高清可复制 HB 8722-2023 飞机换热器寿命分析及试验要求

　　ICS 49.090 V 35

　　HB 8722-2023

　　飞机换热器寿命分析及试验要求

　　Life analysis and test requirements for heat exchanger of aircraft

　　2023-12-29 发布 2024-07-01 实施

　　中华人民共和国工业和信息化部 发 布

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国航空工业集团有限公司提出。

　　本文件由中国航空综合技术研究所归口。

　　本文件起草单位：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心、中国航空综合技术研究所。

　　本文件主要起草人：詹宏波、吴京泽、卢 军、田力伟、周小平。

　　飞机换热器寿命分析及试验要求

　　1 范围

　　本文件规定了飞机换热器(以下简称“换热器”)寿命分析要求及寿命试验要求等。

　　本文件适用于飞机换热器。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GJB 150.16A-2009 军用装备实验室环境试验方法 第 16 部分：振动试验

　　HB 8486-2014 飞机环境控制系统试验通用要求

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　寿命 life

　　产品从制造完成到出现不可修复故障的时间长度。

　　3.2

　　寿命剖面 life profile

　　产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。

　　3.3

　　寿命试验 life test

　　为了测定产品在规定条件下的寿命所进行的试验。

　　4 寿命分析要求

　　4.1 分析流程

　　换热器寿命分析流程应包含以下六个步骤：

　　a) 产品定义，对分析对象的功能、结构、工作原理等进行阐述;

　　b) 寿命剖面定义，对分析对象在其全寿命周期内经历的主要事件和环境进行分析和描述;

　　c) 耗损机理分析，根据产品结构及工作原理，分析引起产品耗损故障的原因及作用对象;

　　d) 工作载荷/环境载荷分析，对产品的工作环境、载荷分布、受力状况进行分析，确定工作载荷及环境载荷;

　　e) 材料物理特性，定义主要材料物理特性，包括弹性模量、密度、强度极限、屈服极限、疲劳强度等;

　　f) 试验项目分析，对应开展的寿命试验项目进行分析。

　　4.2 产品定义

　　产品定义应包括结构组成、各部分功能定义、工作原理等内容。

　　4.3 寿命剖面定义

　　定义换热器在其全寿命周期内经历的主要事件和环境，一般包括：

　　a) 压力循环：产品内腔在每个工作周期，其压力会经历从 0(表压，下同)到工作压力再到 0 的循环周期;

　　b) 温度循环：产品内腔在每个工作周期，其温度会经历从低温到高温再到低温的循环周期;

　　c) 振动：产品在每个工作周期将经受机上振动载荷。

　　4.4 耗损机理分析

　　根据产品工作时承受的载荷(压力、环境温度、振动等)情况， 分析确定产品全寿命周期内所有可能的工作载荷和环境载荷类型。

　　通过载荷分析，得到产品各部分的工作载荷类型，一般包括：压力、介质温度等;环境载荷类型，一般包括：环境温度、振动等。按照编码原则对该产品的工作载荷及环境载荷进行编码。编码原则为按26 个大写英文字母(A.B.C 等)依次进行编码。

　　4.5 工作载荷/环境载荷分析

　　对产品的工作环境、载荷分布、受力状况进行分析，确定工作载荷及环境载荷。

　　4.6 材料物性定义

　　定义主要材料物理特性，包括弹性模量、密度、抗拉极限、屈服极限、疲劳强度等。

　　4.7 试验项目分析

　　对应开展的寿命试验项目进行分析，确定试验项目。

　　5 寿命试验要求

　　5.1 试验目的

　　试验应验证以下要求是否满足：

　　a) 验证产品寿命是否满足飞机使用要求;

　　b) 发现和暴露先期的分析和研制试验中未能识别出的产品结构疲劳薄弱部位，为结构设计和制造工艺的改进提供依据。

　　5.2 试验项目

　　换热器寿命试验通常应包括：

　　a) 压力循环试验;

　　b) 温度循环试验;

　　c) 振动耐久试验。

　　5.3 技术要求

　　5.3.1 压力循环

　　产品内腔应能承受零至工作压力 Pgz，再回到零的循环交变压力，压力循环试验后，应符合规定的要求。

　　5.3.2 温度循环

　　若最高工作温度对换热器材料的结构强度有明显影响(σ b,常温/σ b,最高工作温度 ≥2)或订购方有要求时应进行该项试验。

　　换热器热腔应能承受从最高进口温度到最低出口温度的温度循环考核，温度循环试验后，应符合规定的要求。

　　5.3.3 振动循环

　　产品应能在长期振动条件下，可靠地工作。振动耐久试验后， 不得发生紧固件松动现象，并应符合规定的要求。

　　5.4 试验条件

　　试验应满足以下试验条件：

　　a) 试验环境按 HB 8486-2014 或专用规范的规定;

　　b) 应具有满足专用规范要求所需的设备、能源和测试手段，且必须经过合格鉴定;

　　c) 所有在试验过程中将使用到的压力传感器、温度传感器、振动传感器、流量计、试验控制系统、数据采集系统等仪器及设备，在使用前都进行校准/检定，且均在有效期内使用;

　　d) 所用的量具、仪器、仪表应定期校验，其精度应与被测参数的允许偏差相适应;

　　e) 除专项试验有明确规定外，试验用的气源必须是清洁的，其压力、温度、流量均应满足被测参数极限值的需要，并应留有适当余量;

　　f) 试验场地设置必要的防护、保护措施。

　　5.5 试验方法

　　5.5.1 压力循环试验

　　换热器内腔用温度为工作温度θgz 的空气或水或油，充以从零至工作压力 Pgz，再回到零的循环交变压力，此为一次循环;若采用常温介质，充以从零至 nPgz (n = σ b,常温/σ b,工作温度)再回到零的循环交变压力。

　　循环次数：每飞行小时对应 6 次循环，或按专用规范规定，但总循环次数一般不应少于 10000 次。

　　循环频率：不大于 70 次/分钟。

　　5.5.2 温度循环试验

　　换热器热腔通入最高进口工作温度和对应工作压力的空气，保持 T 秒(T≥15)，然后通入最低出口工作温度和对应工作压力的空气，保持 2T 秒，再回到最高进口工作温度和对应的工作压力，保持 T 秒，此为一次循环。

　　循环次数：每飞行小时对应 6 次循环，或按专用规范规定，但总循环次数一般不应少于 10000 次。

　　5.5.3 振动耐久试验

　　换热器应按 5.3.3 和 GJB 150.16A-2009 中的有关规定进行振动耐久试验。需要规定的细则在专用规范中具体规定。

　　允许用其他振动试验方法代替，并在专用规范中具体规定。

　　5.6 试验结果评定

　　试验完成后，产品满足以下要求，则试验合格：

　　a) 产品无裂纹等机械损伤、无结构损坏;

　　b) 对产品内腔进行气密检查，在该腔的工作压力 Pgz (或专用规范要求)下保持 5min，产品无泄漏。

　　5.7 试验报告

　　试验结束后，试验承担方应编写试验报告。试验报告至少应包含如下内容：

　　a) 试验名称;

　　b) 试验依据和目的;

　　c) 试验时间、地点;

　　d) 试验人员;

　　e) 试验件和试验条件;

　　f) 试验中出现的问题与处理;

　　g) 试验结果及分析;

　　h) 试验有关记录和声像资料。