцы корпуса и днища. Проверяется совпадение рисок плоскостей стабилизации днища и корпуса и зазоры в привалочньтх плоскостях. Прихватка осуществляется ручной АДС. Далее производится контроль правильности сборки.

Устанавливается подкладное кольцо внутри бака, подводится горелка сварочной установки. Ось электрода выставляют в линию стыка с последующей проверкой холодной прокруткой по периметру ведения сварки.

Режим сварки для толщин 8,5... 10 мм:

Предварительный контроль качества сварки производят путем внешнего осмотра с использованием лупы 4-кратного увеличения. Проплав фрезеруют заподлицо с основным металлом. Внутри бака устанавливают стойки, успокоители, бобышки, кронштейны и другую арматуру.

После приварки заднего днища бак демонтируют со стапеля и направляют на рентгеноконтроль.

Рис. 2.28. Схема сборки топливного отсека: 1 – корзина переднего днища; 2 – днище; 3, 6, 8, 9, 10, 13, 16 – сварные швы; 4 – разжимные кольца; 5 – обечайка переднего бака; 7 – промежуточное днище; 11 – магистральный трубопровод; 12 – тоннельный трубопровод; 14 – центрирующие прокладки; 15 – обечайка заднего бака; 17 – заднее днище; 18 – бандажи; 19 – ролики; 20 – кронштейны роликовых тележек; 21 – вторичная герметизация; 22 – формирователь проплава

Сборка топливных отсеков содержит следующие основные операции:

• входной контроль всех деталей и узлов;
• установка переднего днища на переходное кольцо корзины;
• монтаж разжимных колец в передней обечайке, разжатие её до необходимой цилиндрической формы и установка на ней обжимных бандажей;
• установка передней обечайки на роликовые тележки стапеля и стыковка её с передним днищем;
• стыковка промежуточного днища с передней обечайкой;
• монтаж разжимных колец в задней обечайке, разжатие её до необходимой цилиндрической формы и установка на ней бандажей;
• установка задней обечайки на роликовые тележки стапеля и стыковка её с переходным днищем;
• установка тоннельного трубопровода и формирователя проплава;
• установка магистрального трубопровода и центрирующей прокладки;
• установка заднего, днища на переходное кольцо корзины;
• стыковка заднего днища с обечайкой;
• выставление зазоров в сварных стыках и выступов кромок отсеков;
• ручная прихватка сварных стыков;
• сварка переднего и промежуточного днищ с передней обечайкой;
• демонтаж разжимных колец в передней обечайке;
• установка и сварка арматуры в переднем баке;
• сварка магистрального трубопровода с переходным днищем;
• сварка тоннельного трубопровода с задним днищем;
• сварка обечайки с задним днищем;
• сварка тоннельного трубопровода с переходным днищем;
• сварка задней обечайки с переходным днищем;
• сварка переднего и промежуточного днищ с передней обечайкой;
• демонтаж разжимных колец в задней обечайке;
• установка и сварка арматуры в заднем баке;
• демонтаж топливного отсека со стапеля;
• рентгеноконтроль сварных швов.

Сборка и сварка топливного отсека производятся на стапеле (рис. 2.22) по схеме (рис. 2.28). Перед стыковкой отсеков и деталей производится совмещение соответствующих рисок плоскостей стабилизации. Конструкция разжимных колец обеспечивает формирование проплавов и подачу аргона в зону корня сварного шва. Демонтаж и удаление разжимных колец осуществляются через люки лазов.

Конструкция бандажей разъемная. В диаметрально противоположных местах бандажа имеются шарнир и замок. Бандаж опирается на поверхность бака мягкой прокладкой, при этом обеспечиваются сохранение правильной цилиндрической формы корпуса и безударная подгонка сварных кромок при сборке-прихватке корпусов и днищ.

Промежуточное днище подается на сборку с приваренной вторичной герметизацией (рис. 2.28, поз. 21).

Сборка и стыковка тоннельного и магистрального трубопроводов осуществляются при помощи технологических приспособлений, которые демонтируются и удаляются после сварки стыков через люки-лазы. В зависимости от длины этих трубопроводов центрирующие прокладки (15) могут устанавливаться с необходимым шагом. Сварной шов (10) варится изнутри, со стороны переднего бака. Замыкающими сварными швами являются швы 9 и 8. Последним сваривается стык № 8.

Рентгеноконтроль сварных швов осуществляется в специальном боксе. Рентгеноконтролю подвергается 100% длин сварных швов.

2.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТОННЕЛЬНЫХ
И МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Составными частями топливных отсеков являются тоннельная и магистральная трубы (2.28). Тоннельная труба принадлежит заднему баку, а магистральная – переднему. В принципе допустимо их совмещение, но совмещенная конструкция уменьшает надежность баков, т. к. внутренняя и внешняя поверхности трубы омываются разными компонентами, имеющими различный химический состав и неодинаковую скорость потока. Более того, двухстенная конструкция трубы, т. е. разделенная на тоннельную и магистральную, дает возможность перераспределения механических нагрузок в процессе эксплуатации баков.

Тоннельные и магистральные трубы в зависимости от их диаметра изготавливаются различными способами. Заготовками для этих труб служит листовой материал, аналогичный материалу бака. Заготовка раскраивается по шаблону, вальцуется до цилиндрической формы. Кромки обрабатываются под сварку. Продольный шов сваривается, зачищается, отжигается и подвергается рентгеноконтролю. Припуски цилиндрической части трубы обрезаются в линейный размер. Штамповкой-взрывом формуются трубы большого диаметра. К тоннельной трубе приваривается сильфонный компенсатор. На цилиндрической части трубы при её изготовлении формируются дополнительные кольцевые компенсаторы напряжений – рифты. К магистральной трубе приваривается шаровый коллектор.

Сварные швы трубопроводов с сильфоном и коллектором подвергаются рентгеноконтролю. Трубы испытываются на прочность и герметичность. Перед испытаниями на герметичность трубы моются, сушатся и обезжириваются. Испытания производятся в специальных приспособлениях.

При испытаниях на прочность применяется вода, которая под определенным давлением поступает во внутреннюю полость трубы, с последующей выдержкой по времени. В процессе испытаний на герметичность используется воздушно-гелиевая смесь, которая также подается во внутреннюю полость трубы. Испытания труб на прочность и герметичность проводятся аналогично испытаниям баков. Каждая труба маркируется своим номером и поставляется с сопроводительной документацией на сборку топливных отсеков.

2.5. ИСПЫТАНИЯ БАКОВ НА ПРОЧНОСТЬ

Технические условия на гидроиспытания содержат требования к рабочей жидкости (вода с раствором хромпика), величины давления жидкости (в пределах 4...10 МПа) в процессе испытаний, указания точности замера давления (±0,006 ±0,01 МПа), точности установки нижнего шпангоута бака к горизонту ( ~ 10').

Испытания проводятся на стенде, включающем поворотный стол с весами, насосную станцию с пультом управления и ёмкости с рабочей жидкостью (2.29).

На фланцы и патрубки устанавливают технологические заглушки. Бак помещают на переходник стенда. Подсоединяют заправочные шланги и заправляют жидкостью под давлением, создаваемым насосной станцией. Заполнение производится до появления полной струи жидкости из контрольного штуцера, расположенного в верхней части бака. После закрытия сливного крана создается предварительное давление 1 МПа, производится осмотр шлангов, крышек, заглушек. При отсутствии течи создается испытательное давление и выдерживается 10 мин.

Рис. 2.29. Схема стенда гидроиспытаний: 1 – поворотный стол; 2 – бак; 3 – пульт управления; 4 – насосная станция; 5 – емкость с рабочей жидкостью

Спад давления не допускается. Контроль осуществляется по манометру, находящемуся на пульте насосной станции. Далее жидкость из бака откачивается насосом. Ёмкость бака и трубопроводы продувают сжатым воздухом (P = 0,2...0,25 МПа), подогретым до температуры 40 ± 5°С. в течение 15...20 мин. Время между окончанием испытания и сушкой не должно превышать 10 ч.

Пневмоиспытания в связи со взрывоопасностью проводят в специальном закрытом боксе. Бак «О» испытывают под давлением воздуха, а бак «Г» – под давлением аргона или смеси аргона с гелием.

2.6. ТАРИРОВКА БАКА

Тарировка производится в целях определения действительной ёмкости бака и контроля датчиков уровня жидкости в баке. В зависимости от исходного испытательного рабочего тела тарировка может быть жидкостью или газом. Тарировка может выполняться путем обмера внешней поверхности бака с последующим вычетом из полного объема агрегата толщины стенок и объема, занимаемого внутренней конструкцией. Бак тарируется жидкостью параллельно с испытанием его на прочность. Предварительно взвешивается сухой бак – М_пуст., а затем наполненный жидкостью – М_запр. Если бак – комбинированный отсек, то сначала сливается жидкость из полости «Г» и определяется вес бака с заправленной полостью «О» и М^О_запр., далее жидкость сливается полностью.

Объем полости «О» определяется зависимостями

где М^О – масса жидкости, заполнившей полость «О»; ρ – плотность жидкости; V^О – объем полости «О».

Объем полости «Г»

где М^Г – масса жидкости в полости «Г»; V^Г – объем полости «Г».

Тарировка датчиков проводится в процессе слива жидкости из полостей бака по расходомеру.

Жидкостный метод, несмотря на его простоту, имеет ряд существенных недостатков. Основными из них являются длительный цикл процесса (закачка и слив жидкости); громоздкое оборудование (например, ёмкости для хранения жидкости-конденсата); большая погрешность измерения за счет существенной деформации бака. В процессе выдержки под давлением жидкость проникает в капилляры материала стенок и для её удаления требуется специальная трудоемкая сушка.

Использование газового метода позволяет существенно сократить цикл измерений, повысить точность измерений, исключает контакт жидкости с ёмкостью и др.

Сущность метода измерения объема бака газовым методом заключается в изменении термодинамического состояния газа в замкнутом объеме посредством наддува в него определенной массы газа и вычислении параметров состояния газа до и после наддува.

Расчет ведется на основании уравнения состояния газа Менделеева-Клапейрона PV = GRT по формуле

где V – объем бака; ΔG – масса воздуха, вдуваемая в измеряемую ёмкость, г; R = 2,153 – газовая постоянная; P₁ – абсолютное давление в замеряемой ёмкости до наддува, мм рт. ст.; P₂ – абсолютное давление после наддува, мм рт. ст.; T₁ – абсолютная температура газа в емкости до наддува, К; T₂ – абсолютная температура после наддува, К; Z₁, Z₂ – коэффициенты сжимаемости воздуха, зависящие от температуры и давления воздуха; ΔV – поправка на деформацию ёмкости и трубопроводов под давлением наддува, л.

2.7. КОНТРОЛЬ ГЕОМЕТРИИ БАКА

Контролируемые параметры:

• габариты бака: длина по торцам стыковочных шпангоутов, диаметры в сечениях;
• не параллельность торцевых поверхностей стыковочных шпангоутов;
• неплоскостность стыковочных шпангоутов;
• несоосность стыковочных шпангоутов;
• правильность установки патрубков и фланцев;
• отклонение внешней поверхности корпуса бака от теоретического контура в сечениях.

Рис. 2.30. Схема обмерочного стенда: 1 – поворотный стол; 2 – контрольные кольца; 3 – бак; 4 – устройство перемещения каретки; 5 – датчик торцевого биения; 6 – датчик радиального биения; 7 – фотоприемник; 8 – измерительный узел; 9 – лазер

Замеры выполняются в автоматическом режиме по программе на специальном обмерочном стенде (рис. 2.30).

В комплект оборудования стенда входят: поворотный стол, лазерная измерительная система (ЛИС), управляющий вычислительный комплекс, датчики торцевого и радиального биения, кодовый преобразователь, ЭВМ, печатающее устройство.

В основу методики замера положен метод прямых измерений в системе координат стенда пространственного положения контролируемых точек бака при вертикальном его расположении на поворотном столе. Все измерения осуществляются в плоскости измерений, образованной отсчетной линией стенда (ОЛС) и направлением измерений.

Задание, контроль и стабилизацию положения измерительной каретки относительно ОЛС осуществляет ЛИС, которая включает: лазер ЛГ-38, координатный приемник излучения (КПИ), интегратор, усредняющий колебания сигнала. Функциональная схема измерений представлена на рис. 2.31.

Рис. 2.31. Функциональная схема обмерочного стенда

Производится замер:

• торцевого биения стыковочных поверхностей шпангоутов;
• радиального биения базовых поверхностей контрольных колец;
• радиального биения наружной поверхности бака;
• высоты расположения измерительной каретки.

Правильность установки патрубков и фланцев проверяют с помощью специальных приспособлений и контрольных приборов.

2.8. МОЙКА И СУШКА БАКА

Мойка баков может осуществляться вручную (чистка) путем протирки салфетками, смоченными в спирте, или в моечных установках путем орошения внутренней поверхности специальным моющим раствором. Бак при этом устанавливается в вертикальном положении. Заканчивается мойка продувкой полости бака сухим сжатым воздухом, подогретым до 30–40°С. Контроль качества мойки полости бака производится путем протирки поверхностей чистыми салфетками с последующим выявлением следов загрязнений при их ультрафиолетовом облучении.

Сушка осуществляется в вакуумно-сушильных камерах типа ВК-400.

Режим сушки:.

• давление в камере ~ 5 мм рт. ст.;
• температура – не более 65°С;
• время выдержки определяют по графику в зависимости от температуры, давления в камере и величины условного капилляра, задерживающего жидкость; обычно выдержка равняется 20 ч.

После мойки и сушки поверхность бака обезжиривают ацетоном.

2.9. МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ

Работа внутри бака выполняется только в чистой спецодежде: специальном костюме и тапочках с мягкой подошвой, не оставляющей следов и полос на поверхности металла.

В процессе работы необходимо использовать специальный настил или брезент, который укладывается поверх силового набора.

Переносная лампа должна быть взрывобезопасной и оборудована защитной металлической сеткой. Шланг пылесоса должен быть снабжен диэлектрическим наконечником.

После окончания работ необходимо очистить полость бака от посторонних предметов и провести тщательную проверку на их отсутствие.

Основные монтажные операции:

• монтаж воронкогасителя;
• установка заборного устройства;
• установка датчиков сигнализаторов наполнения;
• монтаж клапанов и других элементов автоматики;
• проверка хода поплавка сигнализатора наполнения;
• устранение хода поплавка сигнализатора наполнения;
• устранение из полости бака посторонних предметов и загрязнений;
• контроль ёмкости бака на отсутствие посторонних предметов и загрязнений;
• монтаж блока газогенератора;
• монтаж крышки люка-лаза;
• пломбирование разъемных соединений.

Рис. 2.32. Схема установки отсека на монтажные тележки: 1 – траверса; 2 – подвеска; 3 – накладка; 4 – ложементная тележка; 5 – тяга			Рис. 2.33. Схема крепления газогенератора: 1 – фланец топливного отсека; 2 – прокладка; 3 – фланец газогенератора; 4 – прижимное кольцо; 5 – крепеж

Контроль хода поплавка сигнализатора наполнения осуществляется специальными приспособлениями-калибрами и щупами.

Монтаж крышки люка-лаза производится после обезжиривания прокладки. Затяжка болтов осуществляется в диаметрально противоположных местах тарированными ключами, которые обеспечивают равномерное усилие затяжки на каждом болте.

В топливных отсеках и баках после установки их на монтажные тележки и снятия крышек осматривают места уплотнений фланцевых и штуцерных соединений. Окрашивают и маркируют днища. Монтируют блок газогенератора, держатели кабелей. Поплавки сигнализаторов уровня топлива проверяют на плавность хода. Внутреннюю полость баков очищают, устанавливают крышки люков-лазов. Заканчиваются работы испытанием баков на герметичность.

Отсек устанавливают на монтажные тележки мостовым краном при помощи траверсы (рис. 2.32).

Перед монтажом блока газогенератора (рис. 2.33) осматривают посадочное место и прокладку на отсутствие механических повреждений и обезжиривают спиртом. Снимают крышку люка-лаза и устанавливают прокладку и газогенератор на посадочное место фланца топливного отсека. Корпус газогенератора крепят болтами. Затяжку гаек производят равномерно тарированными ключами.

Монтаж держателей трубопроводов на внешних поверхностях днищ осуществляется на полосках из ременной тесьмы. К ременной полоске крепят держатель, а ременную полоску приклеивают к днищу. Перед приклейкой ременных полосок днище бака размечают в соответствии с чертежами, зачищают места приклейки до металлического блеска и обезжиривают спиртом. Клей наносят на тесьму и обезжиренную поверхность днища. После выдержки клея в течение 10...15 мин тесьма с держателями приклеивается на свои места.

2.10. ИСПЫТАНИЕ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

В качестве основного метода испытания баков на герметичность используют метод течеискания с применением масс-спектрометрического контроля. Могут применяться и другие методы, например метод дисперсных масс. Основным оборудованием при этом являются промышленные течеискатели типа ПТИ. В качестве индикаторного газа используют гелий.

Метод течеискания реализуется несколькими способами;

• полным вакуумированием;
• накоплением при атмосферном давлении;
• с помощью присосок.

Способ накопления при атмосферном давлении основан на принципе определения суммарной негерметичности в замкнутом объеме. Испытуемый объект – бак, сварной шов или разъемное соединение трубопровода – помещают в замкнутый герметичный объем и заполняют его гелием или воздушно-гелиевой смесью. При наличии неплотностей или дефектов гелий проникает через них и накапливается в замкнутом объеме. В качестве замкнутого объема применяются полиэтиленовые пленки, гибкие пояса или жесткие камеры с контрольными отверстиями, покрытыми пленкой.

Через определенное время в объем накопления вводится щуп с иглой Льюера, соединенный с гелиевым течеискателем. Путем сравнения величины концентрации гелия в объеме накопления с допустимой величиной для данного испытания в соответствии с техническими условиями определяют степень герметичности испытуемого объекта. Чувствительность этого метода 1 • 10^-3 л. мкм. рт. ст./с при 10%-ном содержании гелия.

Способ вакуумирования аналогичен методу накопления. Но в целях повышения чувствительности метода и сокращения времени испытаний в замкнутом герметичном объеме создают вакуум порядка 1,3 • 10^-2 Па. В качестве замкнутого объема применяются стационарные или накидные вакуумные камеры, присоски. Размеры вакуумных камер зависят от габаритов испытуемого объекта. Гелиевый течеискатель помещается на выходе из вакуумного насоса. При наличии мест негерметичности гелий под действием разности давлений проникает в вакуумную камеру и течеискатель. Негерметичность фиксируется на приборе ВПУ (вакуумный пульт управления). Чувствительность этого способа достигает величины 1 • 10^-5 л. мкм. рт. ст./с. Этим способом в основном проверяют негерметичность магистральных трубопроводов и их соединений, а также мелких собранных узлов и сварных швов баков.

Подсчет негерметичности при использовании течеискателя ПТИ-7 производят по формуле

где Q_x – суммарный поток контрольного газа из дефектов, л. мкм. рт. ст./с; Q_к – поток контрольного газа через контрольную течь; α_x – отсчет на ВПУ при истечении контрольного газа через дефекты; α_к – отсчет на ВПУ на контрольную течь; α'_о – остаточный фон гелия после градуировки течеискателя по контрольной течи; α_о – фон гелия в воздухе до градуировки течеискателя по контрольной течи.

При обнаружении суммарной негерметичности с испытуемого объекта демонтируют вакуумные камеры, присоски, пленки и т. п. и производят поиск течи ручным течеискателем. Место негерметичности подвергается ремонту с последующими испытаниями бака на прочность и герметичность.

Испытания на герметичность топливного отсека проводят на участке сборки по схеме (рис. 2.34). Участок испытаний огораживается красной лентой, растягиваемой на переносных стойках. Все шланги перед монтажом продувают сжатым воздухом и подсоединяют к штуцерам отсека и испытательного стенда. Снимают крышку люка-лаза с полости горючего и подают управляющее давление 500 Па в полость заправочно-сливного клапана системы окислителя. Полость окислителя опрессовывают воздухом под давлением 24 Па и выдерживают 10 мин. Воздух стравливается. Затем в полость окислителя подают гелий и воздух под давлением 9 и 12,5 Па соответственно и выдерживают 60 мин. Герметичность сварных швов на средней длине проверяют с помощью гелиевого течеискателя методом накопления при атмосферном давлении. Полость бака горючего очищается от посторонних предметов и закрывается крышкой люка-лаза. Давление из полости окислителя стравливается в дренажную систему за пределы цеха.

На все проверяемые сварные швы и стыки устанавливают накидные чехлы. Полости окислителя и горючего заполняют 10%-ной воздушно-гелиевой смесью под давлением 22 и 12 Па соответственно и выдерживают 60 мин. Первой заполняется ёмкость окислителя. Категорически запрещается менять порядок заполнения ёмкостей во избежание деформации среднего днища.

Рис. 2.34. Схема испытаний на герметичность топливного отсека: 1 – манометр; 2 – ёмкость окислителя; 3 – емкость горючего; 4 – редуктор; 5 – вентиль; 6 – баллон с гелием; 7 – пульт управления			Рис. 2.35. Схема крепления крышки люка-лаза и установки вторичной герметизации: 1 – крепеж; 2 – чехол вторичной герметизации; 3 – крышка ниппеля; 4 – ниппель; 5 – фланец ёмкости; 6 – прокладка; 7 – крышка люка-лаза

Перед контролем герметичности замеряют фон гелия на испытательном участке. Вводят щуп с иглой в чехлы, затем производят проверку суммарной герметичности соединений. Оценка суммарной негерметичности осуществляется сравнением показаний фона участка и фона в чехле. Давление из полостей стравливается в обратной последовательности: сначала из полости горючего, затем из полости окислителя. Давление также стравливается из системы заправочносливного клапана окислителя. Чехлы и шланги демонтируются.

Крышки люков-лазов крепятся товарными болтами и пломбируются. Установка крышки-люка и вторичной герметизации выполняется по схеме (рис. 2.35).

Прокладку и её посадочные места в ёмкости и крышки обезжиривают спиртом путем протирки хлопчатобумажной салфеткой. Затяжка гаек люка производится тарированными ключами с чередованием в диаметрально противоположных направлениях. Все гайки контрятся проволокой.

Устанавливают чехол вторичной герметизации, прихватывают в 3–4 местах. Затем приваривают чехол к крышке люка и фланцу ёмкости. В полость чехла через ниппель подается гелий, и методом щупа проверяются сварные швы чехла. После снятия шланга на ниппель устанавливают пробку и приваривают её. Этот сварной шов также проверяют на герметичность.

В заключение баки продувают и заполняют азотом или азотно-гелиевой смесью под давлением, незначительно превышающим атмосферное.

2.11. ОТДЕЛОЧНЫЕ И ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Сварные швы баков покрывают специальным герметиком типа «Анатерма», который, застывая, образует над сварным швом твердую оболочку. Герметик, проникая в поверхностные микродефекты, заполняет их, сохраняя первоначальную пластичность. С изменением температурного режима бака герметик расширяется или сужается, повторяя температурную деформацию микродефектов, что положительно сказывается на увеличении срока службы бака.

После высыхания пленки герметика сварные швы обезжиривают и на них наносят грунт, производят покраску сварных швов и их сушку. Затем на поверхность бака наносится его заводской номер согласно технической документации.

На готовый бак оформляют документацию, подтверждающую пооперационное качество изготовления, и передают бак на общую сборку.