專利名稱：一種槽外聚能式超聲波除積碳工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種槽外聚能式超聲波除積碳工藝。
背景技術(shù)：
發(fā)動機工作過程中，在高溫燃燒狀態(tài)下，油內(nèi)存在的微量雜質(zhì)經(jīng)長期燃燒后以油 焦及焦碳的形式沉積在零件表面，形成積碳。如果不進行清理就會影響到零件的使用性能。 通常采用的清理方法是反抽法。燃油總管是發(fā)動機燃燒室的重要零部件之一，主體材料屬高溫合金，它由主油路 和副油路及二十多個噴油嘴構(gòu)成，噴嘴與渦流器相連接。零件在發(fā)動機中的工作溫度近 600°C，工作介質(zhì)為航空煤油，煤油的工作壓力為左右。由于該零件長期處在高溫燃 燒狀態(tài)下，油內(nèi)存在的微量雜質(zhì)經(jīng)長期燃燒后以油焦及焦碳的形式沉積在管內(nèi)壁，形成積 碳，不僅質(zhì)地堅硬，而且與管內(nèi)表面形成了很強的附著力，尤其在燃油總管的噴油嘴內(nèi)、焊 接處的積碳則更加嚴重，同時由于燃油總管的形狀比較復(fù)雜，管徑都比較小，主油路管徑為 Φ 8mm，副油路管徑為Φ 6mm，特別是主油路和副油路在會集到噴油嘴后的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，尺 寸更小，而且油管呈環(huán)狀，環(huán)的直徑約600mm，也就是說主副油路的管長大約在1800mm左 右，其外表面還有隔熱保護層，不允許沾浸任何液體，因此其內(nèi)腔積碳的清除難度比較大。針對燃油總管這種特殊結(jié)構(gòu)，只能使溶液進入內(nèi)腔，同時將超聲波的振子設(shè)計成 聚能式結(jié)構(gòu)，然后將超聲波的振子固定在燃油總管的噴油嘴上，使超聲波信號通過管壁傳 入內(nèi)腔的清洗液中而起到作用，另外由于在清洗燃油總管積碳時，內(nèi)腔要保持一定量的液 體通過，清洗后必須漂洗干凈，因此該套超聲波設(shè)備還應(yīng)該配備漂洗系統(tǒng)。從而確定了超聲 波設(shè)備的基本構(gòu)型和組成。過去我們采用先用加壓煤油沖洗，然后將零件接到震動傳感器 上，一邊震動一邊用高壓空氣吹管內(nèi)腔以達到清除內(nèi)腔積碳的目的。顯然采用這種簡單的 機械方法清除燃油總管內(nèi)腔積碳效果并不好，只能將一些附著不牢固的雜物清除掉，而對 管內(nèi)積碳層基本沒有清洗作用，因此隨著發(fā)動機使用周期的不斷延長，積碳層也將逐漸加 厚，嚴重時會在燃油總管內(nèi)形成堵塞而打不著火，造成發(fā)動機無法啟動。只能采取換件的辦 法，費用相當昂貴，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)對表面形狀復(fù)雜管件內(nèi)腔的清洗，特提供了一種槽外聚 能式超聲波除積碳工藝。本發(fā)明提供了一種槽外聚能式超聲波除積碳工藝，其特征在于所述的槽外聚能 式超聲波除積碳工藝是在槽外通過泵體將弱堿性溶液打入零件內(nèi)腔，同時利用聚能式超聲 波技術(shù)，清除燃油總管內(nèi)腔積碳；本發(fā)明的燃油總管內(nèi)腔除積碳的方法，采用的是在弱堿性 溶液條件下，利用聚能式超聲波技術(shù)，達到清除燃油總管內(nèi)腔積碳的目的。通過開發(fā)研制了 燃油總管專用超聲波清洗機及配套夾具。該套超聲波設(shè)備應(yīng)由超聲清洗系統(tǒng)和漂洗系統(tǒng)兩 部分組成，超聲波換能器采用聚能式結(jié)構(gòu)，直接與燃油總管噴嘴連接，確保超聲波能量直接傳入管件內(nèi)腔，達到超聲清洗的效果。本發(fā)明的步驟為所用將超聲波的振子設(shè)計成聚能式結(jié)構(gòu)，然后將超聲波的振子固定在燃油總管的 噴油嘴上，使超聲波信號通過管壁傳入內(nèi)腔的清洗液中而起到作用，另外由于在清洗燃油 總管積碳時，內(nèi)腔要保持一定量的液體通過，清洗后必須漂洗干凈，因此該套超聲波設(shè)備還 應(yīng)該配備漂洗系統(tǒng)；對于發(fā)動機燃油總管這種相對比較精密、且內(nèi)表面有很多焊接處，小縫隙較多形 狀復(fù)雜零件的特點在進行超聲波清洗時，如果頻率太低則很難清洗干凈，同時由于低頻產(chǎn) 生的強烈空化效應(yīng)和振動會使零件的內(nèi)表面及結(jié)構(gòu)受到損害，因此本設(shè)備選擇的超聲頻率 為25KHz ；對超聲波清洗的功率密度而言，功率密度越高，空化強度越大，清洗速度越快，清 洗效果越好，但是空化產(chǎn)生的負作用也隨之增加；因此，綜合考慮零件結(jié)構(gòu)的特殊性及空化 效應(yīng)，將功率為80W 200W范圍內(nèi)可調(diào)；化學(xué)清洗液組成，按質(zhì)量百分比計算
氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH) 1 %磷酸鈉(Na3PO4.12H20) 2%三聚磷酸鈉(Na5P3010)3%余量為水(H2O)清洗程序為清洗浸泡A、清洗前首先用清洗液浸泡30min-40min，溫度60°C。B、超聲波清洗，每組噴油嘴2 5min。C、清洗液浸泡沖洗，為1 lOmin。漂洗A、自來水沖洗5min。壓縮空氣吹20 40S，循環(huán)3 5次；B、去離子水沖洗lmin，壓縮空氣吹20 40S。所述的槽外聚能式超聲波除積碳工藝，使超聲波信號進入總管內(nèi)腔的清洗液中， 同時采用2. 5+0. 5MPa的壓縮空氣對燃油總管進行打壓后，在水中檢驗其沒有漏氣的地方， 且在一定的液壓下使其流經(jīng)總管內(nèi)腔后，截取IOOml流出液，通過測定流出的航空煤油中 不同粒度固體顆粒含量，對照檢驗標準，見下表一，如果流出的航空煤油中不同粒度固體顆 粒含量的級別在8級以上即表示燃油總管的清潔度合格。實際測試結(jié)果都在7級以上。表一檢驗標準
權(quán)利要求
1.一種槽外聚能式超聲波除積碳工藝，其特征在于所述的槽外聚能式超聲波除積碳 工藝是在槽外通過泵體將弱堿性溶液打入零件內(nèi)腔，同時利用聚能式超聲波技術(shù)，清除燃 油總管內(nèi)腔積碳；本發(fā)明的步驟為所用設(shè)備將零件固定在專用夾具上，通過泵體將溶液打入零件內(nèi)腔，超聲波的振子設(shè) 計成聚能式結(jié)構(gòu)，然后將超聲波的振子固定在燃油總管的噴油嘴上，使超聲波信號通過管 壁傳入內(nèi)腔的清洗液中而起到作用，另外由于在清洗燃油總管積碳時，內(nèi)腔要保持液體通 過，清洗后必須漂洗干凈，因此該套超聲波設(shè)備還應(yīng)該配備漂洗系統(tǒng)； 選擇的超聲頻率為25KHZ ；功率為80W 200W范圍內(nèi)可調(diào)； 化學(xué)清洗液組成，按質(zhì)量百分比計算 氫氧化鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH) 1 % 磷酸鈉(Na3PO4. 12H20)2% 三聚磷酸鈉(Na5P3010)3% 余量為水(H2O) 清洗程序為清洗浸泡A、清洗前首先用清洗液浸泡30min-40min，溫度60°C；B、超聲波清洗，每組噴油嘴2 5min；C、清洗液浸泡沖洗，為1 IOmin； 漂洗A、自來水沖洗5min。壓縮空氣吹20 40S，循環(huán)3 5次；B、去離子水沖洗lmin，壓縮空氣吹20 40S。
2.按照權(quán)利要求1所述的槽外聚能式超聲波除積碳工藝，其特征在于所述的槽外聚能式超聲波除積碳工藝，在槽外通過泵體將弱堿性溶液打入零件內(nèi)腔， 同時使超聲波信號進入總管內(nèi)腔的清洗液中，采用2. 5+0. 5MPa的壓縮空氣對燃油總管進 行打壓后，在水中檢驗其沒有漏氣的地方，且在一定的液壓下使其流經(jīng)總管內(nèi)腔后，截取 IOOml流出液，通過測定流出的航空煤油中不同粒度固體顆粒含量，對照檢驗標準，見下表 一，如果流出的航空煤油中不同粒度固體顆粒含量的級別在8級以上即表示燃油總管的清 潔度合格。表一檢驗標準
全文摘要
一種槽外聚能式超聲波除積碳工藝，是對采用的是在弱堿性溶液條件下，利用聚能式超聲波技術(shù)，清除燃油總管內(nèi)腔積碳；本發(fā)明的步驟為所用設(shè)備將超聲波的振子設(shè)計成聚能式結(jié)構(gòu)，然后將超聲波的振子固定在燃油總管的噴油嘴上，通過泵體將溶液打入總管內(nèi)腔，使超聲波信號通過管壁傳入內(nèi)腔的清洗液中而起到作用，另外由于在清洗燃油總管積碳時，內(nèi)腔要保持液體通過，清洗后必須漂洗干凈。本發(fā)明的優(yōu)點零件無需整體浸入溶液，保證了零件外表面的隔熱層不受影響；超聲波清洗方法大大優(yōu)于超過了一般常規(guī)的清洗方法，該項技術(shù)成本費用低，操作簡單，工作效率高?，F(xiàn)場使用效果良好，性能、狀態(tài)非常穩(wěn)定，滿足發(fā)動機修理技術(shù)要求。
文檔編號B08B9/027GK102107200SQ20091024864
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者吳廷寶, 孫士江, 王輝 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責(zé)任公司