滨海发射场低温管路法兰连接螺栓 环境腐蚀断裂失效机理
2021-10-13杨波俞少行井建鑫张再经张生金陈吉伟
装备环境工程 2021年9期
杨波,俞少行,井建鑫,张再经,张生金,陈吉伟
(1.中国文昌航天发射场,海南 文昌 571300;2.航天发射场可靠性技术重点实验室,海口 570100)
基于火箭和航天器发射后的安全和成本等方面的考虑,全球多数航天发射场沿海而建,如美国的肯尼迪航天中心和范登堡空军基地、欧洲航天局的库鲁太空中心、日本的种子岛宇宙中心、印度的斯里哈里科塔发射场等。海南文昌航天发射场是我国首个低纬度滨海航天发射场。滨海发射场,特别是处于赤道附近的滨海发射场,发射地球同步航天器能够利用地球自转提高火箭运力和延长航天器(卫星)在轨寿命。但是,滨海发射场所处的复杂气候腐蚀环境严重威胁发射场地面设备设施的可靠性,美国肯尼迪航天中心等世界各国滨海发射场每年耗费巨额资金用于海洋环境腐蚀问题。我国的海南文昌航天发射场比美国同类发射场面临更为严酷的热带海洋腐蚀环境,其腐蚀等级为GB/T 19292.1—2018规定的最高大气腐蚀等级CX(极高)[1],发射场地面设备设施的可靠正常运行面临严峻挑战。
航天发射场有各式连接螺栓等紧固件,仅高强度螺栓就不少于20万个,其可靠性对发射场地面设备 设施的正常运行至关重要[2-3]。文中针对滨海发射场用于低温管路法兰连接的高强度螺栓的断裂问题进行了失效分析,结合螺栓所处“高温、高湿、高盐雾”(三高)海洋环境及使用过程中低温高压的工况,通过分析影响螺栓的盐雾腐蚀、应力作用、形貌特征、化学成分及硬度等因素[4-5],明确了高强度连接螺栓的腐蚀断裂原因,并采取有效措施,避免此类问题的发生。……
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