[发明专利]一种航天阀门密封结构快速修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天阀门密封结构快速修复方法，属于航天推进阀门技术领域。

背景技术

航天器推进阀门对于洁净度的要求非常高，需要防止多余物对于产品密封面的污染。如果在密封面上出现了多余物，或者多余物划伤了密封面，就会形成泄漏通道，导致阀门内漏超标。阀门产品大多都是航天器中的单点产品，一旦密封失效，将会对航天器造成非常严重的影响，甚至导致任务失败。

航天阀门的密封一般均属于接触式密封，都是靠密封面紧密贴合产生一定的密封比压来实现密封的。当密封面贴合且受到足够的作用力时，塑料密封面会产生一定的变形。这个变形称为压痕，变形量用压痕深度表示。一般在压痕内出现的贯穿性划伤将导致阀门内漏。

由于航天阀门的内漏指标非常重要，一般均采用软密封形式，提高密封能力。软密封有很好的承受污染的能力，如果有20～25个0.127毫米的粒子落到这种密封座上，仍可保持零泄漏的能力，但是它很怕被划伤，如一条同样直径的划痕(0.127毫米)，横贯划伤密封面，就会造成泄漏。

塑料由于其使用温度范围大，且性能稳定，不易发生松弛、变形等特性，而作为航天阀门的密封材料广泛应用。但是，塑料密封面对于多余物更加敏感，过程控制和防护的难度也更高。

对于完成了焊接之后的航天阀门，一旦有多余物进入内部造成污染，将有可能导致阀门密封漏率超标而使得阀门报废。如果在发动机整机阶段发现该问题，则发动机也无法使用。

目前，对于尚未进行焊接的内漏故障阀门，一般只能采用更换密封件的方法进行处理，如果阀门已经完成了焊接，则产品只能报废。全过程多余物防控的难度非常大，在研制过程中难免会有部分产品发生因多余物污染导致的内漏故障问题，所有研制过程中发生内漏故障的可能性非常大。同时，航天产品的成本非常高，每一台阀门的价格均很昂贵，尤其若阀门在装配发动机整机之后发生泄漏报废问题，则整台发动机也将随之报废，在经济上带来巨大的损失。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种航天阀门密封结构快速修复方法，通过对塑料密封件进行加热的方式使密封面形状发生改变，与喷嘴阀口形状相吻合，弥合间隙堵塞泄漏通道，之后采用液体快速冷却的方法固定密封面形状，使得阀门的密封性能得以恢复。

本发明的技术解决方案是：

一种航天阀门密封结构快速修复方法，所述航天阀门密封结构包括喷嘴阀口、挡板和塑料密封件，塑料密封件镶嵌在金属挡板上，与喷嘴阀口组成一对密封副，在密封力的作用下使得塑料密封件产生形变，与喷嘴阀口紧密贴合实现密封，所述航天阀门密封结构快速修复方法步骤如下：

(1)使用气体或液体介质对阀门内腔进行冲洗，将附着在挡板和塑料密封件上的浮动多余物清除；

(2)使用氦质谱仪，采用真空加压法，对阀门进行内漏漏率检测，如果漏率检测结果合格，则说明内漏故障是由浮动多余物引起的，按照步骤(1)中方式清除后阀门密封结构已经修复；

如果内漏漏率检测结果不合格，则说明浮动多余物在挡板的密封面上产生了划伤，形成了无法弥合的泄漏通道，进入步骤(3)；

(3)将阀门放置于烘箱或者高温箱中，加热至该阀门的最高使用温度，保温1小时，使得塑料密封件上的温度升高至所述该阀门的最高使用温度，并且均匀稳定；

(4)将阀门从烘箱或者高温箱中迅速取出之后迅速的浸入常温液体中，使得塑料密封件得以迅速冷却；

(5)使用洁净气体，采用脉冲开关的方式将阀门通道内残留的液体吹干；

(6)使用氦质谱仪，采用真空加压法，对阀门进行内漏漏率复测，如果内漏漏率依然超标，则将阀门置于烘箱或者高温箱中，加热至比上一次的加热温度高10℃的温度，并保温1小时，之后返回步骤(4)；如果漏率检测结果合格，则表明阀门密封结构已经修复。

所述步骤(4)中使用的常温液体为无水乙醇。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)针对航天阀门产品在完成了装配焊接之后发生内漏故障难以解决的问题，本发明基于塑料密封件在高温和密封压力的作用下会发生变形的原理，提出了一种修复方法，对产品进行加热，使得密封面的压痕在高温和压力作用下加深，超过多余物造成的划伤深度，使得密封面的压痕表面重新回复平整，消除贯穿性划伤，因此不用更换密封件即可使阀门的密封性能得以恢复。