海洋环境对直升机基础产品腐蚀行为影响研究

目的 研究螺栓、卡箍等直升机基础产品在海洋大气环境下腐蚀和力学性能随时间的变化规律,采用结构模拟连接件,验证直升机防护体系对基础产品的防护效果。方法 通过将螺栓、卡箍和连接件在外场暴露不同时间,在此期间定期对试验件表面状态和力学性能进行测试,分析海洋环境对直升机基础差的影响和机上防护方法的可靠性。结果 经过2a腐蚀后,螺栓表面发生了明显的腐蚀,但是腐蚀深度不大,抗拉强度维持在18.3 MPa,剪切强度从27.99 MPa下降到26.52 MPa。卡箍发生了腐蚀,橡胶材料老化严重,推出力降低80%,基本丧失锁紧性能。有涂层保护的典型连接件,表面厚度为66 mm,色差为0.3,光泽度变化1%,各项参数与未暴露时相比变化不大。结论 在海洋大气环境下,螺栓、卡箍等在未采取防护措施的情况下不建议使用,机上采用的防护措施有效,可对基体起到很好的保护作用。     

氧化聚合型包覆技术（OTC）在热带海洋大气环境螺栓中的应用

目的 研究氧化聚合型技术(OTC)在热带海洋大气环境中对高强螺栓的防护效果。方法 在三亚大气腐蚀试验站开展OTC包覆和未保护的高强螺栓6 a的大气曝晒试验,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和激光共聚焦显微镜(LSCM)开展腐蚀形貌和成分分析,通过质量损失试验考察OTC包覆和未保护的高强螺栓的腐蚀行为。结果 未经保护的螺栓表面生成大量棕红色的腐蚀产物,XRD分析表明,其主要成分为α-Fe OOH、β-Fe OOH、γ-Fe OOH、Fe3O4和Fe₂O₃等,其中β-Fe OOH晶体结构中含有Cl–,会加速基体腐蚀。经LSCM分析,螺栓垫片整体呈全面腐蚀状态,但同时发生局部腐蚀,最深的点蚀坑达120μm以上。经OTC技术保护的高强螺栓,仅在底部出现少量棕色物质,大部分仍呈现原有的黑色基体表面,OTC包覆螺栓6 a的腐蚀速率约为未保护螺栓的腐蚀速率1/15,OTC包覆垫片表面未出现明显腐蚀。结论 氧化聚合型包覆技术显著降低了高强螺栓的腐蚀速率,具有优良的耐腐蚀性能,在热带海洋大气环境对高强螺栓起到良好的长...     

高强度铝合金典型沿海地区腐蚀行为加速试验方法研究

目的构建适用于高强度铝合金在某工业海洋性气候地区的加速腐蚀试验方法。方法选用飞机结构用典型高强度铝合金7B04-T6为试验材料,进行实验室加速腐蚀试验与某工业地区海洋大气环境曝晒试验,并对试验后的试样进行疲劳性能评价。通过平均腐蚀速率测试、腐蚀形态特征观察、疲劳断口特征分析,腐蚀加速倍率计算,对两种形式腐蚀铝合金的腐蚀机理和疲劳破坏行为等进行综合对比。结果经历实验室加速腐蚀试验与海洋大气环境曝晒试验后,7B04-T6铝合金的质量损失率基本相等,腐蚀形貌相近,疲劳断口特征一致,因而两种腐蚀模式一致,机理相同。结论所编制的实验室加速环境谱与试验方法,能够较好地用于某工业海洋性气候地区高强度铝合金材料和结构的环境损伤加速试验,实验室与外场海洋大气环境曝晒试验的加速比为97.64。     

当量加速腐蚀条件下飞机结构耐久性评估方法研究

目的研究某型飞机机翼纵墙下缘条的结构细节模拟试件的耐久性。方法根据实测环境数据编制某沿海机场环境加速试验谱,开展不同当量腐蚀年限的加速腐蚀试验,然后进行耐久性试验,基于裂纹萌生寿命(TTCI)服从双参数威布尔分布和对数正态分布,建立表征腐蚀损伤下机翼纵墙结构细节原始疲劳质量(IFQ)的当量初始缺陷尺寸(EIFS)分布,并对机群机翼纵墙的经济寿命进行预测。结果铝合金材料在θ=40℃,pH=4.0,质量分数为5%的NaCl溶液盐雾环境中作用189.7 h,腐蚀损伤与该海洋大气环境腐蚀1 a相当。结论该关键结构在沿海机场环境条件下的耐久性能满足寿命指标要求。     

严酷海洋大气环境下玻璃纤维复合材料腐蚀老化规律研究

目的 研究严酷海洋大气环境下,玻璃纤维增强树脂基复合材料的腐蚀老化规律.方法 通过实海大气环境试验,分析了南海岛礁大气环境下,复合材料暴露不同周期后的腐蚀形貌特征以及力学性能变化规律,建立了腐蚀老化性能预测灰色模型GM(1,1),并与青岛、厦门和三亚等典型海洋大气环境进行对比研究.结果 随暴露时间的增长,南海岛礁大气环境下的复合材料发生严重的纤维裸露,其弯曲强度呈下降趋势,基于弯曲强度建立的灰色模型GM(1,1)精度达到1级;与其他典型海洋大气环境相比,随着纬度的降低,复合材料的弯曲强度呈下降趋势.结论 灰色模型GM(1,1)对复合材料在岛礁等严酷海洋大气环境下的腐蚀老化性能预测精度较高.影响复合材料性能的最主要环境因素为辐照,其次为相对湿度和温度.     

两种铝合金连接结构的腐蚀-疲劳循环试验研究

目的研究2024铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金两种连接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的残余疲劳寿命值,分析连接方式对铝合金连接结构的残余疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于铝制铆接连接形式,钢制螺栓连接方式连接部位的涂层破坏较少,涂层防护效果更好,疲劳寿命降低量更少。结论金属结构连接形式与防护涂层的搭配对结构耐腐蚀性能有重要影响。     

30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境中的腐蚀行为研究

目的为30CrMnSiA高强钢的大气腐蚀防护设计、应用范围扩展和开发新钢种提供有益的借鉴和参考。方法采用腐蚀质量损失、XRD和SEM研究了30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境暴露60个月的大气腐蚀行为。结果 30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境中腐蚀质量损失随暴露时间变化的双对数函数分别是lgΔw=2.245+0.387lg t和lgΔw=2.822+0.637lg t。纤铁矿和针铁矿是两种大气环境中形成的腐蚀锈层的主要成分,除了纤铁矿和针铁矿外,在海洋大气环境形成的锈层中还发现了四方纤铁矿。随着暴露时间的延长,在海洋大气环境中形成的锈层呈现逐渐剥落的趋势。结论 30CrMnSiA高强钢在海洋大气环境中表现出较高的腐蚀敏感性,在工业大气环境中表现出较低的腐蚀敏感性。     

几种结构钢和不锈钢的耐海洋大气腐蚀性能研究

目的 研究服役于海洋大气环境中的几种典型钢材的耐腐蚀性能.方法 通过酸性盐雾?湿热?酸性大气等试验方法研究钢材在海洋大气环境服役过程中的耐腐蚀性能.结果 在海洋大气环境中,通常含铬量较高的不锈钢耐腐蚀性能较为优异,含铬量较低的不锈钢材料耐腐蚀性能较差.结构钢在海洋大气环境下易腐蚀.钝化处理能明显提高不锈钢的耐腐蚀性能,但仍然难以保护不锈钢在长期海洋大气环境作用下不受侵蚀,无机铝涂料对钢材具有优异的防护性能,而镀银层将加剧钢材基体腐蚀.此外,粗糙表面易诱发不锈钢发生腐蚀.结论 在海洋大气环境服役时,不锈钢应采取钝化处理,提高其耐腐蚀性能.对于结构钢和铬含量较低的不锈钢,可采取涂覆无机铝涂层的方式,通过牺牲阳极作用有效保护基体免受侵蚀.在设计阶段,还应注意外露部位的表面粗糙度设计,尽量防止或减小不锈钢腐蚀现象的发生.     

典型螺栓/螺母装配件湿热海洋大气环境适应性研究

目的 研究典型螺栓/螺母装配件在湿热海洋大气环境下的适应性.方法 在万宁大气环境试验站开展螺栓/螺母装配件为期24个月的户外暴露试验,通过环境扫描电镜(SEM)、电化学试验、力矩测试,研究螺栓/螺母装配件在我国湿热海洋大气环境中的腐蚀行为和力矩变化规律.结果 装配件组合30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母(组合A)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母(组合B)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母(组合C)对应的电偶腐蚀电流分别约为0.6、37、100μA,装配状态下组合C户外暴露24个月后最大拧出力矩增加53％.结论 装配导致的电偶腐蚀效应对螺栓/螺母紧固件的性能变化具有明显影响,非装配状态下30CrMnSiA镀镉钝化螺栓在万宁户外暴露期间没有出现基体腐蚀现象,而装配状态下组合C在万宁户外暴露期间出现较为严重的基体锈蚀,造成在户外暴露期间最大拧出力矩呈不断增加趋势.     

模拟南海大气环境下耐候钢腐蚀性能研究

目的通过室内模拟南海大气环境加速腐蚀试验,对比分析几种钢腐蚀性能优劣,为开发耐南海大气腐蚀用钢提供数据支撑和理论依据。方法分别选用Q235B,Q355和Q500q E三种材料作为研究对象,采用中性盐雾试验方法模拟南海苛刻大气环境对试样进行耐蚀性测试,通过试样表面形貌观察、腐蚀质量损失计算和电化学分析等手段研究其腐蚀行为机制。结果 Q235B表面最先被腐蚀产物完全覆盖,腐蚀速率始终大于另外两种材料。Q355和Q500q E表面膜初期起到延缓腐蚀作用,其中以Q500q E极化阻抗最大,腐蚀表面最为平整。结论模拟南海大气环境下三种试验钢耐蚀性能排序为Q500q EQ355Q235B。     

沿海设施环境适应性试验和评价方法研究进展

概述了沿海设施所服役的腐蚀环境分类，主要分为海洋大气、浪花飞溅区及海水浸泡区，并对其暴露于大气和不同海洋环境位置的环境适应性试验评估方法进行了系统的总结分析。海洋大气环境模拟采用干湿交替加速腐蚀法，或建立户外大气暴露试验台开展试验；海水飞溅区试验通过实验室建海水冲刷试验装置进行模拟试验，或在实际环境中建立腐蚀试验中心开展试验；海水浸泡环境模拟通过海洋工程深水试验池开展试验。本研究对于开展海洋环境钢结构设施的防护性能考核评估具有重要意义，对沿海设施的环境适应评估方法发展具有指导意义。     

合金钢螺栓海洋气候环境适应性研究

目的研究海洋气候环境对合金钢螺栓的影响。方法开展合金钢螺栓海南万宁试验站为期24个月的远海户外暴露试验,通过环境扫描电镜(ESEM)和自带的能谱仪(EDS)、拉伸和疲劳力学性能试验机、动电位极化(PC)研究合金钢螺栓力学性能、宏观形貌、微观形貌和腐蚀产物变化。结果户外暴露24个月后,合金钢螺栓破坏剪力下降了3.4%,破坏拉力下降了7.7%,疲劳寿命下降了41.3%。结论合金钢户外暴露24个月后发生全面腐蚀,腐蚀对螺栓破坏拉力及破坏剪力性能影响不大,对螺栓疲劳寿命下降影响较大。     

模拟高低空交变环境下30CrMnSiNi2A钢力学性能研究

目的研究30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学性能影响及演化规律。方法借助高低温低气压试验和中性盐雾试验交替进行,模拟高低空交替变化的腐蚀环境。通过比较静力拉伸试验和疲劳试验的结果,进一步揭示预腐蚀对静力拉伸性能和疲劳性能的影响。结果经过预腐蚀处理,30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学抗拉强度下降了0.73%,规定塑延伸强度上升了0.04%,断后伸长率下降了0.95%。疲劳寿命数据与对数疲劳寿命数据均符合正态分布,未发生明显变化。结论高低空交变环境下,腔体内部会发生一定程度的腐蚀,但由于腐蚀程度较小,对30CrMnSiNi2A钢力学性能影响不大。     

一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备的研制

目的研制一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备。方法针对海洋环境下服役的装备材料及结构承受环境腐蚀-扭转载荷耦合作用的特点,采用液压伺服闭环控制原理,通过特定结构布置、液压动力系统和伺服扭转疲劳系统的合理设计,研制一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备。结果该设备可实现扭转角度、扭矩、频率等试验参数的精确控制,准确表征工作在海洋大气环境中的材料及结构扭转性能。结论新研制的设备适用于海洋大气环境下服役的材料及构件扭转性能试验验证与评估。     

海工钢在热带海域长尺试验腐蚀行为研究

目的获得A517Q海工钢长尺试样在热带海域的腐蚀行为。方法通过贯穿海洋大气、飞溅、潮差和全浸区的长尺电连接试验进行研究。结果试样在飞溅区的腐蚀速率最高,潮差区高潮位部位的腐蚀速率大于低潮位。全浸区上部的腐蚀速率高于其下部。各区带试样的腐蚀形貌存在显著差异。结论三亚海域的海浪飞溅冲刷作用较大,水温和气温较高,导致A517Q长尺试样的飞溅区腐蚀严重。大量的海生物附着,Cr,Mo,Mn,Ni等合金元素的添加,减缓了全浸区的腐蚀。     

军用涂层海洋大气自然环境试验方法与要求

综述了军用涂层海洋大气自然环境试验方法与要求。自然环境试验可较好地反映涂层在湿热海洋大气中受高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射的长期综合作用效应。提出了军用涂层海洋大气自然环境试验设计要求,介绍了常见的海洋大气自然环境试验方式,对涂层自然环境试验的设计与开展具有指导性和实用性。最后,探讨了军用涂层海洋大气自然环境试验存在的问题,提出须提高认识,将自然环境试验作为一项长期系统工作,形成良性的"迭代式"发展模式,指出自然环境加速试验是军用涂层自然环境试验的重要发展方向。     

海洋环境下军用飞机腐蚀及其系统控制工程

阐述了海洋环境下军用飞机的腐蚀特点及其原因,详细论述了军机腐蚀控制是一个涉及到飞机方案论证、设计、生产制造、维护与维修等诸多环节的系统工程性问题,而不仅仅是在维护与维修阶段对腐蚀的排除和简单的防锈问题。为此,要求针对不同环节开展相关试验,制定相应科学合理的指导性文件和规范,并加以认真贯彻和履行,同时还需要使用和维修部门及时向设计与生产部门反馈维护维修中发现的不合理的腐蚀控制设计细节,不断完善腐蚀控制的指导性文件和规范,全面提升海洋环境下军机腐蚀防护与控制水平。