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摘要：近些年，我国航天事业蓬勃发展，正处于由航天大国迈向航天强国的关键阶段，而火箭正是航天的一项重要工程，增压输送系统又是火箭动力系统重要的组成部分，且是影响火箭以及有效载荷性能、安全性、可靠性的一个极其重要的分系统。增压输送系统的质量直接影响产品的成败。若某些产品的增压输送系统在使用过程中出现泄漏，将直接影响火箭的顺利发射。本文结合火箭增压输送系统泄漏原因进行分析，学习前人的经验，并加以总结，以供参考。
关键词：火箭增压输送系统；焊接；检漏；气密
引言
火箭增压输送系统被称为火箭运行中的重要“器官”，其质量直接影响着火箭的应用效果。下文将结合火箭增压输送系统泄漏的多种原因进行探讨，分析火箭增压输送系统在使用过程中出现的泄漏问题，总结一些火箭增压输送系统常见检漏方法。
1火箭增压输送系统及结构设计
火箭增压输送系统包含贮箱、增压相关管路、活门（含电磁阀）、气瓶、手阀等。
1.1贮箱以及管路焊接
贮箱箱底的瓜瓣之间、箱体的筒段之间、过渡环与筒段之间等都需要焊接，然后才能拼接成整个箱体；导管的接头、三通等与管材也需要焊接。
1.2法兰接口
箭体上一些通经大的接口、增压输送管路以及发动机部分气液接口都使用法兰加密封圈结构实现连接密封。
1.3球头球窝或者台阶式双道密封
测压、吹除、气封、阀门控制、部分增压管路等大多使用通经较小的导管，这些导管依靠外套螺母连接，密封形式分为球头球窝、台阶配合密封圈等。
2火箭增压输送系统泄漏原因
2.1装配及焊接因素：对中性不好、焊接加工、施加力矩过大导致密封面损伤、多余物混入密封圈或者密封面等。
1）导管装配对中性不好
装配外套螺母连接的导管时，首先应使密封面紧密贴合；扩口型的导管还应使扩口部位同轴贴合于接头的锥体上，管路接口的等效应力主要集中在扩口导管和直通管接头的锥面以及外套螺母的螺纹齿根区域，因此管路安装的对中性对其密封影响极大。但是，导管装配过程中有多种因素会造成导管接口对中性不好，例如：成形的导管可能由于多个接口的装配误差累积、壳体制造误差、导管选取误差均会导致后续接口对中性不好，造成一定的角度偏差和径向偏差，使其密封环面积减小，部分区域出现应力集中，密封性能降低。
2）焊接加工因素
a）焊接工艺环节。焊接工艺缺陷，焊接前两焊接件装配尺寸不合格，对接间隙过大，难以保证焊接质量。相关参数选择不合适，例如：焊接速度、保护气、电流、送丝速度等。
b）焊接过程控制。焊接过程中相关仪器设备问题，焊料使用问题，作业人员状态问题，作业人员资质问题，还有各种环境：温湿度、焊接过程中有无穿堂风影响、光线是否不好、焊接厂房洁净度是否满足要求。
c）施加力矩过大导致密封面损伤。随着摩擦系数的增大，密封性能反而降低；拧紧力矩的增加会使密封性能增强，但超过某一极限值，管路连接件可能发生破坏，进而造成管接口泄漏。
2.2密封圈使用问题：密封圈安装错误－高温会引起材料变质，低温则引起材料硬化。
火箭是一个极为庞大的系统工程，一发箭上的零组件多达数十万个，在装配过程中有很多易错的项目。譬如，各系统的密封圈就是管理、安装中的易错项目。XX型号煤油系统和氧系统某些密封圈在大小、颜色、形状等外观上就没有差异。但是所属系统不一样。这就要求所有参与人员必须认真负责，分区分系统做好防错工作。关键的小部件同大部件是同等重要的，1986年美国挑战者号航天飞机由于发射时气温过低，橡胶造的O型圈失去了弹性，造成原本应该密封的固体火箭助推器内高压高热气体泄漏，最终导致高速飞行的航天飞机在高空解体。所以，航天系统一个小小的密封圈也关乎成败，做好每一项工作的防错工作都不容忽视，对于不同系统的密封圈完全可以通过颜色来区分，提高不同系统密封圈的辨识度。
2.3零部组件保管因素：
1）密封圈长期存放老化、保存方法不当、储存，运输受高温影响造成密封圈损坏。
2）导管储存不当造成有锈蚀或者损伤
火箭增压输送系统相关部位有锈蚀或者损伤也会给火箭带来安全和质量隐患。管路在长时间存放后，可能由于厂房温湿度不满足存放条件，或者管路敞口未能保护好等等，这些都会导致内外壁或者焊接部位锈蚀；另外在产品搬运周转过程中，也会发生磕碰，给产品带来磕碰伤。
3火箭增压输送系统检查安装注意事项
3.1在产品接收时，相关系统的零部组件，尤其是薄壁贮箱的内外表面，管路外表面等可视部位应清洁无锈蚀现象，表面不能有超过规定尺寸的机械损伤，波纹管的波峰位置不能有划伤。导管接头的密封面以及法兰盘结构密封面部位不能有机械损伤，可以有因液压、气密试验时由于装配所留下的周向痕迹。
3.2装配时，如果导管自由状态下不能良好对中，允许用手轻压或者牵拉导管来消除横向位移和轴向间隙，并且导管的外套螺母能用手拧在接管嘴螺纹上时才能装配对接；最后，若上述情况仍不能实现装配，允许对导管进行局部冷弯校正，保证其对中性良好，避免装配应力的产生。
3.3焊接完成后，所有焊接接头必须外观检查，外观检查有疑问时，应进行局部着色检查。当封闭结构内部焊接接头无法进行外观检查时，允许按设计文件规定，在剖切件的模拟件上或在经破坏性试验的焊接件上进行焊接接头的外观检查。
4火箭增压输送系统泄露检测技术
泄漏检测技术主要应用在真空容器，压力容器或者液体容器等检测，例如漏孔、裂纹等穿壁缺陷以及气密性缺陷，防止发生泄漏而导致安全隐患，甚至发生事故，避免能源损失或者污染环境等。
4.1检漏方法的选择
泄漏检测方法的选择很多，每种方法的特点不同，要根据检漏的要求、产品特性和检测环境等选择不同的检查方法。
4.2检漏方法的分类及应用
产品的状态不同，检漏的分类又可分为压力检漏法和真空检漏法。而火箭增压输送系统最为常见的方法是压力检漏法。
1）压力检漏的几个常用方法
对系统总漏率的检查通常使用压降法。压降法又叫做加压放置法，就是通过配气台（有时高压还需要连接增压泵）给系统充压至某额定值，关闭充气阀门，稳定一段时间，再记录一段时间，检查系统压力变化值。如果变化范围满足要求，则认为系统不漏；如果压降不满足要求，则证明系统有泄漏，需要排除漏孔。此种方法使用普遍，简单，是泄露检测最基本的方法。在贮箱、气瓶充压检漏时常用。但是，不能判断出具体漏孔位置。
对于单一密封部位的检漏主要有：①流量计法，一般测试漏率大于1x10-1Pam3/s；②对于漏率要求在1x10-1Pam3/s~1x10-3Pam3/s的部位的检漏，选择皂泡法，此方法在增压输送系统中较为常用，其测试漏率灵敏度可达到1x10-4Pam3/s.在检漏时应注意肥皂液的游离碱不大于0.05%，皂液稀稠得当，太稀了易于流动，无法覆盖在待检漏孔上，太稠了透明度就差些。注意涂抹肥皂泡应覆盖所有可能泄露的部位，检查压力符合设计要求，检查合格后，注意用无水乙醇清洁所有涂皂液位置；③对于漏率要求在1x10-3Pam3/s以下的漏孔，一般采用氦质谱检漏仪吸枪法；④漏率要求以气泡数计算时，其检漏方法是以无水乙醇为检验介质，用内经为5mm，长度为0.5~0.6m的软管进行检查，软管的一端与封堵检查部位的橡皮塞相连，另一端插入无水乙醇当中，深度不超过3mm，并在充压压力稳定后，记录气泡逸出数量，记录时间为1分钟，若1分钟内无气泡漏出，则记为零泡每分钟，若有气泡漏出，再开始计时1分钟，记录气泡总数即为此处漏率。
2）其他的压力检漏方法还有：水压法、听音法、超声波法、氨气检漏法、卤素检漏法、放射性同位素法等，本文不做专门介绍。
结语
通过分析上文可以发现火箭增压输送系统出现泄漏的因素很多，在制造、周转、装配等过程中，相关人员应当以身作则，通过质量管理过程控制，及时发现工作中的质量隐患，避免泄漏情况的产生。火箭增压输送系统泄漏检测管理对保证航天系统工程质量、节约成本、保证航天发射成功率具有重要意义。
参考文献：
[1]航天工业标准.周万盛、刘乃华、陈晨.QJ3099-99.航天产品焊接质量控制通用要求【S】.
[2]航天工业标准.李焕林、林孙彤、王振武、李鹤清.QJ920A-96.弹箭体管路系统总装通用技术要求【S】.