海洋大气环境电子设备腐蚀控制技术

介绍了海洋大气环境主要特征、盐雾腐蚀机理和盐雾腐蚀与温湿度的关系。从总体结构、设计制造工艺、工作运行等方面,分析了电子设备的技术特点、腐蚀特点与腐蚀防护难点。从材料与结构、部件与线路、结构材料表面防腐、防腐介质等方面,介绍了电子设备一般腐蚀防护技术,重点介绍论述了电子设备温湿度环境控制、盐雾分离和盐雾过滤腐蚀环境控制技术。     

新型航空清洗剂对航空铝合金防盐雾性能影响的分析

目的 评价新型航空清洗剂对航空铝合金防盐雾性能的影响。方法 对航空铝合金7075在施加清洗剂清洗后开展中性盐雾试验,通过扫描电子显微镜、能谱分析仪、高分辨率拉曼光谱等研究手段,对铝合金的表面形貌、组织成分及关键化学组分的变化情况进行对比分析,综合评价该清洗剂对铝合金的性能影响。结果 经过新型航空清洗剂清洗和6 h中性盐雾试验后,清洗剂仍在铝合金表面残留有保护膜,且清洗后的铝合金表面经盐雾实验后依然光亮,有明显的二次相颗粒,无絮状物和氯化钠结晶体,其表面褐色腐蚀斑点也更小。结论 经清洗后,铝合金的盐雾腐蚀程度明显更轻,说明清洗剂中的缓蚀剂成分起到了保护作用,该清洗剂具有防盐沉降的作用,可提升航空铝合金的防盐雾腐蚀性能。     

大气盐雾分布影响因素与监(检)测及评价方法

阐述了大气盐雾的主要来源、影响盐雾含量和分布的主要因素、当前盐雾的主要监测技术以及与盐雾含量相对应的环境等级,有助于对沿海地区金属设备防腐蚀设计提供参数依据。其中大气盐雾的来源主要为海洋环境,而影响盐雾含量和分布的因素主要为离海岸距离、风速、风向等,当前盐雾含量的主要监测技术包括大气盐雾收集和盐雾含量检测两个步骤,盐雾的收集方式是大气盐雾含量精准度的重要指标,根据其结果表征方式(盐雾浓度和盐雾沉降率)主要分为采气收集和沉降收集。再利用检测手段分析盐雾含量,根据对设备腐蚀情况进行分等分级,但是现有方法具有一定的缺陷,如人为误差大,且无法实时监测环境中的盐雾变化情况,因此,在线检测技术是未来盐雾含量监测的主要研究方向。精准地检测环境中的盐雾含量,可为后期的腐蚀防护提出高效且经济的建议。     

浅析盐雾环境对火工药剂安定性能的影响

目的 获取海洋生态环境条件下火工药剂性能变化的规律,开展火工药剂在盐雾环境中的安定性试验研究,以保障火工药剂的可靠性。方法 通过SEM成像技术和X–射线衍射技术表征2种典型起爆药叠氮化铅(Lead Azide,LA)和斯蒂芬酸铅(Lead Styphnate,LS)在盐雾试验前后微观形貌及组分的变化,并结合DSC热分析技术,从热分解动力学角度,开展火工药剂在盐雾环境影响下失效机理的研究。结果 在盐雾环境应力的影响下,LA的长柱状晶体结构发生脆化,层裂成不规则的小片状晶型,且随着盐雾试验时间的增加,LA的热分解反应峰会逐渐前移,试验后产物组分只有Pb(OH)Cl,其本质安定性显著下降。LS受盐雾环境应力的影响,其棱柱状晶体结构会层裂为小片状晶型,且部分LS分解形成Pb3(CO3)2(OH)2,导致其安定性降低。结论 2种典型火工药剂LA和LS受盐雾环境应力因素的影响,都会发生失效分解反应,与LA相比,LS在盐雾环境下具有更加稳定的安定性能。     

Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀性能及表面特征研究

目的 研究Al/BN封严涂层在海洋环境下的腐蚀历程。方法 使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学等测试方法,对Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀行为、形貌、显微结构、相组成及耐腐蚀等性能进行研究,分析Al/BN封严涂层在盐雾试验中的电化学腐蚀过程。结果 在96 h盐雾试验中,Al/BN封严涂层的腐蚀过程分为2个阶段,分别为孔蚀形成期和孔蚀发展期。在前72 h的盐雾腐蚀时间里,Al/BN封严涂层的腐蚀产物对于孔洞的堵塞越来越严重,自腐蚀电流密度也处于下降状态,表明Al/BN封严涂层的腐蚀产物有效地阻止了腐蚀速度的加剧。在第2阶段,阻抗值有所下降,是因为腐蚀产物龟裂或孔洞内局部酸化造成。结论 Al/BN涂层的腐蚀产物对Al/BN封严涂层的自腐蚀速率有比较大的影响。     

海洋环境氯离子沉降率及腐蚀严酷度评价研究

目的通过大气环境氯离子沉降率和严酷度评价研究,为海水抽水蓄能电站设备防腐蚀设计提供数据支撑。方法主要利用干片法和银测试片法对海南某地区远海a点和近海b点3—6月大气中的氯离子沉降率和腐蚀速率进行研究。结果干片法数据分析发现,每月b点氯离子沉降率高于a点,其平均温度低于a点,平均相对湿度高于a点。银片数据分析发现,b点环境较为严苛,其氯化银腐蚀膜厚于a站,其中a点腐蚀速率等级为G2,而b点除3月外腐蚀速率等级均达到G3。对比数据发现,干片法获得的每月盐雾沉降率变化趋势与银片法每月腐蚀速率变化趋势一致。结论温度、湿度是影响大气氯离子沉降率的重要因素,而大气盐雾含量是影响设备腐蚀速率的重要影响因素,为确保海水抽水蓄能电站设备安全可靠运行,需采用控温、控湿以及除盐雾技术降低服役环境腐蚀严酷度。     

不同离子注入工艺对45CrMoVE结构钢性能影响研究

目的 通过分析不同元素离子注入对结构钢耐腐蚀能力及力学性能的影响,筛选出最佳注入元素,以改善45CrMoVE结构钢的表面组成,提高其耐腐蚀性能。方法 基于前期研究工艺,开展Mo、Co、Ta、Ti等离子注入技术研究。将注入离子后的结构钢试样放入NaCl溶液中,分析不同元素离子注入对结构钢腐蚀电位的影响,结合盐雾腐蚀试验,研究不同离子注入对结构钢耐腐蚀性能的影响,同时结合X射线衍射技术和力学性能测试,对结构钢试样表面层的物相进行分析,研究离子注入对结构钢力学性能的影响。结果 氯化钠溶液在注入Mo离子后的自然腐蚀电位最高、最正,当基体材料中注入的Mo剂量为3×10¹⁷atoms/cm²时,腐蚀电位接近0.5 V,腐蚀电流最小。注入Mo离子后,试片的耐盐雾腐蚀性能最好。Mo离子与结构钢中的C原子相结合,在结构钢表面层形成较多的MoC和Mo2C等碳化物,提高了结构钢的耐腐蚀性能。离子注入层厚度尺寸小,注入离子后基本不改变基体材料的表面形貌和宏观力学性能。结论 离子注入能够有效改善结构钢的耐腐蚀性能,对于45CrMoVE结构钢试样,当注入3×10¹⁷atoms/cm²剂量的Mo离子、注入能量为130 keV时,离子注入对45CrMoVE结构钢耐腐蚀能力的改善效果最佳。     

某型直升机机体结构关键件涂层耐久性评估

目的 评估某型直升机机体典型结构关键件涂层在内陆温和地区的耐久性,支撑机体总日历寿命延寿工作。方法 对某型直升机大修周期机体结构关键件涂层进行目视检查、涂层光泽度检查和电化学交流阻抗检测,对比分析检测数据,分析机体结构关键件涂层耐久性的影响因素,判定涂层的耐久性。结果 某型直升机机体结构关键件涂层的耐久性较好。失光率检测中,平均失光率为37.8%,整体失光率较小。电化学阻抗检测中,平均电化学阻抗模值为5.58×10⁷ Ω.cm²,未失效,涂层能够有效保护机体结构关键件免于腐蚀环境破坏。结论 大修周期内,某型直升机机体结构关键件涂层的耐久性好,少数区域涂层因光照、磕碰等,耐久性部分程度受到影响,机体结构关键件涂层受温度、湿度、盐雾浓度等的影响较小。     

××飞机滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱制定

目的 对运行环境逐渐复杂的××飞机滑轨内腔进行加速腐蚀试验的研究。考虑到外部环境对滑轨内腔的腐蚀影响，旨在提出一种适用于江津地区的加速腐蚀试验环境谱，以更好地模拟实际运行条件下滑轨内腔的腐蚀过程。方法 设计江津地区滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱，以外露部位防护涂层加速腐蚀试验环境参考谱以及相应环境的分析为依据，根据参考谱的参数制定方法，针对江津地区的特定环境条件，设计本环境谱的编制依据。进一步确定湿热、紫外暴露、温度冲击、低气压以及盐雾等参数，得出系统的××飞机滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱。结果 成功形成了系统的××飞机滑轨内腔的加速腐蚀试验环境谱，综合考虑了江津地区的环境特点，并参考了外露部位防护涂层加速腐蚀试验环境谱的相关参数，通过对湿热、紫外暴露、温度冲击、低气压以及盐雾等参数的确定，能够更准确地模拟滑轨内腔在实际运行条件下的腐蚀过程。结论 该环境谱可为飞机制造商和维护人员提供重要的参考，以评估滑轨内腔的腐蚀情况，并采取相应的防护措施。通过更准确地模拟实际运行条件下的腐蚀过程，能够提高飞机结构寿命的预测准确性，从而保障飞机的安全运行和维护。这项研究对于改进飞机设计、延长使用寿命以及降低维护成本具有重要的实际意义。     

电容式湿度传感器温-湿-盐雾耦合环境损伤效应与机理研究

目的 研究电容式湿度传感器在温-湿-盐雾耦合环境作用下的性能退化规律和失效机理。方法 将电容式湿度传感器放置在三因素循环(85 ℃+85%RH→40 ℃+0.05%NaCl中性盐雾→35 ℃+50%RH干燥)环境下进行加速老化试验,定期取样,分析响应时间和测量精度退化规律,研究温-湿-盐雾对电容式湿度传感器的环境损伤机制。结果 在三因素环境下老化7 d,湿度传感器在标准湿度(>50%RH)环境下感应异常;老化14 d,湿度传感器在每种标准湿度环境下感应异常。测试发现,湿敏电容的电容量偏大,绝缘电阻偏小,损耗角正切偏大,确定湿敏电容失效。湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,在盐雾阶段,盐粒子沉积在湿敏材料表面,在干燥阶段水分挥发,最终在湿敏材料表面形成不规整颗粒物,造成湿敏电容绝缘性能降低。在通电测试时,不规整颗粒物在电场作用下易发生尖端发电,使得感湿材料绝缘性能下降,同时伴随有腐蚀和击穿烧蚀,使湿敏电容发生失效。结论 湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,盐粒子易附着在感湿材料上,在通电环境下发生击穿烧蚀,造成湿度传感器功能失效。     

湿热盐雾大气环境典型局部环境监测与防腐对策

目的通过监测得到高湿热、高盐雾的海洋大气环境下不同局部环境的数据,并对不同材质、结构和部件针对性地提出防腐需求。方法开展温度、湿度、盐雾沉降率的监测以及高精度测试片、标准试验件的腐蚀试验,分析1年时间内湿热盐雾海洋大气环境不同工作环境下监测参数的趋势,研究不同局部工作环境下各时间段的腐蚀性,进行环境评估分级。结果海南某濒海区域常年高温、高湿、高盐雾,根据两种试验方法判断,该区域大气腐蚀等级达到了最严酷的等级(CX或GX)。室内大厅和机房环境也是长期高温、高湿,明显可检测到海盐粒子,高精度测试片有腐蚀现象,但与室外严酷环境至少相差1个等级。室内机电控制柜内环境腐蚀等级一般为G1,温度相对较高、湿度相对较低。结论可根据不同使用环境防腐需求制定防护方案,既能满足长期防腐和设备稳定运行的要求,又能避免过度防护,合理有效地利用资源,节约成本。     

岛礁油料装备的腐蚀特性及全寿命腐蚀控制策略

岛礁属于亚热带、热带海洋性气候,具有长期高温、高湿、高盐雾、高太阳辐射等环境特征,会加速保障装备的腐蚀进程,严重制约了装备的使用可靠性。针对该难题,文中对岛礁保障装备的工作环境特征、腐蚀失效现象以及腐蚀机理进行了系统的分析,提出了开展油料装备腐蚀故障数据收集和分析以及全寿命腐蚀控制是今后岛礁油料装备腐蚀防控领域的重点研究方向。最后针对装备腐蚀不同的机理特征,提出了油料装备全寿命腐蚀控制策略,为岛礁油料装备的腐蚀寿命预测、维修与保养提供技术支持和理论指导。     

民用水上飞机机载设备腐蚀环境技术要求研究

目的针对民用水上飞机的机载设备构建一套更为严格的环境技术要求,以满足民用水上飞机在其特殊使用环境和使用模式下的安全性和可靠性。方法通过分析水上飞机的总体使用环境,提取影响机载设备腐蚀的主要环境因素,整理和归纳环境量值对相关环境要求进行修正。结果给出了RTCA DO-160G标准中湿热、霉菌和盐雾试验条件的改进建议。结论试验条件改进依据充分合理,能够适用于民用水上飞机机载设备的腐蚀环境适应性评估与验证。     

后勤装备防腐涂层加速试验环境谱研究

结合后勤装备服役特点,综合考虑亚热带沿海地区湿热、紫外光照、盐雾等主要腐蚀因素的影响,建立了适用于后勤装备表面涂层的加速试验环境谱,给出了各环境块的具体确定方法,并且提出了建立加速谱与装备实际使用环境的当量加速关系的方法。为后勤装备外露关键部位涂层使用寿命评定、涂层有效性检验和腐蚀修理方案制定提供了重要的依据。     

我国东南沿海车辆装备涂层环境试验设计

目的研究我国东南沿海环境对我军车辆装备涂层的影响。方法根据近海试验场所提供的温湿度、氯离子浓度、辐照总量等相关数据,当量转化为光照、温度、湿度、化学介质四种环境因子,依据GJB150A—2009《军用装备实验室环境试验方法》裁剪制定了依次进行湿热辐照试验、中性盐雾试验和酸性盐雾试验的实验室模拟方法。结果相同试片在实验室模拟环境与实际环境中表现出的电化学特征较为一致。结论该试验设计能较好模拟当地实际环境影响,为在该地区服役的车辆装备有机涂层的使用寿命预测、涂层防护与防腐蚀保养等技术研究提供了重要依据。     

石油焦超细粉碎工艺中的脉冲袋式除尘器试验

利用超细粉碎分级设备,分别测试粉碎工艺中除尘器在不同过滤面积、过滤风速、入口粉尘浓度时,喷吹后的除尘器阻力、过滤风速、喷吹时的除尘器阻力波动情况;测试脉冲宽度对喷吹后除尘器阻力和喷吹时除尘器阻力波动的影响。结果表明:由于石油焦的轻质和黏附性特性,过滤风速不应超过2.17 m/min,考虑到除尘效率和经济效益,最好控制在1.3 m/min以内;除尘器入口粉尘浓度的高低对喷吹后除尘器阻力和喷吹时除尘器阻力波动均存在较大影响,入口粉尘浓度低时,阻力和阻力波动都较小;脉冲宽度对喷吹后除尘器阻力和喷吹时除尘器阻力波动有一定影响,该实验系统最佳脉冲宽度为0.08 s。     

装备封存的环境质量与腐蚀在线监控的信息化管理技术

为了提高装备封存保养质量和后勤保障水平,对仓储环境中高温、高湿、霉变和污染气体等几种典型的腐蚀因子进行了简单的综述。然后从仓储环境质量监控的自动化和信息化方面,对比分析了当前主流的多种腐蚀在线监测传感器技术。此外,对仓储环境空气质量监控的网络化与信息化管理进行了展望,通过在仓储环境关键部位安装多种腐蚀监测传感器和温湿度传感器,并在基础上组建分布式腐蚀与空气质量监控网络,通过反馈控制实现智能化的温湿度调节、空气过滤和气相缓蚀剂加注等仓储环境质量管理系统,这将有利于及早发现防锈包装材料的破损泄露和腐蚀隐患,通过主动预警,降低人工巡检的劳动强度,提高装备的保养效率。     

某东南沿海电厂钢结构腐蚀影响因素分析

目的 对比腐蚀环境因子分布和钢结构腐蚀事件分布,分析影响火力发电厂钢结构腐蚀的主要环境因素,探讨火力发电厂钢结构腐蚀的机理。方法 以东南沿海某火力发电厂为例,对电厂厂区进行网格化,利用便携式温湿度计进行逐网格温、湿度监测,逐网格收集结构物表面灰尘,并分析其中氯离子、可溶盐、酸碱含量等,开展腐蚀环境监测。统计从2012年至2022年10年间该电厂每一网格内的腐蚀防护工程,如腐蚀防护器件、装备、材料购置等项目的施工或应用次数。结果 温度、湿度及钢结构表面灰尘中氯离子含量、可溶盐含量、灰尘浸渍水p H等因子受海洋环境、厂区结构分布、生产活动多重原因的影响,随距海距离增加呈带状分布,或围绕生产设施点呈辐射分布。结论 环境因子对钢铁结构腐蚀的影响大小顺序为结构物灰尘含盐量>结构物灰尘浸渍水p H>相对湿度>结构物灰尘氯离子含量>温度。电厂钢结构腐蚀机理为雨水或大气凝结水溶出结构物表面灰尘的可溶性盐,含盐水经涂层缺陷输运至金属表面,成为钢铁腐蚀原电池的离子导路,导致钢结构发生电化学腐蚀。     

基于故障树分析法的舰载武器装备电子元器件及PCB的失效研究

目的 对极端海洋环境下某型舰声呐装置中的多功能信号发生器进行失效研究。方法 使用故障树分析法作为失效分析基本方法。首先通过微焦点CT检测技术对样品进行准确的失效定位,并通过扫描电子显微镜和能谱分析样品的失效机理。然后结合应用背景,分析归纳样品失效的机理因子和影响因素。最后,针对每种失效形式提出具体的改善方案。结果 由电阻本身表面形貌、额定温度及外部环境（高温、高湿、高盐）等原因,导致含有盐雾的水汽进入电阻内部,致使电阻内部出现电化学迁移现象,电阻阻值因此明显降低,最终导致多功能信号发生器出现失效。结论 舰艇中的电子设备,如多功能信号发生器的失效往往是由设计制造及各种海洋环境因素综合作用所造成的。这就要求舰载电子设备的研制方、使用方都应重视海洋环境适应性问题,并采取一定的改善措施。