一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺的制作方法

1.本发明属于金属导管酸洗设备领域，尤其是涉及一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺。


背景技术：

2.运载火箭增压输送系统承担着推进剂加注、泻出，以及将一定流量、一定压力的推进剂输送到发动机入口的任务，其产品分布较广，遍布贮箱、仪器舱等火箭各处，工作环境复杂。
3.不锈钢导管是运载火箭增压输送系统的重要组成部分，承担着高压气、低压气、燃料输送等一系列重要任务，若导管内壁有多余物，极易堵塞管路、插头、阀门等，从而引起阀门失灵，阻碍信号传输一系列问题，导致火箭飞行失败。因而运载火箭增压输送系统对导管内壁清洁度相对常规不锈钢导管的要求相对较高，生产过程中对导管内壁多余物防控要求最为严格。目前，不锈钢导管在制造、运输、加工、焊接等过程中产生的氧化物、锈斑等多余物，均采用酸性溶液清洗的方式进行去除。
4.目前，不锈钢导管的酸洗仍采用手工酸洗的方法，具体的操作步骤为：将小导管浸泡在酸性溶液中或将酸性溶液注射至导管内，保持一段时间，随后采用晃动或注射的方式交换导管内部溶液，循环操作数次，然后进行人工冲洗和吹干。
5.由于φ10及以上的不锈钢导管，管径大、结构简单，通过人工酸洗的方式，酸洗后的导管满足验收要求，导管一次酸洗合格率可达80％；但是对于φ8x1，φ6x1的导管，由于管径较小、结构复杂、形状多样化，使用现有的手工酸洗工艺方法，小导管内壁频繁出现白斑、黄斑、氧化皮等多余物，导管一次酸洗合格率仅为50％左右，严重影响运载火箭总装进度。
6.现有的手工酸洗技术，对产品结构、尺寸等适用范围具有一定的局限性，对人工操作水平要求极高，其具体技术缺点如下：
7.1、酸洗质量差，报废率高，生产成本较高。由于小直径导管管径较细，结构复杂，在溶液交换过程中，导管内部溶液更换不充分，且在冲洗过程中，冲洗水的压力及水量无法达到平衡，最终无法满足导管内壁氧化皮冲洗要求，导致导管内壁白斑、黄斑、氧化皮等多余物频繁出现，产品报废率和返修率较高，补投原材成本和人工成本均增加。
8.2、生产效率低下，严重影响运载火箭总装进度。由于现有的小直径导管手工酸洗质量较差，大量导管需经过数次返修或重新投产，使导管生产周期延长3倍以上生产周期，严重影响导管装配进度，导致其他零件无法按时装配，延误运载火箭总装周期，对运载火箭按计划发射产生隐患。
9.3、安全风险高。现有酸洗溶液成分为硫酸、硝酸、氢氟酸，操作人员长期在酸性环境下工作，强酸会侵害人体，且导管生产转移、冲洗等操作过程中，酸液易溅伤人体，安全风险较高，安全生产管理成本居高不下。


技术实现要素：

10.有鉴于此，本发明旨在提出一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺，以解决现有技术小直径不锈钢导管的酸洗需人工操作，酸洗效率低，酸洗质量不可控的问题。
11.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
12.一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺，包括如下步骤：
13.s1、通过金属清洗剂作为除油介质，对导管进行超声震荡除油；
14.s2、将导管的两端分别可拆卸连接至清洗管道的出料端、入两端，使得导管和清洗管道形成闭合酸洗回路；
15.s3、清洗管道上设置接料嘴，酸液管道、冲液管道和吹扫管道分别通过一个接料嘴连通至清洗管道；
16.s4、通过酸洗管道向所述闭合酸洗回路内注入酸洗介质，进行自动酸洗；
17.s5、通过冲洗管道向步骤4的自动酸洗后导管内注入冲洗介质，进行自动冲洗；
18.s6、通过吹扫管道向步骤5的自动冲洗后导管内注入吹除介质，进行自动吹除后完成导管清洗。
19.进一步的，所述清洗管道是聚四氟乙烯软管，清洗管道的一端通过快速固定连接装置可拆卸连接导管的一端。
20.进一步的，所述自动酸洗的方法是向导管内间歇循环注入酸洗介质，间歇循环方法为向导管内注入酸洗介质5～12min后，停止注入酸洗介质并静置10～20min后，在次注入酸洗介质，自动酸洗过程中如上步骤重复循环2-5次，且酸洗介质流速为1～6m/min。
21.进一步的，所述酸洗介质为h2so4、nano3、hf、h3po4、fe
2+
、ni
2+
和六次甲基四胺的混合溶液，其中h2so4：nano3：hf：h3po4为50～110:50～110：30～50：30～80，所示混合溶液的ph为3～7。
22.进一步的，所述自动冲洗的方法是采用压缩空气带动纯水形成气水作为冲洗介质，所述气水将酸洗掉的或松动的氧化皮冲洗干净，同时将导管内壁酸液清除干净。
23.进一步的，所述所述压缩空气的冲洗压力为0.3～1mpa，自动冲洗时间为3～5min。
24.进一步的，所述自动吹除是采用空气对导管内残留纯水进行吹除，吹除压力为0.3～1mpa，吹除时间为5～10min。
25.相对于现有技术，本发明所述的一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺具有以下有益效果：
26.(1)本发明所述的一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺，使得导管酸洗的合格率显著提升，返修率和报废率极低，降低了生产成本。使用小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺方法生产出的小直径不锈钢导管，酸洗后零件内壁无锈蚀、残余的氧化皮及多余物，并且零件未发生过腐蚀，酸洗一次交检合格率达到95％以上，导管返修率和报废率极低，降低了生产过程中的补投原材成本和人工成本。
27.(2)本发明所述的一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺，提高了生产安全性，保护了操作人员人身安全。小直径不锈钢导管自动化酸洗生产，实现了由人工操作到自动化生产的转变，生产是由自动化酸洗设备独立完成，无需人员参与，且酸性溶液一直处于密闭环境中，避免了酸液挥发和溅撒，有效避免酸液危害操作人员身体健康，实现了安全生产。
附图说明
28.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
29.图1为本发明实施例所述的一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺的酸洗原理图。
30.附图标记说明：
31.1-储罐；2-清洗导管；3-快速固定连接装置；4-循环管；5-进料嘴；6-排料嘴；7-酸液管道；8-冲液管道；9-吹扫管道。
具体实施方式
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
36.如图1所示，一种运载火箭小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺，包括如下步骤：
37.s1、通过金属清洗剂作为除油介质，对导管进行超声震荡除油；
38.采用现有技术的金属清洗剂作为介质，将整根导管放入工作槽中，开启电源，采用超声波清洗机对导管进行超声震荡除油，要求导管除油后表面水膜成连续状。
39.s2、将导管的两端分别可拆卸连接至清洗管道的出料端、入两端，使得导管和清洗管道形成闭合酸洗回路；
40.小直径不锈钢导管自动化酸洗布局如图1所示，其可实现同时生产9根小直径不锈钢导管的酸洗任务。
41.首先将导管一端固定快速连接装置上，快速连接装置是现有技术的夹爪连接器，使得软管端头与导管端头保持完全对正状态，即将导管的一个端头蛇形聚四氟乙烯软管连接，随后将导管密封严实，将导管另一个端头也安装至软管上并压实，形成闭合回路系统，使清洗溶液可按照预设程序在导管内部进行循环，清洗溶液经过导管内部，有效保护导管外套螺母不受酸液腐蚀，避免了外套螺母保护工序，缩短了生产周期，较少了人力物力消
耗。
42.s3、清洗管道上设置接料嘴，酸液管道7、冲液管道8和吹扫管道9分别通过一个接料嘴连通至清洗管道；
43.如图1所示将，酸液管道7、冲液管道8和吹扫管道9分别通过一个接料嘴连通至清洗管道，且酸液管道7、冲液管道8和吹扫管道9分别设置阀门用于控制通路的开合，清洗管道上还设置排料嘴6和循环管4，循环管4连通至酸洗介质的储罐1，使得酸洗导管后的酸洗介质能够循环至储罐1内，而排料嘴6用于排出冲洗废料和吹除废料到排废池。
44.s4、通过酸洗管道向所述闭合酸洗回路内注入酸洗介质，进行自动酸洗；
45.小直径不锈钢导管自动酸洗是通过气泵抽取储罐1中的酸洗溶液，使酸洗溶液在自动酸洗设备管路中流动，通过自动设置开关阀门，使管路内部酸洗溶液按要求流动、静置，从而达到小直径不锈钢导管内壁酸洗的效果。由于酸液始终处于密闭容器里，故可避免酸液挥发，同时防止了酸液溅撒，降低生产成本，保证生产安全。
46.本实施例的方式是通过控制器实现的，控制器是现有技术的plc，自动酸洗的方法是向导管内间歇循环注入酸洗介质，间歇循环方法为向导管内注入酸洗介质10～12min后，停止注入酸洗介质并静置15～20min后，在次注入酸洗介质5～7min，在次停止注入酸洗介质并静置10～15min，且重复操作2～3次，在循环冲洗过程中将酸洗介质在储罐1、不锈钢导管和清洗导管2中循环，自动酸洗完成后通过压缩空气将管路中的残留酸洗吹至储酸罐中。
47.酸洗介质为h2so4、nano3、hf、h3po4、fe
2+
、ni
2+
和六次甲基四胺的混合溶液，其中h2so4：80～105g/l，nano3：75～90g/l，hf：30～45g/l，h3po4：35～60g/l，fe
2+
：5～8g/l，ni2+：2～5g/l，六次甲基四胺(添加剂)：5～10g/l，混合溶液的酸度值：3～7点，工作温度：5～25℃。
48.s5、通过冲洗管道向步骤4的自动酸洗后导管内注入冲洗介质，进行自动冲洗；
49.自动冲洗过程是采用压缩空气带动纯水形成气水，将酸洗掉的或松动的氧化皮等多余物冲洗干净，同时将导管内壁酸液清除干净，避免后期酸液对导管造成腐蚀。
50.自动化冲洗采用双向冲洗方式对导管进行自动化冲洗，即完成一个方向的冲洗后，再进行反方向冲洗，除连接导管阀门开启状态外，其余阀门均处于关闭状态，具体冲洗流程如下：
51.第一步：通过冲液管道8向导管内注入纯水50～65ml，压缩空气冲洗压力为0.4～0.6mpa，冲洗时间为3～5min，再用压缩空气吹除导管内部纯水，吹除时间为3～5min；
52.第二步：重复上一步操作，重复5～6次，每步压缩空气冲洗方向与上一步相反。
53.s6、通过吹扫管道9向步骤5的自动冲洗后导管内注入吹除介质，进行自动吹除后完成导管清洗；
54.采用单向吹除方法确保导管内部干燥，无水分，拆除导管一端连接，打开吹扫阀门，吹除一定时间后，关闭气阀，小直径不锈钢导管自动化吹除工艺参数如下：压缩空气压力：0.5mpa，吹除时间：5～10min，然后工作人员将小导管从自动化酸洗设备上取下来，包装产品，完成不锈钢导管的清洗。
55.使用该工艺使得小直径不锈钢导管实现了从手工酸洗生产到自动化酸洗生产的转变，采用小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺参数、自动化冲洗工艺参数、自动化吹除参数，使小直径不锈钢导管经酸洗后，内壁无白斑、黄斑、氧化皮等多余物，一次酸洗合格率达
到95％以上，生产效率提升3～4倍，保护了操作者人身安全和环境。
56.在实际应用中合格率显著提升，返修率和报废率极低，最大限度地降低了生产成本。使用小直径不锈钢导管自动化酸洗工艺方法生产出的小直径不锈钢导管，酸洗后零件内壁无锈蚀、残余的氧化皮及多余物，并且零件未发生过腐蚀，酸洗一次交检合格率达到95％以上，导管返修率和报废率极低，降低了生产过程中的补投原材成本和人工成本。
57.酸洗效率显著提升，保证了运载火箭总装进度和发射计划。导管自动化酸洗，周期缩短50％，且导管酸洗一次交检合格率有效得到提升，大幅减少了产品报废和返修率，导管生产效率较手工酸洗方式提升近3倍，保证了运载火箭的总装进度，间接保证了运载火箭按计划发射。
58.提高了生产安全性，保护了操作人员人身安全。小直径不锈钢导管自动化酸洗生产，实现了由人工操作到自动化生产的转变，生产是由自动化酸洗设备独立完成，无需人员参与，且酸性溶液一直处于密闭环境中，避免了酸液挥发和溅撒，有效避免酸液危害操作人员身体健康，实现了安全生产。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。