卡套式連接導(dǎo)管接頭脫落故障分析

陳亞琦　李靜　吳彥文

摘 要：隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，在飛機(jī)上各種各樣的導(dǎo)管及接頭被廣泛使用。目前在國內(nèi)使用頻率最高導(dǎo)管連接方式的為擴(kuò)口式導(dǎo)管連接，但是，擴(kuò)口式導(dǎo)管在加工過程中會(huì)導(dǎo)致管接頭處存在某種缺陷，因此，無擴(kuò)口導(dǎo)管的應(yīng)用有著很大的意義。本次，在飛機(jī)改裝過程中，使用了無擴(kuò)口式導(dǎo)管，并對(duì)其中發(fā)生的故障原因進(jìn)行分析，為后續(xù)無擴(kuò)口導(dǎo)管的使用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：卡套式連接；導(dǎo)管；接頭脫落；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.221

在現(xiàn)代工業(yè)中，導(dǎo)管及接頭被廣泛使用，目前在國內(nèi)民用飛機(jī)上使用頻率最高的導(dǎo)管連接方式為擴(kuò)口式導(dǎo)管連接，但是，擴(kuò)口式導(dǎo)管在加工過程中會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管端頭擴(kuò)口處根部變薄，在頻繁拆卸及長期震動(dòng)的環(huán)境中使用，容易使導(dǎo)管從根部發(fā)生斷裂，使管路內(nèi)部介質(zhì)泄漏，造成不良影響。因此，無擴(kuò)口導(dǎo)管的應(yīng)用有著很大的意義。

本次，在飛機(jī)改裝過程中，使用了無擴(kuò)口式導(dǎo)管即卡套式導(dǎo)管連接方式，因?yàn)槭浅醮卧陲w機(jī)上使用，在使用過程中出現(xiàn)了一些問題，本次對(duì)其中發(fā)生的故障原因進(jìn)行分析，為后續(xù)卡套式導(dǎo)管連接的使用提供借鑒。

1 卡套式連接簡介

卡套式管接頭由三部分組成：接頭體、卡套、螺母。當(dāng)卡套和螺母套在鋼管上插入接頭體后，旋緊螺母時(shí)，卡套前端外側(cè)與接頭體錐面貼合，內(nèi)刃均勻地咬入無縫鋼管，形成有效密封，見圖1。

2 故障現(xiàn)象

2015年6月，在飛機(jī)上將所有的卡套式導(dǎo)管連接完成后進(jìn)行氣密試驗(yàn)。氣密試驗(yàn)壓力為7MPa，保壓時(shí)間要求為5分鐘。當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到第2分鐘左右時(shí)，有根導(dǎo)管突然從管接頭內(nèi)脫落并甩出來。脫落后的情況見圖2。

3 故障分析

根據(jù)卡套式連接的原理及標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析。卡套式連接主要連接件為螺母、襯套及導(dǎo)管。在使用前先將螺母、襯套套在導(dǎo)管上，然后將其整體旋入接頭體內(nèi)（接頭體為工裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與卡套式導(dǎo)管所要連接的管嘴完全相同），在使用機(jī)械設(shè)備或人力將其旋入的過程中，螺母推動(dòng)襯套向前運(yùn)動(dòng)，而接頭體不動(dòng)，從而對(duì)導(dǎo)管上的襯套形成擠壓，而襯套的材質(zhì)較硬，在被擠壓變形的過程中，其自身帶有的刃口就均勻的切入到導(dǎo)管內(nèi)，并且在擠壓的過程中，襯套通過變形僅僅的抱死在導(dǎo)管上，與導(dǎo)管形成一體，可以有效起到密封的效果。襯套及其連接圖見圖3、圖4。

在原理上對(duì)導(dǎo)管從襯套中脫出進(jìn)行分析，造成這種情況的原因共有兩種情況：

3.1 卡套刃口已經(jīng)嵌入導(dǎo)管內(nèi)

當(dāng)卡套刃口已經(jīng)嵌入導(dǎo)管內(nèi)時(shí)，造成導(dǎo)管脫落的原因應(yīng)為，導(dǎo)管預(yù)裝時(shí)接頭體與實(shí)際安裝的管接頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在差異。在襯套旋入到接頭體內(nèi)時(shí)，因接頭體內(nèi)部孔徑大于導(dǎo)管外徑（見圖1），因此若導(dǎo)管在預(yù)裝時(shí)伸出襯套部分大于2mm（標(biāo)準(zhǔn)要求導(dǎo)管伸出襯套部分長度應(yīng)為2mm），而實(shí)際安裝時(shí)的管接頭無法包容導(dǎo)管超出的長度部分，在螺母擰緊的過程中，導(dǎo)管超出長度部分頂在連接的接頭底部，而此時(shí)襯套尚未完全貼合在接頭內(nèi)壁上，此時(shí)，會(huì)感覺螺母無法擰到位，若加大擰緊力矩，使螺母安裝到位，螺母會(huì)帶動(dòng)襯套向前運(yùn)動(dòng)，而襯套預(yù)裝時(shí)切入導(dǎo)管的刃口就會(huì)崩壞，無法繼續(xù)卡住導(dǎo)管，在導(dǎo)管受到內(nèi)部壓力沖擊的時(shí)候，就會(huì)從襯套內(nèi)脫出。

3.2 卡套刃口未能嵌入導(dǎo)管內(nèi)

若導(dǎo)管預(yù)裝時(shí)，因?yàn)橐r套的材料與導(dǎo)管的材料不符合要求，或預(yù)裝時(shí)的力矩不符合要求，導(dǎo)致襯套上的刃口無法切入到導(dǎo)管內(nèi)，此時(shí)導(dǎo)管與襯套、螺母僅僅依靠摩擦力相互固定在一起。一旦導(dǎo)管內(nèi)部所受壓力造成的沖擊力大于導(dǎo)管與襯套、螺母之間的摩擦力，導(dǎo)管就會(huì)從襯套內(nèi)部脫出。而且，導(dǎo)管、襯套與螺母之間的摩擦力遠(yuǎn)小于襯套切入導(dǎo)管后使其脫落的沖擊力。

經(jīng)過以上分析后，對(duì)脫落的導(dǎo)管及襯套進(jìn)行檢查，在導(dǎo)管與襯套的配合部位未發(fā)現(xiàn)有明顯的切入痕跡，表面非常的光滑。而根據(jù)GB3765的要求，當(dāng)導(dǎo)管初次預(yù)裝完成后，襯套的刃口必須均勻切入導(dǎo)管內(nèi)，切入深度為0.1-0.2mm。并且，為了驗(yàn)證安裝工藝是否可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，GB3765-86中要求對(duì)安裝好后的導(dǎo)管要進(jìn)行切口試驗(yàn)，即將導(dǎo)管從中心部位剖開后，檢查襯套的刃口是否確實(shí)嵌入到導(dǎo)管內(nèi)部。GB-3765-2008中雖然將切割試驗(yàn)取消，但是通過使用4倍的工作壓力進(jìn)行氣密試驗(yàn)來代替檢驗(yàn)刃口的切入情況。由此可見，卡套式連接的最關(guān)鍵之處在于預(yù)裝時(shí)襯套刃口切入的程度一定要符合要求。