卡套式连接导管接头脱落故障分析

陈亚琦　李静　吴彦文

摘 要：随着工业技术的发展，在飞机上各种各样的导管及接头被广泛使用。目前在国内使用频率最高导管连接方式的为扩口式导管连接，但是，扩口式导管在加工过程中会导致管接头处存在某种缺陷，因此，无扩口导管的应用有着很大的意义。本次，在飞机改装过程中，使用了无扩口式导管，并对其中发生的故障原因进行分析，为后续无扩口导管的使用提供借鉴。

关键词：卡套式连接；导管；接头脱落；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.221

在现代工业中，导管及接头被广泛使用，目前在国内民用飞机上使用频率最高的导管连接方式为扩口式导管连接，但是，扩口式导管在加工过程中会导致导管端头扩口处根部变薄，在频繁拆卸及长期震动的环境中使用，容易使导管从根部发生断裂，使管路内部介质泄漏，造成不良影响。因此，无扩口导管的应用有着很大的意义。

本次，在飞机改装过程中，使用了无扩口式导管即卡套式导管连接方式，因为是初次在飞机上使用，在使用过程中出现了一些问题，本次对其中发生的故障原因进行分析，为后续卡套式导管连接的使用提供借鉴。

1 卡套式连接简介

卡套式管接头由三部分组成：接头体、卡套、螺母。当卡套和螺母套在钢管上插入接头体后，旋紧螺母时，卡套前端外侧与接头体锥面贴合，内刃均匀地咬入无缝钢管，形成有效密封，见图1。

2 故障现象

2015年6月，在飞机上将所有的卡套式导管连接完成后进行气密试验。气密试验压力为7MPa，保压时间要求为5分钟。当试验进行到第2分钟左右时，有根导管突然从管接头内脱落并甩出来。脱落后的情况见图2。

3 故障分析

根据卡套式连接的原理及标准要求对此现象进行分析。卡套式连接主要连接件为螺母、衬套及导管。在使用前先将螺母、衬套套在导管上，然后将其整体旋入接头体内（接头体为工装，其内部结构与卡套式导管所要连接的管嘴完全相同），在使用机械设备或人力将其旋入的过程中，螺母推动衬套向前运动，而接头体不动，从而对导管上的衬套形成挤压，而衬套的材质较硬，在被挤压变形的过程中，其自身带有的刃口就均匀的切入到导管内，并且在挤压的过程中，衬套通过变形仅仅的抱死在导管上，与导管形成一体，可以有效起到密封的效果。衬套及其连接图见图3、图4。

在原理上对导管从衬套中脱出进行分析，造成这种情况的原因共有两种情况：

3.1 卡套刃口已经嵌入导管内

当卡套刃口已经嵌入导管内时，造成导管脱落的原因应为，导管预装时接头体与实际安装的管接头内部结构存在差异。在衬套旋入到接头体内时，因接头体内部孔径大于导管外径（见图1），因此若导管在预装时伸出衬套部分大于2mm（标准要求导管伸出衬套部分长度应为2mm），而实际安装时的管接头无法包容导管超出的长度部分，在螺母拧紧的过程中，导管超出长度部分顶在连接的接头底部，而此时衬套尚未完全贴合在接头内壁上，此时，会感觉螺母无法拧到位，若加大拧紧力矩，使螺母安装到位，螺母会带动衬套向前运动，而衬套预装时切入导管的刃口就会崩坏，无法继续卡住导管，在导管受到内部压力冲击的时候，就会从衬套内脱出。

3.2 卡套刃口未能嵌入导管内

若导管预装时，因为衬套的材料与导管的材料不符合要求，或预装时的力矩不符合要求，导致衬套上的刃口无法切入到导管内，此时导管与衬套、螺母仅仅依靠摩擦力相互固定在一起。一旦导管内部所受压力造成的冲击力大于导管与衬套、螺母之间的摩擦力，导管就会从衬套内部脱出。而且，导管、衬套与螺母之间的摩擦力远小于衬套切入导管后使其脱落的冲击力。

经过以上分析后，对脱落的导管及衬套进行检查，在导管与衬套的配合部位未发现有明显的切入痕迹，表面非常的光滑。而根据GB3765的要求，当导管初次预装完成后，衬套的刃口必须均匀切入导管内，切入深度为0.1-0.2mm。并且，为了验证安装工艺是否可以达到标准的要求，GB3765-86中要求对安装好后的导管要进行切口试验，即将导管从中心部位剖开后，检查衬套的刃口是否确实嵌入到导管内部。GB-3765-2008中虽然将切割试验取消，但是通过使用4倍的工作压力进行气密试验来代替检验刃口的切入情况。由此可见，卡套式连接的最关键之处在于预装时衬套刃口切入的程度一定要符合要求。