摘要：針對(duì)某型飛機(jī)的設(shè)備艙16框多處電纜斷線故障，通過故障現(xiàn)象分析故障發(fā)生的原因，采取外觀觀察、體視檢查、微觀觀察、能譜分析以及模擬斷裂形貌實(shí)驗(yàn)等失效分析手段，確定發(fā)生故障的根本原因，細(xì)化了線束檢查、修理方法，完善線束防護(hù)措施，消除了質(zhì)量隱患，提高了電纜修理能力。

關(guān)鍵詞：電纜；斷線；能譜分析；模擬斷裂形貌實(shí)驗(yàn)

Abstract：Foratypeofaircraftequipmentcabin16boxmorecablebreakfault，analyzethecauseofthefault，takeappearanceobservation，visualinspection，microscopicobservation，spectrumanalysisandsimulationfracturemorphologyexperimentfailureanalysismeans，determinetherootcauseoffailure，refinetheharnessinspection，repairmethod，perfecttheharnessprotectionmeasures，eliminatethequalityhiddentrouble，improvethecablerepairability.

Keywords：cable;cablebreaking;energyspectrumanalysis;simulatedfracturemorphologyexperiment

1故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，位于設(shè)備艙16-17框左側(cè)202-H77插頭的50號(hào)導(dǎo)線在距離插頭端約90mm處斷線，見圖1。

2故障分析

2.1機(jī)理分析

202-H77電纜線束主要分布于設(shè)備艙、掛點(diǎn)。202-H77插頭安裝完成后在設(shè)備艙16-17框左側(cè)電纜處呈現(xiàn)弓形狀態(tài)，沿16框橫梁處開始，線束用剛性卡箍固定且在卡箍內(nèi)無相對(duì)位移。以往故障均存在于16-17框左側(cè)，線束可拆卸、自由端部位。

202-H77插頭的50號(hào)導(dǎo)線在距插頭端約90mm處斷線，斷線處在屏蔽層收口處熱縮管與標(biāo)號(hào)熱縮管之間（見圖1），斷線處線芯參差不齊，且202-H77對(duì)接后50號(hào)導(dǎo)線位于線束內(nèi)側(cè)（見圖2）。

202-H77插座端50號(hào)接觸偶202-H77插頭端50號(hào)接觸偶202-H77對(duì)接后50號(hào)線走向

202-H77插頭為2PMДТ45КПН50Ш8В1В焊接連接器，50號(hào)為兩根截面積0.35mm2的俄制屏蔽線導(dǎo)線焊接在一個(gè)接觸偶中，修理時(shí)要求分解插頭尾附，去除外防護(hù)層（從尾附至第一個(gè)卡箍處），對(duì)導(dǎo)線裸線絕緣層進(jìn)行檢查，檢查結(jié)果符合要求（即導(dǎo)線裸線絕緣層應(yīng)無老化、變形、開裂、發(fā)白；線束外屏蔽套應(yīng)無嚴(yán)重?cái)嘟z、深度劃傷、銹蝕，輕度斷絲、露銅發(fā)黑允許修復(fù)后使用），再恢復(fù)202-H77插頭的安裝。

2.2故障樹分析

針對(duì)202-H77插頭斷線問題，繪制故障樹（見圖3）。

（1）空間狹小，電纜受附件、型材等硬性擠壓。（2）設(shè)備艙16-18框需要安裝的附件較多，由于16框處空間狹小，安裝過程、調(diào)試、維護(hù)過程中都會(huì)對(duì)該束電纜造成不同程度的刮碰或擠壓。（3）屏蔽層收口處熱縮管與標(biāo)號(hào)熱縮管距離較近且較硬，導(dǎo)線相對(duì)較軟，軟硬之間沒有良好的過渡，薄弱點(diǎn)受力集中。（4）50號(hào)導(dǎo)線位于線束彎曲半徑中的最內(nèi)徑，即彎曲半徑小，導(dǎo)致導(dǎo)線受拉力。（5）故障飛機(jī)使用時(shí)間長，導(dǎo)線可能老化，絕緣層開裂。

2.3失效導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)分析

2.3.1外觀觀察

將損傷導(dǎo)線做失效分析，斷點(diǎn)處被剝出約5mm的線芯進(jìn)行搭接（見圖4），破壞了原機(jī)故障狀態(tài)，現(xiàn)對(duì)屏蔽層以及導(dǎo)線線絲橫截面狀態(tài)進(jìn)行分析。

2.3.2體視檢查

使用體視顯微鏡對(duì)斷線進(jìn)行檢查，部分線絲在斷裂處存在頸縮，還存在壓痕及彎折損傷。對(duì)屏蔽套進(jìn)行檢查，屏蔽層斷裂處參差不齊，線絲表面存在刮痕及折痕，局部可見斷絲及磨痕。

2.3.3微觀檢查

使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)清洗后的斷線進(jìn)行觀察，見圖7所示。（a）為斷線形貌，對(duì)所有斷絲斷面觀察后發(fā)現(xiàn)，線絲斷面大部分磨損；（b）中局部可見韌窩形貌特征；（c）中可見旋轉(zhuǎn)韌窩形貌；（d）為斷絲斷面磨損形貌，其線絲側(cè)面存在彎折后的開裂；（e）為斷絲表面彎折處開裂，開裂已至線芯；（f）中可見斷絲頭部存在明顯頸縮現(xiàn)象。

使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)清洗后的線套進(jìn)行觀察，見圖8所示。（a）為線套整體形貌，對(duì)線套所有斷絲進(jìn)行觀察后發(fā)現(xiàn)，斷絲斷面大部分磨損，一部分?jǐn)嘟z呈現(xiàn)韌窩形貌特征，見（b）；（c）顯示斷面磨損形貌；（d）中可見斷裂部位發(fā)生明顯頸縮；（e）為線絲表面折痕形貌，線絲存在多次彎折；（f）為在線絲彎折外側(cè)出現(xiàn)的裂痕。

2.3.4能譜分析

對(duì)斷線及線套斷面進(jìn)行能譜分析，檢查斷面污染情況及材料成分，結(jié)果見圖9所示。（a）線芯斷面成分，應(yīng)為純銅絲；（b）為線芯表面成分，表面為Ni層；（c）屏蔽層斷面成分，為純銅絲；（d）為屏蔽層表面成分，表面為Ni層。綜上所述，線芯為純銅絲，表面為鎳層；線套線絲與線芯成分一致。

2.3.5模擬斷裂形貌實(shí)驗(yàn)

對(duì)新線進(jìn)行剪斷、磨斷、拉斷及折斷試驗(yàn)，結(jié)果見圖10所示。（a）、（b）為剪斷線絲斷面形貌，平整光滑，一端為韌窩形貌；（c）、（d）為磨斷線絲斷面形貌，線絲側(cè)向磨損嚴(yán)重，無明顯微觀特征；（e）、（f）為拉斷線絲斷面形貌，線絲斷頭存在明顯頸縮，斷面呈現(xiàn)韌窩形貌；（g）、（h）、（i）為折斷電線線絲斷面形貌，斷裂位置沿折痕，微觀呈現(xiàn)韌窩形貌，斷面靠近折痕區(qū)韌窩形貌不明顯，個(gè)別線絲斷面出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)韌窩形貌，見（i）；（j）為線套折斷形貌，與線芯斷面形貌類似。

3故障原因

綜合故障樹及導(dǎo)線失效分析試驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)線斷線原因定位如下：

（1）由于該電纜線束周圍無部附件、型材等擠壓，所以可以排除導(dǎo)線機(jī)械性損傷斷裂。

（2）該號(hào)線斷裂形貌特征接近于模擬試驗(yàn)中的彎折斷裂及拉斷形貌，推測(cè)50號(hào)線受彎折并且受拉力導(dǎo)致斷線。

（3）屏蔽層收口處熱縮管與標(biāo)號(hào)熱縮管距離較近且較硬，導(dǎo)線相對(duì)較軟，軟硬之間沒有良好的過渡，薄弱點(diǎn)受力集中導(dǎo)致斷線。

（4）50號(hào)線位于弓形線束外側(cè)，彎曲半徑小，當(dāng)線被刮碰時(shí)會(huì)出現(xiàn)彎折，同時(shí)線被擠壓時(shí)會(huì)受力斷線。

（5）觀察失效導(dǎo)線表面，無老化、腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)線、屏蔽層都為銅鍍鎳成分，與導(dǎo)線老化無關(guān)。

綜上所述，主要原因?yàn)?0號(hào)導(dǎo)線可能由于斷點(diǎn)兩側(cè)熱縮管較硬，導(dǎo)線受力點(diǎn)集中存在損傷點(diǎn)，電纜線束屢次受扭力、拉扯、振動(dòng)，導(dǎo)致?lián)p傷逐步擴(kuò)展，最終過載導(dǎo)致斷線。

4措施總結(jié)

4.1細(xì)化線束檢查、修理方法

分解插頭的尾附，去除電纜外防護(hù)層，焊下插頭中所有導(dǎo)線，將原機(jī)導(dǎo)線上的屏蔽層收口處熱縮管、屏引線收口處熱縮管機(jī)標(biāo)志熱縮管全部去除。增加DR-25-TW或TMS型號(hào)的屏引線收口處熱縮管、屏蔽層收口處熱縮管并寫有標(biāo)識(shí)，其中屏引線收口處熱縮管距離焊點(diǎn)長度為45～150mm，兩個(gè)熱縮管間長度不小于25mm，再重新焊接每根導(dǎo)線并恢復(fù)電纜安裝。

4.2完善線束防護(hù)措施

從插頭至線束方向?qū)⒙憔€纏繞自粘帶至全部覆蓋屏引線收口處熱縮管，長度45～150mm，自粘帶單層纏繞時(shí)每層應(yīng)有帶寬1/3～1/2的疊蓋；線束外縫人造革至尾附壓線片下；壓線片內(nèi)使用自粘帶纏繞線束使其充滿壓線片，在自粘帶外纏繞一層氟化布；尾附吹縮熱縮管，熱縮管長度40～50mm。

參考文獻(xiàn)：

［1］張棟，鐘培道，陶春虎，等.失效分析［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2004.

［2］H.E茹網(wǎng)夫斯基.航空技術(shù)裝備外場(chǎng)修理［M］.汪文舉，譯.北京：國防工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：鄭卉婷（1993—），女，漢族，遼寧鞍山人，本科，電纜修理制造技術(shù)工程師，主要從事電氣、航電、軍械等系統(tǒng)電纜研究相關(guān)工作。