国产高强钛合金金管路系统应用分析

付成勇

海山实业发展总公司，河北 石家庄 050000

摘要：随着现代国产航空装备的快速发展，液压气动系统管路连接技术的发展起着风向标的作用。针对液压气动系统管路连接技术的研究，从未停息，国外已研制出基于TA18高强钛合金管材的多种管路件连接形式。特别是国外军、民机28MPa、35MPa高强钛合金管路系统的成功应用，拉大了与国产航空装备管路连接技术应用方面的差距，国内的科研单位正在加速研制，相关技术指标、标准、工艺技术，以提高国产装备在该方面的差距。

关键词 钛合金 TA18 高功重比

1. 管路系统发展情况

据国内航空装备液压、环控、燃油等管路连接技术选用现状，管路件使用的连接方式主要为扩口（即喇叭口）连接形式。在使用中因装备使用中因装备使用局部区域振动差异、安装应力、连接部附件工作异常等因素，发生了大量危及装备安全的扩口位置根部裂纹故障，成为了国内航空装备长期难以有效根治的“顽疾”。通过收集到西方国家在管路件零星科技信息，以及引进波音、空客民机液压气动系统管路件的使用数据，在液压专业上世纪50年代就使用无扩口连接形式取代了液压气动系统所使用的扩口管路连接。

2. 管路系统发展趋势

   1. 追求高可靠性

液压气动系统管路件的可靠性，是航空装备设计选型要考虑的最关键因数，但是也受到管路连接技术发展的诸多制约。随着国产装备的批量使用，大量的用户故障数据显示，液压气动系统使用的扩口管路件可靠性，越来越难以承担大负荷使用条件下的高可靠性任务需求。对比国产自主知识产权主力航空装备广泛使用的无扩口连接技术，虽然在早期，由于技术不成熟阶段，时有渗油、漏气现象发生。经过多次的技术革新改进，技术已日趋成熟，能够满足大负荷使用条件下高可靠性需求，通过使用数据受到广泛使用的认可。

2.2追求高功重比

在现有航空装备液压气动系统供应系统中，压力级别为28MPa，使用的管材主要是1Cr18Ni9Ti或1Cr18Ni10Ti，其密度7.8g/cm²，抗拉强度为不小于550MPa,如使用欧美国家广泛使用的TA18高强钛合金管材，起密度4.6g/cm²,抗拉强度为不小于860MPa。按航标经验公式理论计算，如果28MPa使用TA18高强钛合金管路件，将比当前使用1Cr18Ni 9Ti或1Cr18Ni 9Ti管材的管路系统减重40%至60%。

1. 2. 追求便捷性

由于航空装备配装的管路系统十分复杂，高强钛合金管路件的机上安装受到安装定位精度，管路件制造成品精度的影响十分明显。为保证管路件的机上无应力装配，装配带来了极大的调整。

3. 高强钛合金合金管路系统应用关键技术

   1. 管材制造技术

管材制造的质量控制长期以来，是国产管材制造质量控制的难点，在管材研制阶段，都能较好地满足项目研制要求。在批产过程中，受到产量增加、工程化生产及现场管控环节复杂等因素的影响，交货质量呈现普遍下滑的趋势，导致后续工序制造的管路件质量稳定性差。由于TA18高强钛合金管材强度高，对微小缺口较为敏感的特点，对管材制造控制提出了更高的要求，以宝钛集团、西部钛业、华裕金剑为代表的一批企业，通过采用两辊。三辊轧制等新技术革新的方式，改进了管材制造控制技术，已能持续稳定制造符合专用标准的TA18管材，其中宝钛集团研制的TA18管材已符合波音、空客公司得适航质量体系要求。

1. 2. 管路件制造技术

基于TA18高强钛合金管材，液压气动系统使用的管路件连接技术在国内研究多年。目前研究的主要方向是采用滚压式无扩口管路连接件、轴向（或径向）外挤压无扩口管路连接件、记忆合金管路连接件等。随着国内一批管路件制造企业，陆续攻克影响诸如玩去底劳试验、脉冲试验等考核关键技术指标、工艺方法的解决，为高强钛合金管路系统的应用制造了可能，已崛起了开展基于TA18高强钛合金管路系统应用的热潮。

4. 结论

国产高强钛合金管材的成熟稳定供应和管路件制造关键技术的根本掌握，为国产高强钛合金管路系统在新研装备中的应用成为了可能。

参考文献

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作者简介

付成勇，高级工程师，主要从事航空装备管路连接技术的研究、制造、修理工作。