單向活門氣密性檢測方案的設計及驗證

鐘麗英，薛 磊 ，王宇魁

（中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司，陜西 漢中723215）

單向活門氣密性檢測方案的設計及驗證

鐘麗英，薛 磊 ，王宇魁

（中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司，陜西 漢中723215）

利用連通器和大氣壓強原理，針對單向活門的逆向氣密試驗要求，專門設計了單向活門氣密性檢測設備。通過5件產品的氣密試驗，結果表明單向活門氣密性檢測設備可以有效地運用于單向活門的氣密性檢測。

單向活門；氣密試驗；連通器原理；大氣壓強原理

飛機分配系統里的單向活門組件由接頭、活門瓣、活門座三個零件組成。接頭、活門瓣、活門座分別通過X射線檢測，用來檢測單向活門與導管連接部位是否有裂紋。根據該組件的設計圖紙技術要求，還需要對單向活門產品進行氣密性驗證試驗，評定是否滿足要求。單向活門設計圖紙見圖1，其技術要求是：

（1）裝配后保證門板轉動靈活，并保證在不加任何外力的情況下與殼體完全密合。

（2）研磨殼體和門板的密封面，以滿足氣密要求為準，研磨表面允許無表面層。

（3）三角形標記指向為氣流流動方向。

（4）單向活門逆向氣密試驗：單向活門應能保證100 L容積的空氣壓力由0.04 MPa降至0.01 MPa所用的時間不小于15 min.

圖1 單向活門結構圖

1 檢測方案設計

氣密試驗就是驗證是否有氣體泄漏。通常管道泄漏檢測方法可以分為直接檢測法和間接檢測法（即泄漏引起的管道壓力輸送條件的變化）。在單向活門的出口設置壓力表，如果所測壓力的變化幅度大于預設值，則判定該產品不合格。同時，為了方便測量數據的即時采集及數據傳輸電腦進行整理，筆者利用連通器和大氣壓強原理，通過氣動三聯件上的壓力變送器，連接USB數據采集卡，直接在電腦上實時讀取壓力值的變化。壓力變送器與壓力表的測量數值基本相同，但是測量精度高。

針對單向活門的逆向氣密試驗要求，專門設計了單向活門氣密性試驗設備。設備由儲氣罐、氣動三聯件、零件固定座、壓力表、壓力變送器和數據采集卡組成。設計思路草圖見圖2.

圖2 檢測單向活門設計草圖

此試驗設備將連通器原理與大氣壓強原理進行了有機的結合。儲氣罐內氣體通過氣源入口進入待測單向活門和氣動三聯件內。氣體經過壓力變送器將變化的壓力數值傳到數據采集系統內的數據采集卡，通過USB插口連接到電腦。當充氣完成關閉閥門后，儲氣罐、零件安裝座、壓力表、壓力變送器等均處于連通狀態，整個系統內的壓力相等，所以壓力表和壓力變送器所測量的壓力值即是儲氣罐內的壓力值。

通過對5件單向活門產品逆向施加100 L容積、0.04 MPa壓力的壓縮空氣，測量壓力由0.04 MPa下降到0.01 MPa所用的時間，評定單向活門零組件產品是否能滿足設計圖紙的技術要求。

2 基本原理

連通器原理：幾個底部互相連通的容器，注入相同液（氣）體，各個容器的液面高度相等。大氣壓強原理：地球周圍包著一層厚厚的的空氣，通常把這層空氣稱之為大氣，所有浸在大氣里的物體都要受到大氣作用于它的壓強，就像浸在水里的物體都要受到水的壓強一樣。連通器和大氣壓強原理在工程上有廣泛應用，如各種液面計、水銀真空計、液柱式風壓表、差壓計、煤氣漏氣的檢測裝置等，都是應用這些原理制成的[1]。

3 檢測方法

3.1 檢測設備

檢測所涉及的設備是單向活門氣密性試驗設備，設備容積100 L，設備額定壓力0～0.25 MPa，設備最大壓力 0.8 MPa，壓力表精度 0.005 MPa，壓力變送器精度0.001 MPa，檢定有效期在有效期內，詳細結構見圖3.

圖3 單向活門氣密性試驗設備

3.2 檢測要求

（1）所用壓力表及壓力變送器要檢定合格。

（2）確保管路暢通。

（3）氣源壓力要穩定。

（4）壓力表讀數與壓力變送器讀數要一致，相差不超過0.005 MPa.

（5）按要求的試驗記錄點真實準確地記錄數據。

3.3 檢測步驟

（1）將壓力變送器與USB數據采集卡連接。

（2）按圖所示將產品安裝到固定座上。

（3）向100 L的儲氣罐內充入0.04 MPa的壓縮空氣。

（4）等待儲氣罐內壓力穩定到0.04 MPa±0.0025 MPa開始計時并記錄壓力值。

（5）記錄試驗經過15 min后，儲氣罐內的壓力值。

（6）記錄試驗經過20 min后，儲氣罐內的壓力值。

（7）記錄試驗經過30 min后，儲氣罐內的壓力值。

（8）記錄儲氣罐內壓力下降到0.01 MPa時所用的時間。

4 檢測結果與分析

4.1 試驗方法判定

通過對5件產品的逐一試驗，試驗結果見表1.根據表中數據顯示，5件產品在15 min及之后的各段時間里，壓力呈均衡下降，證明了此試驗方案可行性。

4.2 產品合格判定

根據圖紙要求，產品如果在15 min時壓力大于0.01 MPa，氣密性試驗即為合格。如果產品不到15 min時壓力下降到0.01 MPa，就需要檢查氣源入口、氣動三聯件等連接部位是否存在漏氣問題，檢查壓力表、壓力變送器是否在有效期內。排除外部因素后再按要求判定產品是否合格。

根據表中試驗數據顯示，5件產品在65 min～112 min后壓力才下降至0.01 MPa，都遠遠超過15 min.說明5件產品都合格。

表1 單向活門氣密性試驗記錄數據

5 結論

通過試驗數據證明，依據連通器和大氣壓強原理設計的單向活門氣密性試驗設備，可以有效地運用于單向活門的氣密性檢測。同理運用該設計方法可以廣泛運用于對氣體泄漏的監測。

[1]符時民，姜秀娟.煤氣管道泄漏檢測裝置的制作與研究[J].渤海大學學報（自然科學版），2011，32（3）：236-238.

Design and Verification of One-way Valve Tightness Detection Scheme

ZHANG Li-Ying，XUE Lei，WANG Yu-Kui
（China Aviation Aircraft Co.，Ltd.，Branch Hanzhong Aircraft，Hanzhong Shaanxi 723215，China）

This paper using the principle of communicating vessels and atmospheric pressure in view of the oneway valve reverse gas seal test requirements，designed the one-way valve gas seal testing equipment.Through the air test 5 product，results showed that the one-way valve tightness test equipment can be effectively applied to one-way valve of gas seal tightness test.

one-way valve；gas seal test；principle of communicating vessels；principle of atmospheric pressure

TH122

A

1672-545X（2017）08-0067-03

2017-05-12

鐘麗英（1969-），女，工程師，本科，主要從事理化檢驗及無損檢測工作。