某型飞机防护体系性能优选试验研究

目的采用盐雾对比试验,优选获得抗腐蚀性能优异的防护体系。方法选用飞机常用的两种结构材料(2024、30Cr Mn Si A)的几种备选防护体系,开展盐雾加速腐蚀试验。结果铝合金试件经过10个周期盐雾加速腐蚀试验,涂层鼓泡失效,基体未发生腐蚀;经过7个周期加速腐蚀试验,结构钢试件预制划痕处涂层剥落、基体腐蚀。结论铝合金外部防护体系B方案(铬酸阳极化+37底漆+E面漆)和内部防护体系H方案(铬酸阳极化+TB06底漆)最佳,结构钢推荐选用GE方案(镀镉+钝化+TB06底漆+TS96面漆)。     

某型飞机腐蚀关键结构含涂层模拟件腐蚀行为研究

目的研究某型飞机腐蚀关键结构防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为整机日历寿命体系评定和飞机大修提供试验依据。方法在编制加速环境谱的基础上,对模拟件进行环境谱作用下的加速腐蚀试验。结果在经过修理前后两个阶段的加速腐蚀后,模拟件在铆钉连接区域表面涂层均出现不同程度的鼓包、开裂、剥落等老化现象。结论腐蚀关键结构表面防护涂层体系总体上能够满足首翻期和翻修间隔期内结构的表面防腐要求,但在外场使用维护中应针对铆钉、螺钉连接件周围等腐蚀敏感部位加强防护,一旦出现涂层老化、破损等损伤需要及时进行局部修复。在科学、合理的外场使用维护条件下,可以适当延长飞机的进厂大修时间。     

濒海环境钢质紧固件防腐技术试验对比研究

目的针对某濒南海大型工程钢质紧固件腐蚀严重的问题,通过试验研究对比钢质紧固件的腐蚀防护技术。方法分别在钢质紧固件表面制备防护层膜,通过现场挂样试验和实验室环境模拟加速试验研究不同涂层的腐蚀行为,并采用电化学试验研究不同涂层在模拟条件下的失效机理。结果对现场试验、实验室加速试验和电化学阻抗测试数据进行分析,不同涂层紧固件的防腐效果排序为复合涂层锌铝涂层粉末渗锌≈热浸镀锌电镀锌氧化膜层保护。结论通过试验对比评价了紧固件6种表面处理技术的防腐性能,为濒海设备使用的紧固件防腐措施的选择提供了理论依据和技术支撑。     

腐蚀环境下典型“钛‒铝”复合耳片腐蚀防护性能研究

目的 研究腐蚀环境下典型“钛–铝”复合耳片的腐蚀防护性能。方法 开展典型“钛–铝”双耳两层结构的加速腐蚀环境试验,共10个周期。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构的腐蚀形貌、腐蚀产物,研究“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护性能。结果 在腐蚀环境下,“钛–铝”复合耳片结构中衬套周围异种金属连接部位的电偶腐蚀敏感性高,其他部位防护体系的耐蚀性较好。经过10个周期的加速试验,衬套周围铝合金结构发生较为严重的点蚀,各蚀坑扩展相连,形成较大蚀坑。在第10周期,典型“钛–铝”复合耳片铜衬套周围铝合金蚀坑处出现裂纹扩展,并发生腐蚀疲劳破坏。结论 增强典型“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护措施,加强典型“钛–铝”复合耳片异种金属接触部位的日常维护,能有效提高结构的腐蚀防护能力。     

几种表面防护体系耐盐雾性能研究

目的通过对比试验室加速腐蚀试验结果,获得耐盐雾腐蚀性能最佳的表面防护体系。方法选用2024铝合金的几种不同表面防护体系,进行盐雾腐蚀试验。通过宏观腐蚀形貌和涂层失光率变化来分析判定表面防护体系耐腐蚀性能,获得抗腐蚀性能优异的表面防护体系。结果综合内外部防护体系宏观腐蚀形貌和失光率情况来看,阿洛丁氧化和所配套的三套涂层系统的盐雾适应性较差。结论内部防护体系推荐采用铬酸阳极化+10P4-X底漆防护体系;外部防护体系推荐采用铬酸阳极化+10P20-X底漆+ECL面漆防护体系。     

2024铝合金连接结构两种防护涂层耐蚀性研究

目的研究铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法针对在两种涂层防护作用下的2024铝合金连接结构,开展实验室加速试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,得到铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,对比分析涂层体系对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。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,相较于传统涂层,纳米涂层在5%NaCl盐雾环境下的防护效果更好。结论纳米涂层表面破坏后快速生成的致密氧化膜能有效提高涂层的耐蚀性能。     

直升机蒙皮典型结构有机涂层防护性能在模拟高原大气环境中的变化

目的评价服役于高原大气环境中的直升机蒙皮典型结构及其防护体系的防护性能。方法通过模拟高原大气环境加速试验方法再现直升机蒙皮典型结构防护体系实际服役过程中出现的损伤,利用扫描电镜对表面微观形貌进行观察,采用电化学阻抗谱测试研究有机涂层阻抗的变化。结果在实验室加速试验中,蒙皮试验件螺钉周边先出现局部腐蚀,之后腐蚀产物又逐渐减少,而铆钉周边经过多个周期后腐蚀产物都没有显著增多。螺钉中间区域有机涂层电化学阻抗模值直至第8个周期后与原始情况相比才大幅度下降,而铆钉中间区域有机涂层电化学阻抗模值在试验中多次明显下降。结论铆钉周边的有机涂层经过多个周期加速试验仍具有阻挡腐蚀性介质的作用。与螺钉结构的情况相比,铆钉中间区域有机涂层防护性能退化显著。     

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。     

飞机某模拟涂装试样加速腐蚀与自然暴露的对比研究

目的研究飞机某结构模拟试样加速腐蚀试验与自然暴露试验的相关性。方法选取飞机某结构模拟试样分别进行实验室加速腐蚀试验和海南西沙外场自然暴露试验,以宏/微观形貌、失光率、色差等级、腐蚀产物成分等作为评价指标,对试样表面涂层的腐蚀损伤情况进行长期观测和对比研究,对加速腐蚀2个周期和户外暴露2年的疲劳试样疲劳寿命和疲劳断口形貌进行对比分析。结果加速腐蚀试验2个周期和自然暴露试验2年试样的试验过程色差变化规律一致,色差变化等级均为2级,光泽度变化规律一致,加速腐蚀试验后为3级,户外自然暴露户外为4级、棚下为3级,在螺钉边缘均出现面漆剥落现象。7B04铝合金试样疲劳寿命断口的韧窝和孔洞的数量都没有发生明显的变化,在显著度为0.05时,两组疲劳寿命的t检验量为1.6971,疲劳寿命无显著差异。结论加速腐蚀试样表面涂层的腐蚀程度介于户外和棚下暴露试样之间,这一结果与加速环境谱的编制原则相一致,也进一步表明加速试验环境谱正确性。疲劳寿命无显著差异,表明加速腐蚀试验可以较好地模拟飞机实际工作环境对试样疲劳性能造成的影响。     

直升机旋翼桨叶有机涂层防护性能在户内加速试验中的变化

目的考核评价高原环境下服役的直升机旋翼桨叶典型结构及其防护体系的耐腐蚀性能。方法利用建立的模拟高原环境加速试验谱,再现直升机旋翼桨叶结构防护体系实际服役过程中出现的腐蚀损伤,采取电化学阻抗谱测试研究涂层阻抗的变化。结果经历8个周期的户内加速试验后,新修桨叶试验件表面有机涂层Bode曲线呈现小幅下降,即有机涂层防护性能下降;报废桨叶试验件表面有机涂层的特定频率电化学阻抗模值与原始情况相比仅下降了不到1个数量级。结论报废桨叶试验件表面有机涂层电化学阻抗模值曲线在8个周期后仍然小幅高于未经历户内加速试验的新修桨叶试验件。     

海军现役飞机的腐蚀损伤失效分析及腐蚀防护

根据海军机场的环境特点,对高强度铝合金材料的涂层有效期及基体材料的腐蚀损伤失效过程进行了研究,建立了腐蚀损伤与加速腐蚀日历时间的关系函数,提出了海军现役飞机外场腐蚀控制的具体技术措施。     

基于DFR的2024-T3铝合金当量加速关系试验研究

目的 提出以反映结构材料疲劳性能的DFR为表征参量,研究建立2024-T3铝合金结构在大气自然环境预腐蚀与实验室加速试验预腐蚀后的DFR关系,为腐蚀环境下飞机铝合金结构的疲劳寿命设计提供方法。方法 以2024-T3铝合金试验件为研究对象,分别开展典型海洋大气环境自然暴露腐蚀后的DFR试验以及实验室加速腐蚀试验后的DFR试验,以DFR相等为条件,建立上述2种不同预腐蚀条件之间的DFR当量加速关系。结果 2024-T3铝合金在自然暴露预腐蚀环境与实验室加速预腐蚀后的DFR值随腐蚀时间的增加均有不同程度的下降,万宁和青岛的DFR当量加速值分别为0.642 1、0.701 2 a/d。结论 基于DFR的当量加速关系综合反映了预腐蚀对结构材料疲劳性能退化的影响,而DFR是飞机结构疲劳设计的基本参量,文中建立的当量加速关系可用于指导腐蚀环境下铝合金的疲劳寿命设计分析。     

×飞机半封闭部位局部环境谱当量加速关系研究

目的确定局部环境谱当量加速关系。方法以×型飞机某半封闭关键部位为研究对象,依据其在机体中所处的位置及服役环境中各气候条件编制局部加速腐蚀试验环境谱,分别进行试验室周期浸润加速腐蚀和自然环境暴晒。借助涂层宏观、微观形貌检测、色差、光泽度等常规性能检测和电化学极化曲线测试,对两种不同环境下试验件进行性能测试。结果试验室周期浸润加速腐蚀196.6 h,相当于舰面停放1年,且经过实验室2个周期加速腐蚀与自然环境暴晒2年的试验件涂层形貌、失光率、色差、电化学性能一致。结论该局部环境谱当量加速关系准确可靠。     

某型飞机腐蚀防护及设计改进

目的针对某型飞机的腐蚀问题开展研究,制定结构腐蚀修理和防腐改进措施。方法对外场飞机的腐蚀情况进行统计归类,对现有飞机防护体系进行梳理,分析结构腐蚀原因和防护体系的不足。在对飞机服役地区环境进行实测的基础上,编制飞机地面停放环境谱和飞机结构局部环境谱。研究制定结构防护体系设计改进措施,并通过加速腐蚀试验验证设计改进效果。结果与结构设计改进前的原始状态相比,防腐改进后的结构日历寿命提高1.6~5倍。结论飞机防护体系薄弱的情况下容易引发多种类型的腐蚀问题;系统地对飞机结构腐蚀问题进行治理,才能取得令人满意的效果。     

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。     

新型航空铝合金包铝层防腐有效期的确定

海洋环境下飞机结构腐蚀严重,合理确定铝合金包铝层防腐有效期,对于飞机日历寿命评估十分重要。根据实际环境数据编制的当量加速腐蚀试验谱,加速腐蚀约7 d与外场曝露1a相当。实验室条件下对某新型铝合金包铝材料进行当量10 a的腐蚀试验;采用KH-7700三维显微镜对腐蚀损伤进行观察和测量。结果表明,腐蚀7 a后,包铝层局部被腐蚀掉,丧失防腐功能。     

基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型

目的通过对加速腐蚀关系的研究,为飞机的日历寿命的确定提供依据。方法首先提出基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型,并通过测试极化曲线的方法得到LY12和ZL115两种飞机常用铝合金材料在蒸馏水及不同浓度Na Cl溶液中的腐蚀电流。结果由于材料缺陷分布的随机性,铝合金的腐蚀电流具有随机特征,且随着盐浓度的增加而增大。两种铝合金材料的加速腐蚀关系系数在统计上存在较大的差异,在3.5%盐浓度下(温度)考虑95%置信度的加速腐蚀关系系数,LY12铝合金为3.53、ZL115为2.32。结论本文基于腐蚀电流的加速腐蚀关系的研究可以很好地为飞机日历寿命确定提供依据。     

LY12CZ铝合金飞机内外部结构涂层日历有效性试验研究

基于外部和内部涂层加速试验环境谱,分别对某型飞机的LY12CZ铝合金内、外部结构涂层进行加速老化试验,统计分析了两种涂层腐蚀老化表面形貌,得到了光泽度和色差随加速腐蚀时间的变化规律,并对涂层的有效性进行了综合评定。试验结果表明,LY12CZ铝合金外部结构涂层的有效期为12 a,内部结构涂层的有效期为10 a,轻微划痕对外部结构涂层的日历有效性影响不大,而对内部结构涂层有一定影响。