«Разработка хорошего, высоконадежного, экономичного и специализированного решения для OEM-производителя аэрокосмической отрасли включает в себя выбор правильной дисковой технологии, правильного интерфейса (сварка, винтовая резьба, компрессионные фитинги, цельная обработанная деталь) и подходящие варианты в соответствии с нормами и стандартами или требованиями проверки конечного пользователя», — говорит Брейзер.

Поскольку выбор материала пользователем также может сильно зависеть от условий применения, устройство с разрывной мембраной может быть изготовлено из металлов и сплавов, таких как нержавеющая сталь, никель, алюминий, монель, инконель, титан, ниобий [ниобий] и хастеллой.

Для аэрокосмических приложений может быть важно, чтобы разрывные мембраны обладали миниатюрной способностью обратного выпячивания как из стандартных, так и из экзотических материалов, отмечает Бразье.

Практически во всех случаях используются разрывные мембраны с обратным изгибом, поскольку они превосходят альтернативные варианты по точности и стойкости к нормальным условиям эксплуатации.

В конструкции с обратным изгибом купол разрывного диска обращен к источнику давления. Давление разрыва точно контролируется сочетанием свойств материала и формы куполообразной конструкции. Нагружая диск обратного изгиба сжатием, он может выдерживать рабочее давление до 95% от минимального давления разрыва даже в условиях циклического изменения давления или пульсации. В результате повышается долговечность, точность и надежность.

«Обрабатывающая промышленность десятилетиями полагалась на диски с обратным изгибом. Теперь эта технология доступна OEM-производителям аэрокосмической отрасли в миниатюрной форме диаметром разрыва 1/8 дюйма от BS&B. До недавнего времени получить диски такого размера и производительности было невозможно», — говорит Брейзер. диски

Он добавляет, что преимущества таких миниатюрных дисков с обратным изгибом включают в себя минимально возможное номинальное давление разрыва для малых диаметров, обеспечивающее низкопрофильную, легкую конструкцию, превосходную производительность в условиях циклической эксплуатации, минимальное или полное отсутствие фрагментации при активации и способность выдерживать полный вакуум или обратное давление без дополнительных вспомогательных компонентов.

Тем не менее, миниатюризация технологии обратного изгиба представляет свои уникальные проблемы. Чтобы решить эту проблему, BS&B создала новые структуры, которые контролируют реверсирование разрывного диска, чтобы активировать его всегда предсказуемо. В этом типе конструкции линия ослабления также обычно помещается в структуру разрывного диска, чтобы определить определенную площадь проходного сечения отверстия, когда диск реверсивного типа активируется и удерживает лепесток диска внутри корпуса узла.

«Обратное изгибание — и, следовательно, сжатие материала — делает несколько вещей», — говорит Брейзер. «Во-первых, достигается воспроизводимая структурная целостность. Во-вторых, это позволяет получить более низкое давление разрыва из более толстых материалов, что способствует повышению точности и долговечности».

Небольшие разрывные мембраны номинального размера чувствительны к детальным характеристикам отверстия, через которое они прорываются. Это требует строгого контроля нормальных изменений в держателе диска.

«При использовании устройств сброса давления малого размера влияние каждой особенности как разрывной мембраны, так и ее держателя усиливается», — объясняет Брейзер. «При правильной конструкции держателя и правильном выборе разрывной мембраны ожидания клиента будут достигнуты и превзойдены».

Поскольку клиенты часто привыкли к определенным типам фитингов для интеграции в схему трубопровода, на корпусе можно использовать различные соединения. Резьбовое соединение популярно, но BS&B все чаще использует несколько других типов соединений для подключения узла разрывной мембраны к приложению. Как только составной узел покидает завод, заданное давление фиксируется, и устройство готово к использованию.

«Если вы полагаетесь на то, что кто-то поместит незакрепленный диск в систему, а затем захватит его, навинтив на него верхнюю часть, если они не будут следовать инструкциям по установке и применять правильное значение крутящего момента, все еще существует вероятность утечки или диск может не сработать при расчетном давлении разрыва», — предупреждает Брейзер. «При сварке в сборку устройство с разрывным диском является герметичным по своей сути, а заданное давление разрыва фиксируется».

В то время как OEM-производители аэрокосмической отрасли долгое время полагались на разрывные диски в своем оборудовании для сжатого газа, гидравлическом и пневматическом оборудовании, работа в условиях высокого и низкого давления и высокой цикличности была особенно сложной задачей. К счастью, благодаря наличию интегрированных миниатюрных разрывных мембран, предназначенных для применения в различных стандартных и экзотических материалах, производители оборудования для аэрокосмической отрасли могут значительно повысить безопасность, соответствие требованиям и надежность оборудования даже в экстремальных условиях работы.

BS&B Safety Systems

Об авторе: Джефф Эллиотт (Jeff Elliott) — технический писатель из Торранса, Калифорния. Последние 15 лет он занимается исследованиями и пишет о промышленных технологиях и проблемах.

Обслуживание авиационных колес и шин

Небольшое количество обслуживающего персонала коммерческих самолетов получили серьезные травмы в результате взрыва колеса/шины в сборе во время обслуживания. В каждом случае причиной взрыва была нерегулируемая подача азота или воздуха. Хотя многие колеса оснащены клапанами сброса давления при избыточном накачивании, чтобы избежать образования избыточного давления в колесе/шине, при накачивании шин всегда следует использовать регулятор.

Ежедневно во всем мире во время планового технического обслуживания накачиваются тысячи авиашин. Иногда механик или другой сотрудник наземной службы был серьезно или смертельно ранен в результате взрыва, вызванного использованием нерегулируемого давления из баллона с воздухом или азотом.

Эти виды травм можно предотвратить, если понять

1. Причины взрыва колеса/шины в сборе.
2. Меры профилактики.

Причины взрыва колеса/шины в сборе
Колесо/шина самолета в сборе накачиваются до высокого давления (многие превышают 200 фунтов на квадратный дюйм). Кроме того, давление в баллоне или тележке для обслуживания шин может достигать 3000 фунтов на квадратный дюйм. В результате, когда баллон высокого давления подключается непосредственно к колесу без регулятора, колесо внезапно подвергается высокому давлению, которое может превышать расчетные пределы для колеса и колесных стяжных болтов. Следовательно, колесо, стяжные болты колеса или и то, и другое испытывают взрывное разрушение и становятся снарядами.

В большинстве зарегистрированных случаев связанных травм взорвавшимся колесом и шиной было переднее колесо самолета меньшей конфигурации, такого как 737 или DC-9. Сообщается, что когда произошел взрыв, колеса накачивались из баллона высокого давления или тележки без регулятора.

Кроме того, колеса не были оборудованы системой избыточного давления. предохранительный (OPR) клапан. Клапан OPR представляет собой устройство, подобное показанному на рисунке 1. Он включен во многие узлы колес для ограничения давления в сборе колесо/шина. Однако на некоторых старых колесах этот клапан отсутствует. Если давление в колесе превысит заданное значение, диск в клапане OPR сработает. разрыв, позволяя газу выйти, тем самым снижая давление в колесе, прежде чем оно может сломаться. После разрыва диска газ в колесе выйдет через клапан OPR. Клапан устроен так, что при разрыве диска газ выходит из колеса быстрее, чем его можно подать от источника давления.

Кроме того, компания Boeing получила сообщения о трех подтвержденных случаях и других предполагаемых случаях, когда колесо/шина в сборе взрывались, когда кислород в шинах, наполненных воздухом, смешивался с летучими газами, выделяемыми сильно перегретой шиной. В одном случае шина перегрелась в результате пробуксовки тормозов, и колесо/шина взорвались, когда достигли температуры самовоспламенения. В другом случае причиной катастрофической гибели одного самолета был взрыв в колесной нише во время полета. Аналогичный взрыв причинил серьезные повреждения еще двум.

В результате Федеральное авиационное управление США издало Директиву о летной годности 87-08-09, требующую, чтобы для накачки шин самолета на колесах с тормозами использовался только азот. Однако в удаленных местах, где может отсутствовать азот, шины могут заполняться воздухом, если содержание кислорода в шинах не превышает 5 процентов по объему.

Предупреждающие меры
Для предотвращения несчастных случаев такого типа можно принять несколько мер предосторожности, в том числе

• Использование регулятора.
• Использование надувных клеток.
• Соблюдение установленных процедур руководства по техническому обслуживанию.
• Оснащение всего обслуживающего оборудования регуляторами.
• Накачка колес/шин только азотом.

Использование регулятора.
Обслуживающий персонал всегда должен использовать регулятор при накачивании любого колеса/шины в сборе. Как показано в таблице 1, во всех зарегистрированных авариях были задействованы носовые колеса. Это может быть связано с тем, что колеса не имели клапана OPR и что носовые колеса, как правило, имеют небольшие размеры, что означает, что они содержат меньший объем воздуха или азота. . Накачивание без регулятора быстро создаст давление в колесе, которое значительно превышает возможности колеса. В результате колесо или колесные болты раскалываются на куски, которые могут серьезно травмировать человека, обслуживающего шину, или повредить соседнее оборудование.

Использование надувных клеток.
Большинство шиномонтажных мастерских авиакомпаний или ремонтных мастерских оборудованы клетками для накачивания шин. Клетка для накачивания состоит из прочной стальной конструкции, которая окружает колесо/шину в сборе во время накачивания шины. Соответственно, когда колеса в сборе с шиной изначально накачиваются баллонным азотом в шиномонтажном цехе, сборка колесо/шина помещается в клетку для защиты. от травм и повреждений в случае взрыва. Однако не всегда целесообразно использовать надувные клетки, если колесо/шина в сборе установлены на самолете.

Соблюдение установленных инструкций по техническому обслуживанию.
Для предотвращения несчастных случаев очень важно чтобы обслуживающий персонал использовал следующие процедуры, предназначенные для снижения риска взрыва во время обслуживания шин:

Оснащение всего сервисного оборудования регуляторы.
Операторы должны следить за тем, чтобы оборудование для обслуживания шин было надлежащим образом оснащено регуляторами для предотвращения избыточного давления.

Накачка колеса/шины только азотом.
Шины должны быть предварительно накачаны только азотом. Однако воздух можно использовать для накачки шины низкого давления, если самолет находится в месте, где азот недоступен, при условии, что содержание кислорода не превышает 5 процентов по объему. Дополнительные процедуры для обеспечения того, чтобы содержание кислорода в шине не превышало 5 процентов, обычно изложены в главе 12 AMM. Эти процедуры включают в себя таблицу, в которой указано максимальное давление при заправке по сравнению с первоначальным давлением в шинах. Сумма всех давлений воздуха, добавленных к данной шине, не может превышать давление, указанное в таблице для соответствующего начального давления накачки.

Резюме
За последние 20 лет во время обслуживания шин произошло несколько несчастных случаев, когда колесо взорвалось из-за избыточного давления или высокого содержания кислорода, что привело к серьезным травмам или гибели обслуживающего персонала или повреждению оборудования. Строгое соблюдение установленных процедур в АММ и ШМ поможет обеспечить безопасность обслуживающего персонала при шиномонтаже. Кроме того, важно, чтобы оборудование для обслуживания шин было оснащено регулятором, чтобы предотвратить воздействие на шины избыточного давления, которое может привести к взрыву.

—————————————————————

Таблица 1
Самолет	Описание	Травмы/повреждения
737	После замены узла носового колеса/шины механик подсоединил шланг к тележке для обслуживания шин с баллонами с азотом, находящимися под давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм. Регулятор не использовался. Клапан на тележке был полностью открыт.	Колесо взорвалось, ударив присевшего возле руля механика, отрубив ему обе руки выше локтя и сильно повредив ногу.
737	Два механика накачивали шину передней стойки шасси с помощью нерегулируемого источника давления.	Колесо взорвалось, в результате чего один механик потерял обе руки, а второй механик потерял ногу.
737	При обслуживании узла носового колеса/шины, половин внутреннего и внешнего колеса сломан, а гайки стяжных болтов срезаны и разделены.	Механик погиб при ударе внешней половинкой колеса и осколками.
ДС-9-32	После замены шины левой передней стойки шасси взорвалось колесо, когда шину накачивали с помощью газового баллона высокого давления.	Погиб сотрудник наземной службы.
ДС-9	При обслуживании узла носового колеса/шины с помощью баллона с сухим воздухом под высоким давлением колесо взорвалось. Регулятор не использовался.	Взрыв оторвал механику руку.

————————————————————- —

Таблица 2: Информация об авариях в сборе колеса/шины
Название	Номер	Дата	Источник
Общее сообщение оператора: «Травма в результате избыточного давления в колесе»	М-7200-98-01293	9 апреля 1998 г.	Коммерческие самолеты Боинг
Письмо для всех операторов: «Отказ шины передней стойки шасси»	АОЛ 9-2274	21 июля 1992 г.