氧氣導管異物問題改進方案研究

拜 斌

(海軍裝備部西安軍事代表局，西安 710089)

0 引言

在進行某型機驗收檢查中發現氧氣視流器中出現疑似管路加工殘留物。若氧氣管路內殘留硫酸、氯化鈉、鉻酸酐與重鉻酸鈉的粉狀物，會進入系統中的附件腔體，堵塞系統附件微小孔徑，引起系統活門卡滯，影響系統附件閉合時的密封性及用氧壓力調節功能，導致系統性能降低或喪失[1-3]。同時管路內的殘留物會隨高速氣流流動，在撞擊、摩擦中可能產生火花或電火花，引起火災或爆炸等更為嚴重的情況。且氧氣系統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，針對問題產生的全過程進行機理分析、定位及改進，避免此類問題的發生[4-5]。

1 氧氣導管異物問題定位

1.1 導管加工流程及方法

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

圖1導管結構及加工方法

1.2 機上故障件檢查情況

分解氧氣示流器進行目視檢查，發現玻璃表蒙內部及表盤上有疑似紅黃色顆粒和粉末狀異物。分解機上氧氣導管及示流感應器并進行檢查，發現導管出現疑似紅黃色異物。對導管進一步分解檢查，剖開導管，導管中有紅黃色粉末狀異物掉落，導管內壁局部顏色變黑，疑似銹蝕。對其他飛機導管進行檢查，發現存在類似問題。

1.3 氧氣示流器和導管異物故障樹分析

為了準確定位氧氣示流器和導管異物內存在的原因，對銅導管加工過程逐步進行分析，主要有以下潛在因素：

1.3.1 銅管內壁自身存在缺陷

該銅管直徑約3mm，無法通過目視的方法檢查管內壁，所以導管內部缺陷無法顯性檢出，故無法判斷其內孔是否存在殘留物，需要進一步抽樣驗證，不能排除該問題原因。

1.3.2 導管清洗及吹風不徹底

工藝規范要求在零件鈍化后對零件進行徹底漂洗，實際操作的方法是將導管一端插入去離子水龍頭沖洗導管內孔，這個過程穩定性相對較差，不能確保導管內的溶液被徹底沖洗干凈。同時由于該導管外徑為Φ3mm，風管內徑為Φ10mm，在導管插入風管后進入導管的風量小，所以在風量小的狀態下無法保證內孔的水完全吹干。

1.3.3 工藝方法不完備

在進行導管制造指令檢查中，清洗、檢查方法及要求在指令中不完善，在操作執行性與檢驗標準性方面需要進一步驗證。

2 機理分析

2.1 異物金相測試

對氧氣示流器內紅黃色顆粒和粉末狀異物、氧氣導管內紅黃色粉末狀異物和氧氣導管鈍化溶液蒸餾后殘渣進行金相測試，確定異物中主要含有Cr、Cl等化學元素，與鈍化槽液中的化學成分相符。

2.2 銅導管鈍化流程分析

分析導管鈍化過程，認為只有在鈍化過程中槽液含有Cr、Cl等化學元素，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化學元素只能在銅合金鈍化槽處理過程中產生，因此確定異物應是在導管鈍化過程中產生并附著于導管內壁。

2.3 導管驗收與制造檢驗過程分析

2.3.1 導管驗收

此項氧氣導管內孔僅有Φ2mm，無法目視檢查零件的銅管內壁，若此項零件在原材料狀態下內壁已經存在缺陷，而此缺陷又無法檢出，就很有可能出現管內有殘留物的情況。

2.3.2 導管鈍化后的清洗及吹干

原有的清洗方法是將導管的一端插入去離子水龍頭中進行沖洗，但由于該項零件內徑小，所以從導管另一端流出的去離子水不穩定，不能完全達到徹底清洗導管內孔的目的。原有的吹干方法是將導管一端插入風管中，但由于該項零件外徑小風管內徑大，在導管插入風管后進入導管的實際風量較小，且由于導管為異形件，通過該種方法的吹風不能完全達到徹底吹干管壁中殘留的溶液及漂洗水的目的。

2.3.3 導管內壁的清洗要求

在制造指令中對銅導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，所以可能導致導管內壁若出現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管內壁出現殘留物的因素有：原材料缺陷未檢查、導管鈍化后清洗工具及方法不合適、導管吹干工具及方法不明確等方面。

3 改進方案及驗證情況

通過對問題產生的原因調查以及故障機理分析，能夠初步判斷：導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管內壁未徹底清理。為此制定以下改進方案并進行試驗驗證。

3.1 改進清洗工具

由于導管內徑太小，普通沖洗方法清洗劑無法充分進入內腔。為此制定專用注射設備，通過管路一端向導管內部注入槽液，確保槽液從另一端流出，進行循環清洗。

3.2 明確清洗工藝

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

3.3 規范操作過程，加強過程控制

采用注射裝置清洗導管時，溶液易濺射，須穿戴防護面具、防護服、干凈的乳膠手套。同時將導管處于平直狀態，并均勻、穩定地使用較小的力量推動注射裝置進行清洗。

導管加工后，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。如果沒有目視可見的物質，證明已清洗干凈，滿足質量要求；如果有殘余物質則需再次返工沖洗進行清洗檢查。

驗證結果：完成導管的全部生產流程后，依據工藝規程的要求在導管的外表面進行了點滴試驗，試驗結果合格。隨后又取了其中一項零件，將其剖開，在內表面也進行了點滴試驗，試驗結果也滿足點滴試驗要求，如圖2所示。

圖2改進方案及效果

通過驗證，所制定的改進措施能夠保證導管內外表面鈍化膜的完整，通過清洗及吹風處理的導管能夠保證內表面不存在殘留物,改進措施合理有效,滿足導管零件化的質量要求。

4 結語

通過機理分析，從導管原材料驗收、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管內壁出現殘留物的三個可能因素。并通過問題復現和試驗證明，在導管制造中進行鈍化處理后，若未對導管內孔進行徹底沖洗，細小導管內壁可能殘留含鉻、鋁等物質。針對氧氣導管出現的問題分析總結，制定了專項改進方案，通過新工藝方法應用驗證，此改進措施可以避免同類問題的再發生，對類似問題以及后續產品的質量提供了有力的技術保障。