重复使用的航天器陶瓷加注管接头密封性能研究

航天器在轨推进液加注使用的常规金属材料球锥密封面加注管接头,在太空环境以及大的接触应力条件下长期重复使用,磨损严重,且易发生冷焊,导致密封失效。采用陶瓷涂层和陶瓷镶块对加注管接头进行改进,对陶瓷复合加注管接头抗磨和密封性能进行实验测试,并与金属材料加注管接头进行比较。结果表明,采用陶瓷涂层和陶瓷镶块明显提升了加注管接头重复使用下的耐磨性和密封性,提升了加注管接头的使用次数。陶瓷镶块方案充分利用了陶瓷的硬度和耐磨性能,再加上接触面间采用不同材质避免了黏着磨损,密封效果最佳。

陶瓷涂层加注管接头密封性能研究

球锥面密封结构是航空航天及化学工业中普遍采用的密封结构,对其密封性能研究及改进具有一定的工程应用价值。球锥面加注管接头的主要材料是1Cr18Ni9Ti,当重复使用时,接触表面极易发生磨损,影响密封特性。针对上述问题,采用涂层表面处理技术,提高表面抗磨损性能和密封性能。借助ANSYS有限元软件,模拟分析了接触表面的应力分布情况。陶瓷涂层弹性模量越大,接触应力越大,密封性越好,但粘结强度较低。当涂层与基体弹性模量相接近时,粘结强度较好。因此对4种陶瓷涂层进行等离子喷涂并进行密封及磨损试验研究。结果表明:TiN涂层加注管接头黏着磨损及磨粒磨损现象有较大改善,重复使用效果最好。

关于重复使用的航天器陶瓷加注管接头密封性能分析

在太空环境及比较大的接触应力条件下,长期且重复使用航天器陶瓷加注管接头,磨损严重,且容易出现冷焊情况,造成密封失效.本文运用陶瓷镶块与陶瓷涂层对其进行改进,实验测试加注管接头的密封性能.