CN103793553B

CN103793553B - 一种管道配置方法

Info

Publication number: CN103793553B
Application number: CN201310698077.6A
Authority: CN
Inventors: 唐斌运; 王伟青; 曹文庆; 杨占伟; 宋阳
Original assignee: Xian Aerospace Propulsion Testing Technique Institute
Current assignee: Xian Aerospace Propulsion Testing Technique Institute
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: CN103793553A

Abstract

本发明一种管道配置方法，在进行管道配置时，先进行管道环境的模拟，在模拟环境中进行各管路的模拟，在各模拟管路中选择关键点，各关键点将各条管路进行分割形成各个小段，参照先前的管道制作经验，将整条管道的制作公差配给到各个小段，当各段内的累积公差小于补偿器的补偿能力时，开始所管道的制作。在该方法中，很大一部分都是在模拟环境中完成的，因此对于一些对现场环境使用时间有限制或由于现场条件恶劣不允许长期使用的情况，本发明能够有效的减少现场环境的使用。

Description

一种管道配置方法

技术领域

本发明属于管道配置技术领域，涉及一种小空间振动环境管道下的快速配制方法。

背景技术

我国新一代液氧煤油发动机研制过程中，依据火箭总体设计的要求，需要进行四台发动机的并联试车。四机并联试车由于计划安排非常紧凑，管道多、空间小、要求高；所有的技术改造需要穿插在试车过程中进行，对于管道的配置环境使用有一定的时间要求，需要一种方法在有限的并且被分割为小段的配制周期完成管道制作，尽量减少管道的配置环境的使用时间。

由于发动机及试车台相关部位的空间尺寸很小，所有管道需要布置在有限空间的空间中。四台发动机试车中振动强烈，对管道配制要求很高，区别于一般的管道配制，所有管道都需要在配制完成后进行探伤、打压及去除应力等工作；按照正常的工作流程，管道在制作前需要进行试装，配置完成后也需要进行试装，所有的辅助工序完成后进行正式安装。导致试车所需管道的配置周期比较一般管道配置时间很长。由于发动机入口在空间分布，且入口为倾斜状态，进一步增加了管道配制的难度。

发明内容

为解决现有管道配置环境使用时间有限问题，本发明提供一种管道快速配制方法。

本发明的技术解决方案如下：

一种管道配置方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】建立初步数字模型，模型参数包括管道布置空间形状、各管道的入口位置、各管道的出口位置；

2】依据所建立的初步数字模型，进行全部管路模拟，包括各管道走向、各管道尺寸、补偿器及补偿器的安装位置、各管道之间的连接关系的模拟，

3】在模拟管路上选择一些关键点，所选择的相邻两个关键点之间必须包含至少一个补偿器，对关键点制作定位工装；所述关键点将整条管路分割成若干段，每一段的公差是独立的，

4】依据建立的初步模型和关键点的位置及补偿器的补偿能力，参照前期积累管道制作误差数据，对该段内所有焊缝的公差带进行分配，

5】当各段内的累积公差小于该段内补偿器的补偿能力时，可确认管道的制作结果可控，进行步骤7】，

6】如果不可控，重复步骤3】-4】直至各段内的累积公差小于补偿器的补偿能力，进行步骤7】；

7】按照管道的模型和各分段分配的公差进行各分段管路及其连接件的机械加工；

8】将步骤7】中制作好的所有分段管路及其连接件进行点焊，

9】将点焊后的管道进行正式焊接，焊接后进行测试及后续处理。

当各段内的累积公差小于补偿器的补偿能力时，可减少关键点和/或补偿器，重复步骤3】-9】。

当管道工作在强振动环境下时，对于直径小于15mm的管道，管道的最大旋悬臂长L与管道直径满足L<60R的关系。

当管道工作在强振动环境下时，在步骤9】之后还包括在位于振动源处的管道加设防振动固定装置的步骤，所述防振动装置包括绑扎在管道上的多道不锈钢丝及缠绕在不锈钢丝外的玻璃丝带。

本发明与现有技术相比，优点是：

1、本发明管道配置方法，摒弃了现有通过在真实环境中一边进行管道配置一边进行误差修正的方式，而通过事先管道环境的模拟，在模拟环境中进行预配置管路的布局，参照先前管道制作公差，在各模拟管路中选择关键点，依据分段内的公差最小化原则，将经验预估公差按照关键点进行分配，当各段内的累积公差小于补偿器的补偿能力时，可确认管道的制作结果可控，开始各段管道的制作。在该方法中，很大一部分都是在模拟环境中完成的，因此对于一些对现场环境使用时间有限制或由于现场条件恶劣不允许长期使用的情况，本发明能够有效的减少现场环境的使用。

2、本发明通过对管道配置的模拟，可以缩短整个配置周期。

3、本发明在振动环境下使用时，通过使管道的最大旋悬臂长L与管道直径的满足一定的关系，可以保证在振动环境下管路工作的可靠性。

4、本发明在振动环境下使用时，振动源处的管道设置有防振动固定装置，该固定装置，结构简单，现场灵活性高，是一种快速的管道固定解决方案。

5、本方法特别适用于狭小空间下的管道配置，通过虚拟的管道的模拟，在设计之初，就可了解到管道设计的可行性及合理性，为前期的管道强度分析及支架强度分析提供基础。

附图说明

图1是管道配置环境数字化立面图；

图2是煤油管道初步配置立面图；

图3是管道焊缝补偿立面图；

图4是制作完毕后的管道整体布局。

具体实施方式

以下以四台发动机的管道配置为例结合附图对本发明做详细说明。

四台发动机包含了四机液/氧煤油8条管道、2套分流装置（液氧分流装置及煤油分流装置、10套支架，辅助供应管路包括约50余根DN10-DN15的管道构成。

1】建立初步数字模型，模型参数包括管道布置空间形状、各管道的入口位置、各管道的出口位置；本例中包括液氧管道的入口11、煤油管道入口12、煤油管道出口13和液氧管道出口14各4条共8各，如下图1所示。

2】依据所建立的初步数字模型，进行全部管路模拟，包括各管道走向、各管道尺寸、补偿器及补偿器的安装位置、各管道之间的连接关系的模拟，本例中为液氧及煤油管道各一条，具体的煤油管道结构形式如下图2，21为煤油入口，22为煤油出口。

3】在模拟管路上选择一些关键点，所选择的相邻两个关键点之间必须包含至少一个补偿器，对关键点制作定位工装；关键点将整条管路分割成若干段，每一段的公差是独立的，本例中选择液氧入口31、煤油入口21、液氧出口32、煤油出口22、液氧分流装置33、煤油分流装置23为关键点，通过三个点将每条管路分割为2个独立的误差考核段落。

4】依据建立的初步模型和关键点的位置及补偿器的补偿能力，参照前期积累的管道制作误差数据，对该段内所有焊缝的公差带进行分配，保证每一段累积的公差最小化。本例中的煤油管路共涉及到9组焊缝，分别是第一焊缝1、第二焊缝2、第三焊缝3、第四焊缝4、第五焊缝5、第六焊缝6、第七焊缝7、第八焊缝8、第九焊缝9，我们通过对每组焊缝设定不同的公差范围，达到了每段的公差总量小于补偿器的额定补偿能力，具体如下图3。

以煤油分流器的上段为例（附图3中的X方向），此分段内设置的分流上段补偿器31补偿能力在X方向为-5mm～+15mm.参照前期积累的管道制作误差数据，焊缝1～2在X方向的分配误差为10mm，焊缝3～5在X方向的分配误差为5mm。下表参照前期积累的管道制作误差数据计算了本段内相关焊缝在X方向的累计误差总和，误差在补偿器可满足范围内，出现不能安装的概率小于0.27%。

表分流器上段公差情况表

5】当各段内的累积公差小于该段内补偿器的补偿能力时，可确认管道的制作结果可控，开始各分段管道的制作，本例子中可以满足补偿要求。

6】按照管道的模型和各段分配的公差进行各段管路及其连接件的机械加工；将制作好的所有管路及其连接件在配置环境中进行点焊，将点焊后的管道进行正式焊接，焊接后进行测试及后续处理。

7】如果不可控，重复步骤3】-4】直至各段内的累积公差小于补偿器的补偿能力，进行步骤6】；

当管道工作在强振动环境下时，在步骤6】之后还包括在位于振动源处的管道加设防振动固定装置的步骤，所述防振动装置包括绑扎在管道上的多道不锈钢丝及缠绕在不锈钢丝外的玻璃丝带。

通过本发明的使用，在由多段分割的15天时间周期内完成了所有的管道制作，完成的系统管道图如下图4。

全部安装完毕后，补偿环节的变形量符合预想状态及设备的工作状态，所有管路全部一次对接成功。

Claims

1.一种管道配置方法，其特征在于：包括以下步骤：

4】依据建立的初步数字模型和关键点的位置及补偿器的补偿能力，参照前期积累管道制作误差数据，对该段内所有焊缝的公差带进行分配，

2.根据权利要求1所述的管道配置方法，其特征在于：当各段内的累积公差小于补偿器的补偿能力时，减少关键点和/或补偿器，重复步骤3】-9】。

3.根据权利要求1或2所述的管道配置方法，其特征在于：当管道工作在强振动环境下时，对于直径小于15mm的管道，管道的最大旋悬臂长L与管道直径R满足L<60R的关系。

4.根据权利要求3所述的管道配置方法，其特征在于：当管道工作在强振动环境下时，在步骤9】之后还包括在位于振动源处的管道加设防振动固定装置的步骤，所述防振动固定装置包括绑扎在管道上的多道不锈钢丝及缠绕在不锈钢丝外的玻璃丝带。