[发明专利]一种抑制航空燃料RP-3热氧化结焦与沉积的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制航空燃料RP-3热氧化结焦与沉积的方法，具体涉及一种用于航空发动机空/油换热器中抑制航空燃料RP-3热氧化结焦与沉积的方法。

背景技术

随着发动机的发展，发动机的热负荷将会越来越重，为保证飞行的可靠性和相应的隐身性能，需要采取有效的措施对热端部件进行冷却。发动机热端部件的冷却问题在很大程度上成为了航空发动机的发展瓶颈。传热学的角度看，在冷气用量和内部冷却结构都无法大幅度变化的前提下，最有效的方法就是考虑如何降低冷却空气本身的温度，提高冷气本身品质。用航空煤油对冷却空气进行冷却，以提高其冷却品质是一种具有广阔应用前景的方案。在航空煤油在进入燃烧室燃烧之前，先经换热器吸收用于冷却涡轮高温部件的冷却空气的热量，这样既可以解决航空发动机日益突出的冷却问题，又有利于燃料的雾化和燃烧，对发动机冷却系统和燃油系统的设计都具有重要价值。当航空煤油的温度达到约150℃将会产生氧化结焦，燃料与其中的溶解氧开始反应，通过自由基链式反应机理，形成氢过氧化物。随着反应的加深，这些复杂的产物增加了燃料的粘度，进而经过聚合、缩合、凝结，形成胶状固体沉积物，造成燃料控制阀的粘滞，并且污染燃料喷嘴和换热器，严重时会导致整个飞行系统失效。如果不能有效抑制热氧化结焦，将极大的限制航空发动机换热器的工程应用。

发明内容

本发明提供一种抑制和减缓航空燃料RP-3在航空发动机空油换热器管内及金属壁面的热氧化结焦形成与沉积的方法，此方法通过对金属表面进行预处理，使金属表面钝化，减少其表面对结焦的催化活性，从而降低了整个换热器的结焦，提高了换热器整体使用寿命，提高了可靠性，降低了维护成本。

本申请的技术方案如下，一种抑制与减缓航空燃料RP-3在航空发动机空油换热器管内及金属壁面的热氧化结焦形成与沉积的方法，其特征在于通过对金属表面进行预处理实现，所采用的预处理方法包括对金属表面的酸洗、钝化与电解抛光，所述的酸洗、钝化包括：酸洗前验收-除油-水洗-酸洗-水洗-除挂灰-水洗-钝化-水洗-中和-水洗-干燥-除氢，除油采用化学除油：氢氧化钠60～80g/L，磷酸钠20～40g/L，碳酸钠20～40g/L，硅酸钠3～10g/L。总碱度65～100g/L，温度70～90℃，时间以油除净为止。

本发明进一步的改进为除油采用电化学除油：氢氧化钠30～50g/L，磷酸钠20～30g/L，碳酸钠20～30g/L，水玻璃3～5g/L。总碱度40～60g/L，温度60～80℃，电流密度3～10A/dm²，时间：阴极3～5min，阳极1～5min，电极材料用钢板尤其是镀镍钢板。

本发明进一步的改进为除油干净的标准为：除油后水洗，水膜连续30s不裂开。

本发明进一步的改进为预处理过程中的酸洗采用硝酸140～150g/L，磷酸110～120g/L，水余量，室温下5～10min。

本发明进一步的改进为酸洗后采用气/水枪冲洗挂灰，即用压力为2～5kg/cm²的压缩空气和自来水混合的高速水流冲洗工件。

本发明进一步的改进为预处理过程中的钝化采用硝酸体积浓度在40％以上的钝化液，温度以室温为宜，时间30min。

本发明进一步的改进为预处理过程中的电解抛光包括：电解抛光工艺流程：电解抛光→清洗→漂洗(去离子水)→风干→再钝化。

本发明进一步的改进为预处理过程中的电解抛光采用磷酸40～50g/L，硫酸35～40g/L，铬酸3～4g/L，水17～20g/L，温度40～60℃，时间12 min，电压5～15V，电流密度75～82A/dm²。

本发明进一步的改进为所述的航空燃料RP-3是航空煤油，预处理的金属表面是不锈钢表面。

采用本发明技术方案可以得到有益的效果。