氧氣導(dǎo)管異物問題改進(jìn)方案研究

拜 斌

(海軍裝備部西安軍事代表局，西安 710089)

0 引言

在進(jìn)行某型機(jī)驗(yàn)收檢查中發(fā)現(xiàn)氧氣視流器中出現(xiàn)疑似管路加工殘留物。若氧氣管路內(nèi)殘留硫酸、氯化鈉、鉻酸酐與重鉻酸鈉的粉狀物，會進(jìn)入系統(tǒng)中的附件腔體，堵塞系統(tǒng)附件微小孔徑，引起系統(tǒng)活門卡滯，影響系統(tǒng)附件閉合時的密封性及用氧壓力調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低或喪失[1-3]。同時管路內(nèi)的殘留物會隨高速氣流流動，在撞擊、摩擦中可能產(chǎn)生火花或電火花，引起火災(zāi)或爆炸等更為嚴(yán)重的情況。且氧氣系統(tǒng)殘留物具有一定的毒性，可能會對空勤人員健康造成一定的傷害。為此，針對問題產(chǎn)生的全過程進(jìn)行機(jī)理分析、定位及改進(jìn)，避免此類問題的發(fā)生[4-5]。

1 氧氣導(dǎo)管異物問題定位

1.1 導(dǎo)管加工流程及方法

導(dǎo)管加工流程主要包括下料-去毛刺-制造-鈍化-裝配-除油-試驗(yàn)-清洗-防護(hù)-噴漆等過程。導(dǎo)管在進(jìn)行鈍化后采用去離子水對內(nèi)外表面進(jìn)行清洗，隨后用壓縮空氣吹干內(nèi)外表面，最后進(jìn)行烘干。導(dǎo)管加工完成后會再次對導(dǎo)管進(jìn)行全面清洗，一般采用清洗溶液為酒精。導(dǎo)管制造工序完成后，對導(dǎo)管進(jìn)行包扎交付。導(dǎo)管結(jié)構(gòu)及加工方法如圖1所示。

圖1導(dǎo)管結(jié)構(gòu)及加工方法

1.2 機(jī)上故障件檢查情況

分解氧氣示流器進(jìn)行目視檢查，發(fā)現(xiàn)玻璃表蒙內(nèi)部及表盤上有疑似紅黃色顆粒和粉末狀異物。分解機(jī)上氧氣導(dǎo)管及示流感應(yīng)器并進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管出現(xiàn)疑似紅黃色異物。對導(dǎo)管進(jìn)一步分解檢查，剖開導(dǎo)管，導(dǎo)管中有紅黃色粉末狀異物掉落，導(dǎo)管內(nèi)壁局部顏色變黑，疑似銹蝕。對其他飛機(jī)導(dǎo)管進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)存在類似問題。

1.3 氧氣示流器和導(dǎo)管異物故障樹分析

為了準(zhǔn)確定位氧氣示流器和導(dǎo)管異物內(nèi)存在的原因，對銅導(dǎo)管加工過程逐步進(jìn)行分析，主要有以下潛在因素：

1.3.1 銅管內(nèi)壁自身存在缺陷

該銅管直徑約3mm，無法通過目視的方法檢查管內(nèi)壁，所以導(dǎo)管內(nèi)部缺陷無法顯性檢出，故無法判斷其內(nèi)孔是否存在殘留物，需要進(jìn)一步抽樣驗(yàn)證，不能排除該問題原因。

1.3.2 導(dǎo)管清洗及吹風(fēng)不徹底

工藝規(guī)范要求在零件鈍化后對零件進(jìn)行徹底漂洗，實(shí)際操作的方法是將導(dǎo)管一端插入去離子水龍頭沖洗導(dǎo)管內(nèi)孔，這個過程穩(wěn)定性相對較差，不能確保導(dǎo)管內(nèi)的溶液被徹底沖洗干凈。同時由于該導(dǎo)管外徑為Φ3mm，風(fēng)管內(nèi)徑為Φ10mm，在導(dǎo)管插入風(fēng)管后進(jìn)入導(dǎo)管的風(fēng)量小，所以在風(fēng)量小的狀態(tài)下無法保證內(nèi)孔的水完全吹干。

1.3.3 工藝方法不完備

在進(jìn)行導(dǎo)管制造指令檢查中，清洗、檢查方法及要求在指令中不完善，在操作執(zhí)行性與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)性方面需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

2 機(jī)理分析

2.1 異物金相測試

對氧氣示流器內(nèi)紅黃色顆粒和粉末狀異物、氧氣導(dǎo)管內(nèi)紅黃色粉末狀異物和氧氣導(dǎo)管鈍化溶液蒸餾后殘?jiān)M(jìn)行金相測試，確定異物中主要含有Cr、Cl等化學(xué)元素，與鈍化槽液中的化學(xué)成分相符。

2.2 銅導(dǎo)管鈍化流程分析

分析導(dǎo)管鈍化過程，認(rèn)為只有在鈍化過程中槽液含有Cr、Cl等化學(xué)元素，銅合金鈍化的主槽液成分為硫酸、重鉻酸鈉、氯化鈉。異物中的Cr、Cl化學(xué)元素只能在銅合金鈍化槽處理過程中產(chǎn)生，因此確定異物應(yīng)是在導(dǎo)管鈍化過程中產(chǎn)生并附著于導(dǎo)管內(nèi)壁。

2.3 導(dǎo)管驗(yàn)收與制造檢驗(yàn)過程分析

2.3.1 導(dǎo)管驗(yàn)收

此項(xiàng)氧氣導(dǎo)管內(nèi)孔僅有Φ2mm，無法目視檢查零件的銅管內(nèi)壁，若此項(xiàng)零件在原材料狀態(tài)下內(nèi)壁已經(jīng)存在缺陷，而此缺陷又無法檢出，就很有可能出現(xiàn)管內(nèi)有殘留物的情況。

2.3.2 導(dǎo)管鈍化后的清洗及吹干

原有的清洗方法是將導(dǎo)管的一端插入去離子水龍頭中進(jìn)行沖洗，但由于該項(xiàng)零件內(nèi)徑小，所以從導(dǎo)管另一端流出的去離子水不穩(wěn)定，不能完全達(dá)到徹底清洗導(dǎo)管內(nèi)孔的目的。原有的吹干方法是將導(dǎo)管一端插入風(fēng)管中，但由于該項(xiàng)零件外徑小風(fēng)管內(nèi)徑大，在導(dǎo)管插入風(fēng)管后進(jìn)入導(dǎo)管的實(shí)際風(fēng)量較小，且由于導(dǎo)管為異形件，通過該種方法的吹風(fēng)不能完全達(dá)到徹底吹干管壁中殘留的溶液及漂洗水的目的。

2.3.3 導(dǎo)管內(nèi)壁的清洗要求

在制造指令中對銅導(dǎo)管的清洗及檢查方法不完善，沒有明確具體的操作及檢查方法，所以可能導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)壁若出現(xiàn)殘留物而沒有清洗完全并未檢出的可能。

綜上所述，造成氧氣示流器及導(dǎo)管內(nèi)壁出現(xiàn)殘留物的因素有：原材料缺陷未檢查、導(dǎo)管鈍化后清洗工具及方法不合適、導(dǎo)管吹干工具及方法不明確等方面。

3 改進(jìn)方案及驗(yàn)證情況

通過對問題產(chǎn)生的原因調(diào)查以及故障機(jī)理分析，能夠初步判斷：導(dǎo)管加工制造后清洗方法不完備，造成了管路加工中過程材料附著于導(dǎo)管內(nèi)壁未徹底清理。為此制定以下改進(jìn)方案并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.1 改進(jìn)清洗工具

由于導(dǎo)管內(nèi)徑太小，普通沖洗方法清洗劑無法充分進(jìn)入內(nèi)腔。為此制定專用注射設(shè)備，通過管路一端向?qū)Ч軆?nèi)部注入槽液，確保槽液從另一端流出，進(jìn)行循環(huán)清洗。

3.2 明確清洗工藝

通過工藝試驗(yàn)研究表明，導(dǎo)管加工中增加表面沖洗、管內(nèi)漂洗以及最終吹洗的方法能夠有效解決管內(nèi)殘余物質(zhì)問題。導(dǎo)管加工工序完成后首先進(jìn)行表面沖洗，將導(dǎo)管一端頭插入去離子水龍頭進(jìn)行沖洗，必須保證去離子水能夠從另一端流出，當(dāng)水從另一端流出時開始計時，沖洗時間1—2分鐘。在導(dǎo)管鈍化后進(jìn)行內(nèi)部漂洗，先用注射裝置將溶液排出，再用專用工具插入導(dǎo)管一端頭用去離子水徹底漂洗，漂洗時間2—3分鐘。導(dǎo)管內(nèi)外表面徹底漂洗后，再通過專用工業(yè)用壓縮空氣徹底吹干導(dǎo)管內(nèi)外表面，吹洗時間1—2分鐘。

3.3 規(guī)范操作過程，加強(qiáng)過程控制

采用注射裝置清洗導(dǎo)管時，溶液易濺射，須穿戴防護(hù)面具、防護(hù)服、干凈的乳膠手套。同時將導(dǎo)管處于平直狀態(tài)，并均勻、穩(wěn)定地使用較小的力量推動注射裝置進(jìn)行清洗。

導(dǎo)管加工后，每批抽取兩根從中部截取200mm，剖開并對清洗后的內(nèi)表面用干凈的白色抹布擦拭2-3次，檢查抹布上是否有目視可見的物質(zhì)。如果沒有目視可見的物質(zhì)，證明已清洗干凈，滿足質(zhì)量要求；如果有殘余物質(zhì)則需再次返工沖洗進(jìn)行清洗檢查。

驗(yàn)證結(jié)果：完成導(dǎo)管的全部生產(chǎn)流程后，依據(jù)工藝規(guī)程的要求在導(dǎo)管的外表面進(jìn)行了點(diǎn)滴試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。隨后又取了其中一項(xiàng)零件，將其剖開，在內(nèi)表面也進(jìn)行了點(diǎn)滴試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果也滿足點(diǎn)滴試驗(yàn)要求，如圖2所示。

圖2改進(jìn)方案及效果

通過驗(yàn)證，所制定的改進(jìn)措施能夠保證導(dǎo)管內(nèi)外表面鈍化膜的完整，通過清洗及吹風(fēng)處理的導(dǎo)管能夠保證內(nèi)表面不存在殘留物,改進(jìn)措施合理有效,滿足導(dǎo)管零件化的質(zhì)量要求。

4 結(jié)語

通過機(jī)理分析，從導(dǎo)管原材料驗(yàn)收、制造過程、檢查方法等幾方面著手，得出造成氧氣示流器及導(dǎo)管內(nèi)壁出現(xiàn)殘留物的三個可能因素。并通過問題復(fù)現(xiàn)和試驗(yàn)證明，在導(dǎo)管制造中進(jìn)行鈍化處理后，若未對導(dǎo)管內(nèi)孔進(jìn)行徹底沖洗，細(xì)小導(dǎo)管內(nèi)壁可能殘留含鉻、鋁等物質(zhì)。針對氧氣導(dǎo)管出現(xiàn)的問題分析總結(jié)，制定了專項(xiàng)改進(jìn)方案，通過新工藝方法應(yīng)用驗(yàn)證，此改進(jìn)措施可以避免同類問題的再發(fā)生，對類似問題以及后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量提供了有力的技術(shù)保障。