CN110961405A - 一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法 - Google Patents

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Abstract

一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，所述航空发动机技术领域，本方法依据高温碱液氧化还原作用，将零件表面积碳等沉积物氧化还原松动从而使其与基体表面剥离，同时对加力燃油总管内部的积碳通过振荡作用使其脱离管壁，并利用超声波振荡反抽吸力用油将加力燃油总管内壁上积碳从进油管接嘴带走，达到清除积碳的目的。本发明方法能够在保证进油管接嘴铬层不损伤的情况下，保质、高效的清除新型发动机加力燃油总管积碳，使加力燃油总管除积碳合格率达到95％。

Description

一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法
技术领域
本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法。
背景技术
航空发动机在工作过程中，燃油中不饱和烯烃和胶质在高温状态下产生的焦着状的物质称为积碳，加力燃油总管长期工作后，容易在加力燃油总管内、外壁面及喷杆(孔)内、外部产生积碳，积碳堵塞在喷油孔处，从而造成喷油孔喷射有效面积减小，导致燃油总管流量下降。航空发动机加力燃油总管有较高的密封要求，发动机燃油总管、喷嘴内外表面留存积碳及油污，清洗难度大，表现为总管积碳堵塞、流量和分布试验超标等。因此从提高修理效率、优化积碳去除效果的角度需要开展加力燃油总管超声波除积碳技术研究，以彻底清除总管、喷嘴内外表面油污及积碳，达到修理标准要求。
目前，航空发动机加力燃油总管除积碳方式主要有两种：(1)国外发动机采用加热法除积碳，将加力燃油总管放入到真空炉中加热到700-800℃，国外发动机加力燃油总管的除积碳合格率达90％左右。(2)国内发动机加力燃油总管除积碳时通常采用汽油清洗结合超声波振荡反抽的方法，除积碳合格率达90％左右。
本发明涉及一种新型发动机，其结构形式与国外发动机相近，显著不同点是在加力燃油总管的进油管接嘴上镀有铬层。如果参照国外发动机修理使用加热法除积碳，会因加热温度过高(700-800℃)导致铬层硬度大幅下降，不能满足原设计要求。若将加热温度由700-800℃降到400-500℃时，铬层硬度下降幅度不大但积碳清除不彻底，表现在流量和分布不均匀度试验值不合格，此时采用加热法除积碳合格率仅60％左右。由于新型发动机工况较恶劣，加力燃油总管内积碳情况较严重、顽固，如果采用汽油清洗结合超声波振荡反抽的方法除积碳，一次除积碳合格率较低，加力燃油总管重新清洗、再进行流量试验不仅增加修理费用还延长了修理周期，最终通过流量、分布试验的合格率仅为70％，清洗效果不理想。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，依据高温碱液氧化还原作用，将零件表面积碳等沉积物氧化还原松动从而使其与基体表面剥离，同时对加力燃油总管内部的积碳通过振荡作用使其脱离管壁，并利用超声波振荡反抽吸力用油将加力燃油总管内壁上积碳从进油管接嘴带走，达到清除积碳的目的。本发明方法能够在保证进油管接嘴铬层不损伤的情况下，保质、高效的清除新型发动机加力燃油总管积碳，使加力燃油总管除积碳合格率达到95％，其具体的技术方案如下：
本发明的一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，具体包括如下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为200～300g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为500～700g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1:1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到120℃～140℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗20～30min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽20～30min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走；
上述的一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，其中：
所述步骤2中，反抽器型号为JS0091；
所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。
本发明的一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，与现有技术相比，有益效果为：
一、本发明方法利用120℃～140℃的碱液对积碳进行氧化还原，降低清洗温度，以保证进油管接嘴铬层硬度不下降，从而保护部件性能不损伤；
二、本发明的加力燃油总管除积碳方法，一次除积碳合格率高达95％，效率远高于真空加热法除积碳方法和汽油清洗方法；
三、本发明的加力燃油总管除积碳方法，工艺步骤简单，碱液与超声波共同作用，剥离速度快，可大幅节省清洗时间，提高清洗速度；
四、本发明的加力燃油总管除积碳方法可应用各型发动机的返厂检修、到寿修理中，按每台发动机有5根加力燃油总管，平均每根总管2.1万元，除积碳合格率按70％提升到95％计，每台发动机节约成本：5*(95％-70％)*2.1万元＝2.6万元；
五、本发明的加力燃油总管除积碳方法，可广泛用于航空发动机加力燃油总管以及燃气轮机燃烧室供油管路的除积碳。
具体实施方式
实施例1
一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，包括如下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为200g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为700g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1:1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到120℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗20min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽30min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走。
所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。
实施例2
一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，包括如下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为240g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为650g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1:1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到130℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗20min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽20min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走。
所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。
实施例3
一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，包括如下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为260g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为600g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1:1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到140℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗25min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽25min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走。
所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。
实施例4
一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，包括如下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为280g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为550g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1:1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到120℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗30min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽30min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走。
所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。
实施例5
一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，包括如下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为250g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为600g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1:1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到130℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗25min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽25min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走。
所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。
实施例6
一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，包括如下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为300g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为500g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1:1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到140℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗30min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽20min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走。
所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。

Claims (2)

1.一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，高温碱液清洗：
将浓度为200～300g/L的亚硝酸钠溶液与浓度为500～700g/L的氢氧化钠溶液按体积分数比1：1的比例混合，并加入超声波清洗槽中，然后将混合溶液加热到120℃～140℃，最后将加力燃油总管浸入高温混合溶液中进行超声波震荡浸泡并清洗20～30min；
步骤2，水洗：
将步骤1碱液清洗后的加力燃油总管取出，紧接着放入80～100℃热水中反复清洗5min，再放入常温的冷水中反复清洗5min，然后用120℃的洁净压缩空气吹干；
步骤3，超声波振荡反抽：
将步骤2水洗吹干后的加力燃油总管放入装有煤油的超声波清洗机中，然后将加力燃油总管的进油管接嘴连接反抽器，打开超声波清洗机的振动器进行超声波振荡，并通过反抽器进行反抽20～30min，利用煤油将加力燃油总管内壁上被超声波振荡下的积碳带走。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机加力燃油总管清除积碳的方法，其特征在于所述步骤3中，超声波清洗机的超声波总功率为7.5KW，共三块超声波振板，每块超声波振板功率为2.5KW，超声波振板发射面采用δ＝3mm的SUS304不锈钢板制作，超声波频率为20KHz，超声波振板为底面发射。
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