严苛环境下露头型热电偶探头的内粘接失效分析与设计改进
深低温热电偶广泛应用在运载火箭低温燃料箱内液氢与液氧的温度测量。为满足航天测温的响应时间要求,常采用露端型热电偶探头。
而该露端型热电偶探头服役于高压力、深低温的环境,探头内粘接失效时有发生,造成液氢泄露,产生重大安全隐患。因此,对深低温热电偶的粘接失效分析对系统的安全运行具有重要意义。
针对热电偶探头在深低温环境下的内粘接失效,首先采用扫描电镜分析了工艺对其粘接行为的影响,同时对不同位置的粘接形貌进行了分析。对固化后的探头施加预紧载荷时,可发现探头端部胶粘剂与探头偶杆之间存在明显的缝隙,形成泄漏通道;对固化后的探头进行冷冲击后,受温度影响胶粘剂易与偶丝包覆层、偶杆产生裂缝。
而当偶丝与胶粘剂直接粘合时两者接触状态较好,无明显缺陷,但难以保证偶丝较长距离的绝缘。为表征胶粘剂与偶丝的粘结质量,设计了低温胶与偶丝粘接质量试验,结果表明绝缘层是影响粘结质量的主要因素,除去绝缘层后的偶丝与低温胶的粘接质量显著提高。
对此,本文设计了一种增加橡胶圈的密封结构。通过数值模拟分析了该结构在预紧载荷下密封圈与偶丝、偶杆之间的接触应力,并讨论了橡胶圈 ...