卡套式連接導管接頭脫落故障分析

陳亞琦　李靜　吳彥文

摘 要：隨著工業技術的發展，在飛機上各種各樣的導管及接頭被廣泛使用。目前在國內使用頻率最高導管連接方式的為擴口式導管連接，但是，擴口式導管在加工過程中會導致管接頭處存在某種缺陷，因此，無擴口導管的應用有著很大的意義。本次，在飛機改裝過程中，使用了無擴口式導管，并對其中發生的故障原因進行分析，為后續無擴口導管的使用提供借鑒。

關鍵詞：卡套式連接；導管；接頭脫落；故障分析

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

在現代工業中，導管及接頭被廣泛使用，目前在國內民用飛機上使用頻率最高的導管連接方式為擴口式導管連接，但是，擴口式導管在加工過程中會導致導管端頭擴口處根部變薄，在頻繁拆卸及長期震動的環境中使用，容易使導管從根部發生斷裂，使管路內部介質泄漏，造成不良影響。因此，無擴口導管的應用有著很大的意義。

本次，在飛機改裝過程中，使用了無擴口式導管即卡套式導管連接方式，因為是初次在飛機上使用，在使用過程中出現了一些問題，本次對其中發生的故障原因進行分析，為后續卡套式導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。當卡套和螺母套在鋼管上插入接頭體后，旋緊螺母時，卡套前端外側與接頭體錐面貼合，內刃均勻地咬入無縫鋼管，形成有效密封，見圖1。

2 故障現象

2015年6月，在飛機上將所有的卡套式導管連接完成后進行氣密試驗。氣密試驗壓力為7MPa，保壓時間要求為5分鐘。當試驗進行到第2分鐘左右時，有根導管突然從管接頭內脫落并甩出來。脫落后的情況見圖2。

3 故障分析

根據卡套式連接的原理及標準要求對此現象進行分析。卡套式連接主要連接件為螺母、襯套及導管。在使用前先將螺母、襯套套在導管上，然后將其整體旋入接頭體內（接頭體為工裝，其內部結構與卡套式導管所要連接的管嘴完全相同），在使用機械設備或人力將其旋入的過程中，螺母推動襯套向前運動，而接頭體不動，從而對導管上的襯套形成擠壓，而襯套的材質較硬，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管內，并且在擠壓的過程中，襯套通過變形僅僅的抱死在導管上，與導管形成一體，可以有效起到密封的效果。襯套及其連接圖見圖3、圖4。

在原理上對導管從襯套中脫出進行分析，造成這種情況的原因共有兩種情況：

3.1 卡套刃口已經嵌入導管內

當卡套刃口已經嵌入導管內時，造成導管脫落的原因應為，導管預裝時接頭體與實際安裝的管接頭內部結構存在差異。在襯套旋入到接頭體內時，因接頭體內部孔徑大于導管外徑（見圖1），因此若導管在預裝時伸出襯套部分大于2mm（標準要求導管伸出襯套部分長度應為2mm），而實際安裝時的管接頭無法包容導管超出的長度部分，在螺母擰緊的過程中，導管超出長度部分頂在連接的接頭底部，而此時襯套尚未完全貼合在接頭內壁上，此時，會感覺螺母無法擰到位，若加大擰緊力矩，使螺母安裝到位，螺母會帶動襯套向前運動，而襯套預裝時切入導管的刃口就會崩壞，無法繼續卡住導管，在導管受到內部壓力沖擊的時候，就會從襯套內脫出。

3.2 卡套刃口未能嵌入導管內

若導管預裝時，因為襯套的材料與導管的材料不符合要求，或預裝時的力矩不符合要求，導致襯套上的刃口無法切入到導管內，此時導管與襯套、螺母僅僅依靠摩擦力相互固定在一起。一旦導管內部所受壓力造成的沖擊力大于導管與襯套、螺母之間的摩擦力，導管就會從襯套內部脫出。而且，導管、襯套與螺母之間的摩擦力遠小于襯套切入導管后使其脫落的沖擊力。

經過以上分析后，對脫落的導管及襯套進行檢查，在導管與襯套的配合部位未發現有明顯的切入痕跡，表面非常的光滑。而根據GB3765的要求，當導管初次預裝完成后，襯套的刃口必須均勻切入導管內，切入深度為0.1-0.2mm。并且，為了驗證安裝工藝是否可以達到標準的要求，GB3765-86中要求對安裝好后的導管要進行切口試驗，即將導管從中心部位剖開后，檢查襯套的刃口是否確實嵌入到導管內部。GB-3765-2008中雖然將切割試驗取消，但是通過使用4倍的工作壓力進行氣密試驗來代替檢驗刃口的切入情況。由此可見，卡套式連接的最關鍵之處在于預裝時襯套刃口切入的程度一定要符合要求。