CN107511643B - 商用大型客机双壁不锈钢管加工方法及工装 - Google Patents

Abstract

商用大型客机双壁不锈钢管加工方法及工装,包括：管料切割和钝化、内外管支撑块粘接、内外管装配、内外管间隙注蜡、内外双层管整体弯曲、内外管平端面精确切割测量、管端柔性接头焊接、焊接组件尺寸及性能检测、压力测试；内外管间隙注蜡工序辅助工装采用竖立内、外管形式由底部向上反重力加压注蜡方式可最大化排除管内间隙空气，避免液态蜡固化时形成气孔而导致弯管褶皱；通过内外双层管整体弯曲，保证弯管过程中的内、外管同轴度；内外管平端面精确切割测量工序辅助工装以及管端柔性接头焊接辅助工装交错进行定位焊、焊接、尺寸调整、平端面，消除多种工艺误差积累，有效保证产品最终尺寸公差，压力测试工序辅助工装确保内、外管密封性。

Description

商用大型客机双壁不锈钢管加工方法及工装

技术领域

本发明涉及IPC分类F16L管接头或管件的结构改进技术，尤其是商用大型客机双壁不锈钢管加工方法及工装。

背景技术

大飞机一般是指最大起飞重量超过100吨的运输类飞机，包括军用大型运输机和民用大型运输机，也包括一次航程达到3000公里的军用或乘坐达到100座以上的民用客机。中国的大飞机是提高航空工业水平，完善空军装备水平的体现。

双壁管系统，也被称为同轴管系统可用于将流体从一个位置传送到另一个位置。双壁管系统包括内管和外管，且进一步可包括套管或设置在内管和外管之间的隔离材料。尽管双壁管系统可被用于传送任何流体，但是它尤其可用于传送燃料、危险液体、有毒气体、热空气、冷空气、污水或饮用水，这对于商用大型客机的设计制造至为重要。各种不同的内径和外径的双壁管系统都急需研发。

现有技术公开若干个技术方案，其一；内管传送流体，同时外管容纳从内管流出的流体。即内管作为流体主要输送管路，外管称为二级密封管，在内管发生泄漏时，外管可产生二次密封保护功能，提高流体输送管道周边区域或整个系统的安全等级。双壁管大量应用于涉及废水、地下水和过程安全的系统区域。适用于当危险物料输送管道经过燃油存储系统、油库、或由工厂排出，同样用于运输有毒、腐蚀性化学物质，或者输送废水经过引用水源湖泊区域。此类双壁管根据需要可采用高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或不锈钢等材料。如果输送高毒性气体通常需使用不锈钢双壁管。其二；作为热交换器用于提供流体流的热界面，双壁管用于提供双流体流动通道，其中第一流体在内管中沿第一方向被传送，而第二流体在外管中沿相反方向被传送。其三；双壁管还有一个特殊的应用叫外套管，当内管用于输送高粘稠度的流体时，此时外管可注入循环的热流体加热内管使内管保持高温确保流动。双壁管通常带有泄漏检测系统，当内管发生泄漏进入外管达到一定程度时会报警。现有双壁管技术制成工艺主要包含粘接、装配、注蜡、弯管、切割、平端面及焊接工艺。

中国专利申请201280049346.X公开一种用于双壁管组件(200)的接头，包括适配器(100，100a，100b，700，700a，700b)，该适配器具有通过腹板(170，770)连接的内壁(150，750)和外壁(120，720)，以及从外壁延伸的法兰(190，730)。内壁(150，750)构造成接收双壁管组件(200)的内管(220)。外壁(120，720)构造成与双壁管组件(200)的外管(210)相连。

中国专利申请201580057479.5提供了一种用于制造双壁管的方法。所述方法包括：挤压两个管，其中，一个管在另一个管内。在所述外管的外部周围设置第一模具并且沿所述内型坯的内部设置支架。然后，将流体注入所述内管与所述外管之间的所述腔中以抵靠所述第一模具模制所述外管。

中国专利申请201110268701.X公开一种双壁管(1)，其带有具有内径(AID)的外管(10)和具有外径(IAD)且布置在外管的内径内的内管(20)，从而在外管的内径与内管的外径之间形成管状的间隙(ZR)，其中，沿着双壁管的轴向(AR)设置有至少一个弯曲部位(30)，在弯曲部位(30)处设置有在内管与外管之间径向填满间隙的间隔元件(40)，且其中，每个间隔元件在轴向上仅填满间隙的一部分。根据本发明，与每个间隔元件的移除相联系的环境负荷被避免。此外，这由此实现，即，每个间隔元件由金属泡沫形成且因此可持久地保留在间隙中。

中国专利申请201410085780.4公开一种双壁管制管模具，包括用于形成内壁的内壁模、用于形成外壁的外壁模，内壁模中包括内壁外套，内壁外套的外壁上设置有外壁原料的进料段，该进料段包括从进料向出料的方向依次开设的第一环形槽、单头螺旋槽、第二环形槽和多头螺旋槽，所述的单头螺旋槽的导程大于多头螺旋槽的导程。这样，经第一环形槽的外壁原料进入单头螺旋槽，在其较大导程螺旋槽的作用下，增强了原料的塑化，而后再经第二环形槽沿周向大致均分进入多头螺旋槽，来防止原料过度的塑化，本设计可以在原有的内壁外套的外壁进行改进，开设进料段，从而有效提高原料的塑化，进而获得外表面的强度高和光洁度好的管体。

PCT专利申请WO2005/061142A1公开一种双壁管和一种用于制造先前所提及类型的双壁管的方法，其中，双壁管被用作用于内燃机的排气管。根据该文件，每个处在外管与内管之间的间隙中的间隔元件由塑料(尤其如聚乙烯)制造且在双壁管的横向于轴向的弯曲之后又被从间隙中移除。此处，每个间隔元件的移除优选地通过由于被导引穿过双壁管的废气的高温而无残渣的燃烧进行。

中国民航CCAR-25R4第25.994条规定：必须对发动机短舱内或机身内的燃油系统部件进行保护，以防止在有铺面的跑道上机轮收起着陆时，发生燃油喷溅造成起火的损坏。国产商用大飞机ARJ21、C919及空客A320、波音737等机型均将此范围内的燃油管设计成不锈钢材质双壁管以满足系统功能要求和适航要求。现有技术中，首先用支撑块固定内外管，然后将液态的蜡注入内外管间隙处，待蜡完全固化后，内外管会形成一个整体，此时可对内外管进行整体弯制加工至要求的形状，弯制的管子外形尺寸经检验合格后对内外管分别进行切割平端面至要求的尺寸，然后进行后续接头的焊接。由于液态蜡冷却成固态蜡时体积会收缩，如果注蜡时空气排除不干净，固化后将会形成气孔，气孔将可能导致内外管支撑不充分进而导致弯管褶皱的出现而产生次品；同时，由于最终要求两端口内管尺寸比外管长约1.5inch，受制于内管干涉，传统的平端面设备无法对外管及内外管支撑接头16进行精密加工。由于内管、外管需同时确保密封性，双壁管对公差要求极高，最终组件需消除弯管、切割及多道焊接热收缩带来的误差积累，加工难度非常大，交货周期长，成本高，严重影响商用大型客机的研制及批产。

发明内容

本发明的目的是提供商用大型客机双壁不锈钢管加工方法及工装，通过改进双壁管加工工装和生产工艺，有效保证产品最终尺寸公差以及内外管确保密封性，提高产品稳定性，降低后期装配难度。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：双壁管的部件包括内管、外管、内外管支撑接头、内管柔性接头、外管柔性接头和支撑垫块；在加工过程中设置应用工装，其中，内外管间隙注蜡工序辅助工装由内外管密封固定套筒、螺纹接嘴、碟形螺栓和螺纹接嘴装配构成；内外管平端面精确切割测量工序辅助工装由管子切割夹块和刀具夹持座装配构成；管端柔性接头焊接辅助工装由前支撑、后支撑、后压紧块、前压紧块、垫圈、前挡板和内六角螺栓装配构成；压力测试工序辅助工装包括内管压力测试堵头和压力测试适配器；加工方法工艺流程包括：管料切割和钝化、内外管支撑块粘接、内外管装配、内外管间隙注蜡、内外双层管整体弯曲、内外管平端面精确切割测量、管端柔性接头焊接、焊接组件尺寸及性能检测、压力测试；其中，内外管间隙注蜡工序辅助工装采用竖立内、外管形式由底部向上反重力加压注蜡方式可最大化排除管内间隙空气；通过内外双层管整体弯曲，保证弯管过程中的内、外管同轴度；内外管平端面精确切割测量工序辅助工装以及管端柔性接头焊接辅助工装交错进行定位焊、焊接、尺寸调整、平端面，消除多种工艺误差积累，有效保证产品最终尺寸公差，压力测试工序辅助工装确保内、外管密封性。

尤其是，内管和外管管料切割和钝化后，在内管外壁上均匀粘贴支撑垫块然后在其外套接外管，支撑垫块粘接位置避开弯曲区域，并同时需在内管和外管弯管前的直管上标识出第一弯切点，为避开焊接热影响，在内管和外管延长段上增加支撑垫块，弯管完毕后将其切掉，支撑垫块及内管的粘接区域均需打磨至露出原材料本色以增加附着力，粘接完毕后，外管套入内管应可自由滑动。

尤其是，内外管间隙注蜡工序辅助工装由内外管密封固定套筒、内螺纹接嘴、碟形螺栓和外螺纹接嘴构成，内外管密封固定套筒两端口内径分别与内管的外径和外管的外径相同，内外管密封固定套筒的两端外壁上分别开孔安装拧紧螺栓，而且，在内外管密封固定套筒的靠近内管口段外壁上安装内螺纹接嘴，在内螺纹接嘴外连接外螺纹接嘴，内螺纹接嘴连接外螺纹接嘴接通内外管密封固定套筒内腔连通内管和外管之间的间隙。

尤其是，在内外管平端面精确切割测量工序辅助工装上，管子切割夹块由两个扇形半圆盘组成，其内壁前部内径与外管外径相同，其内壁中后部内壁形状与内外管支撑接头外壁相配合；管子切割夹块5用于固定内管和外管组件于内外管平端面精确切割测量工序辅助工装上，刀具夹持座前端外缘均匀对称开有个刀片夹持槽，用于夹持刀片，刀具夹持座前端中部有沉头孔，可让开内管及内管柔性接头，刀具夹持座尾端具有偏心杆结构。

尤其是，管端柔性接头焊接辅助工装由前支撑、后支撑、后压紧块、前压紧块、垫圈、前挡板、内六角螺栓装配而成；前支撑上部有半圆形通槽，在该半圆形通槽轴向中部垂直截面上部横向开槽，在该槽中安装垫圈，垫圈中部开孔外缘有突出手柄，其中，在前支撑前端上部安装前压紧块，前压紧块下侧中部轴向开半圆形槽，前支撑后端安装后支撑，后支撑上侧安装后压紧块，后支撑与后压紧块结合面之间有通孔，在前支撑前端面以内六角螺栓铰接安装前挡板。

尤其是，焊接顺序需按图示依次完成W1、W2、W3、W4共4处焊缝；焊接顺序依次为：内外管支撑接头与外管管端焊缝焊接，内外管支撑接头外侧内缘与内管伸出端外壁焊缝焊接，内管柔性接头与内管伸出端外端面焊缝焊接，内外管支撑接头外侧端面与外管柔性接头焊缝焊接；完成W1、W2、W3处焊缝后，W4焊缝处内外管支撑接头在焊接前需进行一次平端面操作以消除焊接收缩量及切割带来的误差积累，最终确保焊件外形尺寸公差；完成W4焊缝前需提交一次授权焊接目视检查及无损检查，完成W4焊缝后还需进行一次授权焊接目视检查及无损检查。

尤其是，内管压力测试堵头一端开口另一端封闭，其开口端内径与内管管端外径相同。进行内管压力测试时，在内管的一个端口加盖内管压力测试堵头，在另一端连接测试设备打压测试。内管压力测试堵头对内管柔性接头提供密封；密封前，内管柔性接头、外管柔性接头需先安装O形圈然后套接内管压力测试堵头，锁紧后可封堵管组件一端。

尤其是，压力测试适配器一端封闭另一端开口，该开口端内径与外管管端外径向同，压力测试适配器内腔有环形台，该环形台中部圆形凹槽内径与内管管端外径相同；压力测试适配器对内管柔性接头和外管柔性接头提供密封，密封前，内管柔性接头和外管柔性接头需先安装O形圈然后套入适配器，锁紧后可将管组件另一端与压力测试设备相连接并可流入测试介质。

尤其是，在内管、外管的两端延长段上增设额外支撑垫块确保弯管时每个直段均带有支撑，弯管后焊接前将此额外支撑垫块切掉。

本发明的优点和效果：设置专用工装和工艺有效保证弯管过程中的内、外管同轴度，采用竖立内、外管形式由底部向上反重力加压注蜡方式可最大化排除管内间隙空气，避免了液态蜡固化时形成气孔而导致弯管褶皱；交错进行定位焊、焊接、尺寸调整、平端面，消除多种工艺误差积累，有效保证产品最终尺寸公差；内外管均可确保密封性；降低双壁管的加工难度，极大的降低了废品率，可重复批量的生产出合格的双壁管。

附图说明

图1为本发明实施例1双壁管结构示意图。

图2为本发明实施例1加工方法工艺流程图。

图3为本发明实施例1支撑垫块定位粘接示意图。

图4为本发明实施例1内外管间隙反重力加压注蜡辅助工装示意图。

图5为本发明实施例1双壁管平端面辅助工装。

图5-1为本发明实施例1双壁管平端面辅助工装中刀具夹持座结构示意图。

图6为本发明实施例1双壁管焊接辅助工装。

图7为本发明实施例1双壁管焊接顺序图。

图8为本发明实施例1双壁管压力测试堵头。

图9为本发明实施例1双壁管压力测试适配器。

内外管密封固定套筒1、内螺纹接嘴2、碟形螺栓3、外螺纹接嘴4、管子切割夹块5、刀具夹持座6、前支撑7、后支撑8、后压紧块9、前压紧块10、垫圈11、前挡板12、内六角螺栓13、内管14、外管15、内外管支撑接头16、内管柔性接头17、外管柔性接头18、内管压力测试堵头19、压力测试适配器20、支撑垫块21、第一弯切点22。

具体实施方式

本发明原理在于，优化注蜡工艺，避免产生气孔，改进平端面工装，确保内、外管及接头可精密切割至要求的尺寸，优化焊接工艺，合理安排焊接及平端面顺序，最终消除切割与焊接带来的误差积累，内、外管分开进行压力测试保证密封性，改进压力测试工装，使外管压力测试时工装可有效避开内管。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，双壁管的部件包括内管14、外管15、内外管支撑接头16、内管柔性接头17、外管柔性接头18和支撑垫块21；本发明在加工过程中设置应用工装，其中，内外管间隙注蜡工序辅助工装由内外管密封固定套筒1、螺纹接嘴2、碟形螺栓3和螺纹接嘴4装配构成；内外管平端面精确切割测量工序辅助工装由管子切割夹块5和刀具夹持座6装配构成；管端柔性接头焊接辅助工装由前支撑7、后支撑8、后压紧块9、前压紧块10、垫圈11、前挡板12和内六角螺栓13装配构成；压力测试工序辅助工装包括内管压力测试堵头19和压力测试适配器20。如附图2所示，加工方法工艺流程包括：管料切割和钝化、内外管支撑块粘接、内外管装配、内外管间隙注蜡、内外双层管整体弯曲、内外管平端面精确切割测量、管端柔性接头焊接、焊接组件尺寸及性能检测、压力测试；其中，内外管间隙注蜡工序辅助工装采用竖立内、外管形式由底部向上反重力加压注蜡方式可最大化排除管内间隙空气，避免了液态蜡固化时形成气孔而导致弯管褶皱；通过内外双层管整体弯曲，保证弯管过程中的内、外管同轴度；内外管平端面精确切割测量工序辅助工装以及管端柔性接头焊接辅助工装交错进行定位焊、焊接、尺寸调整、平端面，消除多种工艺误差积累，有效保证产品最终尺寸公差，压力测试工序辅助工装确保内、外管密封性。

如附图3所示，内管14和外管15管料切割和钝化后，在内管14外壁上均匀粘贴支撑垫块21然后在其外套接外管15，支撑垫块21粘接位置错开第一弯切点22，并同时需在内管14和外管15弯管前的直管上标识出来，需避开弯曲区域及焊接热影响，可根据需要在内管14和外管15延长段上增加支撑垫块21，弯管完毕后将其切掉，支撑垫块及内管的粘接区域均需打磨至露出原材料本色以增加附着力，粘接完毕后，外管15套入内管14应可自由滑动。

如附图4所示，内外管间隙注蜡工序辅助工装由内外管密封固定套筒1、内螺纹接嘴2、碟形螺栓3和外螺纹接嘴4构成，内外管密封固定套筒1两端口内径分别与内管14的外径和外管15的外径相同，内外管密封固定套筒1的两端外壁上分别开孔安装拧紧螺栓3，而且，在内外管密封固定套筒1的靠近内管14口段外壁上安装内螺纹接嘴2，在内螺纹接嘴2外连接外螺纹接嘴4，内螺纹接嘴2连接外螺纹接嘴4接通内外管密封固定套筒1内腔连通内管14和外管15之间的间隙。内外管间隙注蜡工序辅助工装在安装应用中，将已安装支撑垫块21并完成好内管14和外管15直管套装的内外管组件装入内外管密封固定套筒1中，拧紧两端外壁上的碟形螺栓3，分别固定内管14和外管15，安装内螺纹接嘴2和外螺纹接嘴4作为注蜡通道，高压的液态蜡通过内螺纹接嘴2和外螺纹接嘴4进入内管14和外管15之间的间隙。其中，内螺纹接嘴2和外螺纹接嘴4之间需安装一个标准球阀，外螺纹接嘴4一端带螺纹与标准球阀连接，另一端通过软管连接至注蜡设备中。注蜡时将其打开作为液态蜡通道，注蜡完毕将其关闭直至蜡完全固化。内外管密封固定套筒1内部装有两个O型密封圈分别用于内管14和外管15密封避免液态蜡溢出。注蜡时内管14和外管15需垂直放置，内外管间隙注蜡工序辅助工装安装于竖立的内管14和外管15下端，从底部进行注蜡，反重力形式注蜡可有效排除管子内部空气，避免蜡固化后气孔的产生，待蜡完全固化后可进行弯管操作并检验外观尺寸确保符合验收要求。

如附图5所示，在内外管平端面精确切割测量工序辅助工装上，管子切割夹块5由两个扇形半圆盘组成，其内壁前部内径与外管15外径相同，其内壁中后部内壁形状与内外管支撑接头16外壁相配合；管子切割夹块5用于固定内管14和外管15组件于内外管平端面精确切割测量工序辅助工装上，如附图5-1所示，刀具夹持座6前端外缘均匀对称开有4个刀片夹持槽，用于夹持刀片，刀具夹持座6前端中部有沉头孔，可让开内管14及内管柔性接头17，刀具夹持座6尾端具有偏心杆结构，以安装到平端面设备动力输出装置上，该动力输出装置带动刀具夹持座6旋转并进给完成平端面加工。其中，管子切割夹块5夹住外管15和内外管支撑接头16上，中间会有一条细缝，通过机器压紧管子切割夹块5两半夹块缩小该细缝距离从而达到压紧外管15的目的。管子切割夹块5外部形状与平端面设备接头一致，内壁带有可避让外管15与内外管支撑接头16焊缝的环形槽，可完成焊接前内管14、外管15及焊接后内外管支撑接头16的平端面操作，同时管子切割夹块5可对焊接后的内外管支撑接头16垂直段提供支撑定位，可有效保证平端面时的垂直度，进而保证内管柔性接头17和外管柔性接头18焊接后的同轴度。内外管平端面精确切割测量工序辅助工装可有效确保焊接前外管15及焊接后内外管支撑接头16的端面平整而不伤及内管14及内管柔性接头17。所有平端面操作均需考虑焊接收缩量，以确保最终焊件外形尺寸要求。

如附图6所示，管端柔性接头焊接辅助工装由前支撑7、后支撑8、后压紧块9、前压紧块10、垫圈11、前挡板12、内六角螺栓13装配而成；前支撑7上部有半圆形通槽，在该半圆形通槽轴向中部垂直截面上部横向开槽，在该槽中安装垫圈11，垫圈11中部开孔外缘有突出手柄，其中，在前支撑7前端上部安装前压紧块10，前压紧块10下侧中部轴向开半圆形槽，前支撑7后端安装后支撑8，后支撑8上侧安装后压紧块9，后支撑8与后压紧块9结合面之间有通孔，在前支撑7前端面以内六角螺栓13铰接安装前挡板12。

管端柔性接头焊接辅助工装在应用时，前支撑7用于内管柔性接头17和外管柔性接头18的外形支撑定位并提供端面检验标记，锁紧前压紧块10可固定内管柔性接头17。后支撑8用于外管15支撑并提供端面检验标记，锁紧后压紧块9可固定外管15，后支撑8与后压紧块9均带有焊缝避让槽，可完成管组件焊接后的检验。垫圈11用于外管柔性接头18的端面定位并可提供压紧功能进行夹具上定位焊。前挡板12用于内管柔性接头17端面定位挡件，作为焊件焊前及焊后外形检验依据。

如附图7所示，焊接顺序需按图示依次完成W1、W2、W3、W4共4处焊缝；焊接顺序依次为：内外管支撑接头16与外管15管端焊缝焊接，内外管支撑接头16外侧内缘与内管14伸出端外壁焊缝焊接，内管柔性接头17与内管14伸出端外端面焊缝焊接，内外管支撑接头16外侧端面与外管柔性接头18焊缝焊接。完成W1、W2、W3处焊缝后，W4焊缝处内外管支撑接头16在焊接前需进行一次平端面操作以消除焊接收缩量及切割带来的误差积累，最终确保焊件外形尺寸公差。完成W4焊缝前需提交一次授权焊接目视检查及无损检查，完成W4焊缝后还需进行一次授权焊接目视检查及无损检查。

如附图8所示，内管压力测试堵头19一端开口另一端封闭，其开口端内径与内管14管端外径相同。进行内管14压力测试时，在内管14的一个端口加盖内管压力测试堵头19，在另一端连接测试设备打压测试。内管压力测试堵头19有不同尺寸规格，可对内管柔性接头17和外管柔性接头18提供密封。密封前，内管柔性接头17、外管柔性接头18需先安装O形圈然后套接内管压力测试堵头19，锁紧后可封堵管组件一端。

如附图9所示，压力测试适配器20一端封闭另一端开口，该开口端内径与外管15管端外径向同，压力测试适配器20内腔有环形台，该环形台中部圆形凹槽内径与内管14管端外径相同。压力测试适配器20有不同尺寸规格，可对内管柔性接头17和外管柔性接头18提供密封，并可与压力测试设备相连接供测试介质流入。密封前，内管柔性接头17和外管柔性接头18需先安装O形圈然后套入适配器20，锁紧后可将管组件另一端与压力测试设备相连接并可流入测试介质。内管14及外管15压力测试需分别进行，以分别检测内管14及外管15的密封性。

前述中，在内管14、外管15的两端延长段上增设额外支撑垫块21确保弯管时每个直段均带有支撑，弯管后焊接前将此额外支撑垫块21切掉，巧妙消除了支撑垫块21的焊接热影响。

本实施例中，两端口内管14尺寸比外管15长约3.81cm，内管14和外管15每端接头含有4道焊缝，包含对接焊及角焊，所以内管14压力测试后，外管15压力测试时需避开内管14。

本发明在加工过程中需要注意的包括：

1)、精确定位及合理布置支撑垫块21，确保避开弯管区域及后续焊接热影响。

2)、内管14和外管15垂直竖立放置，采用内外管间隙注蜡工序辅助工装从底部向上进行加压注蜡，根据反重力原理可有效排除管内空气，避免蜡固化后产生气孔进而导致弯管褶皱。

3)、必须以内外管平端面精确切割测量工序辅助工装进行外管切割及端面平整，保证尺寸公差的同时又不会伤害内管。

4)、合理安排各焊缝和平端面顺序，以管端柔性接头焊接辅助工装焊接，消除尺寸误差积累，保证最终外形尺寸。

5)、采用压力测试工序辅助部件，对内外管分别进行压力测试，确保密封性。

本发明中，支撑垫块21定位粘接时为避开后续焊接热影响同时又确保足够的支撑以保证弯管质量，选择在管子延长段上增加额外的支撑块，弯管后焊接前将且切掉，巧妙地解决了此问题。

本发明中，将传统的由从顶部注蜡方式，改为从底部注蜡，借助注蜡辅助工装进行底部加压注蜡可有效排除管内部空气，可确保蜡冷却后工作段内无内部气孔产生有效保证弯管质量。

本发明中，内外管平端面精确切割测量工序辅助工装有效避开焊缝W1、内管14及内管柔性接头17的干涉进行端面平整操作，并对内外管支撑接头16垂直端提供定位，尤其在长管子的切割中可有效保证切割端面的垂直度，切割时均考虑焊接收缩量，以保障焊接后管组件最终尺寸外形。

本发明中，管端柔性接头焊接辅助工装改变传统的先切割后焊接的步骤，交叉进行切割平端面及焊接，以消除多处切割及焊接带来的误差积累，并对管组件提供足够的定位保证内管柔性接头17、外管柔性接头18与内管14、外管15的同轴度及管组件末端尺寸公差，从而有效避免后续应力装配，可同时保证内管及外管系统的密封性。

本发明加工出的不锈钢材质双壁管在正常及疲劳工况下可承受60PSI的压力、80℃的环境温度、3.6g重力加速度载荷，在限制工况下可承受90PSI的压力，在极限工况下可承受135PSI的压力并可抵抗约815℃的环境温度。

Claims (6)

1.商用大型客机双壁不锈钢管加工方法,其特征在于，双壁管的部件包括内管(14)、外管(15)、内外管支撑接头(16)、内管柔性接头(17)、外管柔性接头(18)和支撑垫块(21)；在加工过程中设置内外管间隙注蜡工序辅助工装、内外管平端面精确切割测量工序辅助工装、管端柔性接头焊接辅助工装和压力测试工序辅助工装，其中，内外管间隙注蜡工序辅助工装由内外管密封固定套筒(1)、内螺纹接嘴(2)、碟形螺栓(3)和外螺纹接嘴(4)装配构成；内外管平端面精确切割测量工序辅助工装由管子切割夹块(5)和刀具夹持座(6)装配构成；管端柔性接头焊接辅助工装由前支撑(7)、后支撑(8)、后压紧块(9)、前压紧块(10)、垫圈(11)、前挡板(12)和内六角螺栓(13)装配构成；压力测试工序辅助工装包括内管压力测试堵头(19)和压力测试适配器(20)；加工方法工艺流程包括：管料切割和钝化、内外管支撑块粘接、内外管装配、内外管间隙注蜡、内外双层管整体弯曲、内外管平端面精确切割测量、管端柔性接头焊接、焊接组件尺寸及性能检测、压力测试；其中，内外管间隙注蜡工序辅助工装采用竖立内、外管形式由底部向上反重力加压注蜡方式可最大化排除管内间隙空气，避免了液态蜡固化时形成气孔而导致弯管褶皱；通过内外双层管整体弯曲，保证弯管过程中的内、外管同轴度；内外管平端面精确切割测量工序辅助工装以及管端柔性接头焊接辅助工装交错进行焊接，消除多种工艺误差积累，有效保证产品最终尺寸公差，压力测试工序辅助工装确保内、外管密封性；

在内外管间隙注蜡工序辅助工装上，内外管密封固定套筒(1)两端口内径分别与内管(14)的外径和外管(15)的外径相同，内外管密封固定套筒(1)的两端外壁上分别开孔安装拧紧螺栓(3)，而且，在内外管密封固定套筒(1)的靠近内管(14)口段外壁上安装内螺纹接嘴(2)，在内螺纹接嘴(2)外连接外螺纹接嘴(4)，内螺纹接嘴(2)连接外螺纹接嘴(4)接通内外管密封固定套筒(1)内腔连通内管(14)和外管(15)之间的间隙；

在内外管平端面精确切割测量工序辅助工装上，管子切割夹块(5)由两个扇形半圆盘组成，其内壁前部内径与外管(15)外径相同，其内壁中后部内壁形状与内外管支撑接头(16)外壁相配合；管子切割夹块(5)用于固定内管(14)和外管(15)于内外管平端面精确切割测量工序辅助工装上，刀具夹持座(6)前端外缘均匀对称开有(4)个刀片夹持槽，用于夹持刀片，刀具夹持座(6)前端中部有沉头孔，可让开内管(14)及内管柔性接头(17)，刀具夹持座(6)尾端具有偏心杆结构；

在管端柔性接头焊接辅助工装上，前支撑(7)上部有半圆形通槽，在该半圆形通槽轴向中部垂直截面上部横向开槽，在该槽中安装垫圈(11)，垫圈(11)中部开孔外缘有突出手柄，其中，在前支撑(7)前端上部安装前压紧块(10)，前压紧块(10)下侧中部轴向开半圆形槽，前支撑(7)后端安装后支撑(8)，后支撑(8)上侧安装后压紧块(9)，后支撑(8)与后压紧块(9)结合面之间有通孔，在前支撑(7)前端面以内六角螺栓(13)铰接安装前挡板(12)。

2.如权利要求1所述的商用大型客机双壁不锈钢管加工方法，其特征在于，内管(14)和外管(15)管料切割和钝化后，在内管(14)外壁上均匀粘贴支撑垫块(21)然后在其外套接外管(15)，支撑垫块(21)粘接位置需避开所有弯曲区域，同时需在内管(14)和外管(15)弯管前的直管上标识出第一弯切点(22)，在内管(14)和外管(15)延长段上增加支撑垫块(21)，弯管完毕后将其切掉，支撑垫块及内管的粘接区域均需打磨至露出原材料本色以增加附着力，粘接完毕后，外管(15)套入内管(14)应可自由滑动。

3.如权利要求1所述的商用大型客机双壁不锈钢管加工方法，其特征在于，焊接顺序需依次完成W1、W2、W3、W4共4处焊缝；焊接顺序依次为：内外管支撑接头(16)与外管(15)管端焊缝W1焊接，内外管支撑接头(16)外侧内缘与内管(14)伸出端外壁焊缝W2焊接，内管柔性接头(17)与内管(14)伸出端外端面焊缝W3焊接，内外管支撑接头(16)外侧端面与外管柔性接头(18)焊缝W4焊接；完成W1、W2、W3处焊缝焊接后，W4焊缝处内外管支撑接头(16)在焊接前需进行一次平端面操作以消除焊接收缩量及切割带来的误差积累，最终确保焊件外形尺寸公差；完成W4焊缝前、后均需提交一次焊接目视检查及无损检查。

4.如权利要求1所述的商用大型客机双壁不锈钢管加工方法，其特征在于，内管压力测试堵头(19)一端开口，另一端封闭，其开口端内径与内管(14)管端外径相同；进行内管(14)压力测试时，在内管(14)的一个端口加盖安装内管压力测试堵头(19)，在另一端连接测试设备打压测试；内管压力测试堵头(19)对内管柔性接头(17)提供密封；密封前，内管柔性接头(17)、外管柔性接头(18)需先安装O形圈然后套接内管压力测试堵头(19)，锁紧后可封堵管组件一端。

5.如权利要求1所述的商用大型客机双壁不锈钢管加工方法，其特征在于，压力测试适配器(20)一端封闭，另一端开口，该开口端内径与外管(15)管端外径向同，压力测试适配器(20)内腔有环形台，该环形台中部圆形凹槽内径与内管(14)管端外径相同；压力测试适配器(20)对内管柔性接头(17)和外管柔性接头(18)提供密封，密封前，内管柔性接头(17)和外管柔性接头(18)需先安装O形圈然后套入压力测试适配器(20)，锁紧后可将双壁不锈钢管另一端与压力测试设备相连接并可流入测试介质。

6.如权利要求2所述的商用大型客机双壁不锈钢管加工方法，其特征在于，在内管(14)、外管(15)的两端延长段上增设额外支撑垫块(21)确保弯管时每个直段均带有支撑，弯管后焊接前将此额外支撑垫块(21)切掉。