热带岛礁大气环境车辆装备腐蚀规律与防护设计及控制措施

目的 提高车辆装备在热带岛礁大气环境中的耐腐蚀性能,为车辆装备在热带岛礁大气环境长期稳定的服役提供防腐蚀设计与改进依据。方法 通过对岛礁大气环境特点的分析和典型车辆装备腐蚀规律研究与总结,制定相应的腐蚀防护设计及措施,并在车辆装备上进行应用与验证。结果 根据腐蚀特点,车辆装备划分为结构类腐蚀、电气类产品腐蚀、材料和涂层腐蚀等4类,其中,结构类腐蚀是最主要的腐蚀行为,结构类腐蚀类型主要包括缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力作用下腐蚀、磨损腐蚀、结构外形及空腔结构造成的腐蚀等。根据腐蚀环境进行划分,将整车划分为舱外完全暴露结构区域、底盘底部区域、发动机舱区域和舱内区域等4个腐蚀区域。在车辆装备上采取相应的腐蚀防护设计与措施,包括典型结构类防腐蚀设计、电气类产品腐蚀防护设计、材料与涂层搭配选用、维护保养和腐蚀监测措施,在热带岛礁大气环境中取得了良好的应用验证效果。结论 根据不同腐蚀类型,采取相应的结构类、电气类产品,材料与涂层合理搭配选用等腐蚀防护设计,加严环境试验考核,以及维修维护、腐蚀监测等腐蚀控制措施,车辆装备在热带岛礁环境中将取得长效且良好的环境适应性。     

海洋大气环境下装备材料的腐蚀与防护研究进展

叙述了海洋大气环境下装备典型金属材料的腐蚀与防护研究进展。介绍了高强钢、不锈钢和铝合金等装备材料在高温、高湿、高盐雾和强辐射等海洋大气环境下的腐蚀特征和主要腐蚀形式,总结了海洋大气腐蚀防护技术的研究进展。最后,提出了海洋大气环境下装备防护需从装备选材与结构环境适应性设计、有效表面防护、环境控制、加强维护保养等方面着手,在充分利用现有防腐技术的基础上,加强金属涂/镀层与有机涂层的技术组合;大力开发研制海洋环境下长期有效、绿色环保的表面处理技术和涂层技术;针对铝合金等易腐蚀材料,开展腐蚀结构修复技术研究。采用系统工程方法来解决海洋大气环境中装备的腐蚀问题,进而提高舰载武器、船舶、海岸工程、近海工程等服役装备的安全性、寿命和可靠性。     

典型岛礁大气环境室内加速腐蚀试验谱研究

目的研究装备典型岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验方法。方法采用灰色关联分析法得到引起武器装备腐蚀损伤的主要环境因素,通过分析装备服役面临的岛礁腐蚀环境数据,编制出岛礁大气环境谱。依据当量腐蚀加速原理及测定的腐蚀当量折算系数,建立加速腐蚀试验条件与岛礁大气环境谱之间的等效转换关系。结果归纳出室内加速腐蚀试验谱的编制方法,得到面向装备服役岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验谱。结论确定的室内加速腐蚀试验谱及加速关系,为地(舰)面武器装备选材及结构腐蚀寿命评定提供了重要依据。     

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。     

航空装备海洋大气综合环境试验方法研究

为在海洋大气环境中使用的航空装备探索一种更高效的综合环境试验方法,弥补常规组合环境试验方法对综合环境耦合效应模拟不足的问题。首先分析了国内外航空装备海洋大气综合环境试验现状,指出了我国综合环境试验能力的不足与能力提升的迫切需求;其次,对航空装备在海洋大气环境下的主要影响因素和综合环境耦合效应进行了重点分析;最后,结合我国环境工程行业现状,对航空装备海洋大气综合环境试验关键因素、基本要求与存在问题等进行了探索研究。     

装备关重件腐蚀-疲劳环境/载荷试验谱编制方法研究

目的 研究装备关重件大气腐蚀-动态疲劳协同加载的环境/载荷试验谱编制方法。方法 依据装备构件服役寿命-环境剖面,分析腐蚀环境与疲劳应力协同作用的特点,归纳出腐蚀-疲劳环境/载荷谱的设计原则和编制方法。结果 利用环境/载荷谱编制方法制定了某装备结构件腐蚀环境与疲劳载荷协同作用的加速试验谱。结论 建立的腐蚀-疲劳协同作用的环境/载荷谱编制方法及当量加速试验谱,可用于研究装备关重件的腐蚀-疲劳协同环境效应及加速试验评价方法等工作。     

不同材料在海洋大气环境下的加速环境谱研究

自然环境加速试验是飞机结构日历寿命评定的重要方法,加速环境谱的编制则是开展加速试验的前提。以某海域海洋大气环境谱为基础,选取了金属裸材、复合材料裸材、带涂层结构三种飞机常用材料为研究对象,针对不同材料腐蚀机理的差别,给出了不同材料加速环境试验模块参数的确定方法及加速环境谱与服役环境的当量关系,编制了分别适合金属裸材、复合材料、带涂层结构的典型海洋大气环境加速环境谱。     

海军飞机结构当量加速腐蚀试验研究

分析了导致海军飞机结构腐蚀的主要因素;基于飞机地面停放环境谱,采用某型海军飞机机身背鳍角材在×框连接区模拟件,在试验室条件下分别进行当量5、10、15、20、30 a的加速腐蚀试验,并利用显微镜对试件表面涂层、金属基体材料腐蚀情况进行观察和测量.研究结果表明,结构件当量加速腐蚀与飞机外场服役的腐蚀特征一致,当量加速腐蚀试验时间与外场服役年限相匹配时,基体材料腐蚀程度相当.     

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。     

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。     

基于航空金属材料腐蚀的我国大气环境分区

目的针对我国服役飞机的腐蚀问题,实现飞机结构日历寿命的分区预测与精细化管理。方法收集我国大气环境17个典型地区的气象环境数据,编制各地区的气候、化学环境总谱,并根据腐蚀电荷当量原理,使用铝合金、合金钢两种材料的折算系数,将各地区的大气环境向标准潮湿空气作用时间进行折算。基于系统聚类的方法,根据大气腐蚀的差异性,将17个典型地区进行分类,确定各分区的划分标准和我国大气腐蚀分区个数,并综合考虑当前文献中可查的其他地区数据资料与我国气候、降水、大气污染的分布情况,对我国大气环境进行腐蚀分区。结果根据铝合金、合金钢的腐蚀特征量,可将我国大气环境划为5个分区。绘制了我国大气环境腐蚀分区图,给出了各分区的环境特点、地理位置分布和代表城市。结论应用我国大气环境分区结果,可以直观掌握我国飞机不同服役环境的腐蚀严酷程度,为编制加速腐蚀环境谱、评定飞机结构日历寿命、制定针对性的维护计划和飞行计划奠定基础。     

后勤保障电子装备地下环境适应性研究

电子设备地下环境适应性分析是后勤保障装备研究的重要内容。在分析总结地下环境特性及电子装备材料与结构特点的基础上,研究了电子装备的各类环境效应,得出其环境适应性特点。结合后勤保障电子装备在地下环境实际应用中存在的问题,提出了几项改进措施,为下一代后勤保障电子装备地下环境适应性设计给出指导性意见。     

海军导弹装备结构件腐蚀寿命预测研究

针对装备腐蚀影响导弹战备值班时间、技术状态完好性等问题,通过分析海军导弹装备结构件腐蚀特点及服役环境特点,基于Wiener-Einstein过程随机理论,研究给出了导弹结构件腐蚀量增长下的退化失效模型,基于腐蚀量数据特点,给出了腐蚀寿命模型参数估计方法,该方法可为海军导弹装备腐蚀寿命预测、岛礁导弹装备维修决策、保障等工作提供技术支持和理论指导。     

某型复合材料加速腐蚀与大气腐蚀当量关系分析

目的为开展某型飞机复合材料预腐蚀后疲劳寿命研究,获取其于加速腐蚀试验环境谱腐蚀和大气环境腐蚀的当量关系。方法编制模拟机场环境的加速腐蚀环境谱,据此分别开展材料试件加速腐蚀试验和大气腐蚀试验,试验过程中观测试件腐蚀形貌,开展两种环境预腐蚀后试件的层间剪切强度性能测试,依据等腐蚀损伤等层间剪切强度性能原则,计算该型复合材料实验室加速腐蚀与大气环境腐蚀的当量关系。结果加速腐蚀试验环境与大气环境对该型复合材料腐蚀存在当量关系,当量折算系数为2.22。结论飞机复合材料于不同环境中的腐蚀当量关系研究应结合研究问题需要,根据不同环境和不同力学性能指标开展研究,不同环境、不同力学性能指标会有不同的当量关系。     

某新型航空发动机压气机叶片服役环境适应性研究初探

目的 开展某新型航空发动机压气机叶片服役环境适应性研究,探究压气机叶片服役环境下的耐蚀性及腐蚀萌生周期.方法 采用电化学工作站,开展压气机材料典型环境下标准三电极电化学试验,获取腐蚀电流.结合机场环境谱与当量折算法,利用计算得到的当量折算系数,对机场环境谱进行当量折算,编制模拟该型发动机后续服役环境的仿真加速腐蚀试验环境谱.依据该环境谱,开展压气机叶片试件仿真加速腐蚀试验.结果 在模拟服役环境下的第8个当量腐蚀年限时,新型航空发动机压气机叶片开始出现局部点蚀.随着腐蚀年限的延长,腐蚀损伤程度逐渐加重.结论 在服役环境下,新型航空发动机压气机叶片具有良好的环境适应性,能够满足6～8 a首翻期内的环境适应性要求.     

舱外设备箱体模拟海洋大气环境中的加速腐蚀试验与结果分析

目的 研究模拟海洋大气环境对舱外设备箱体腐蚀行为的影响,为快速评价舱外设备箱体原材料、原结构、原表面技术状态改进优劣提供技术和方法支撑。方法 根据XX舱外设备箱体实际服役环境剖面、腐蚀损伤状况,制定含海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟海洋大气环境加速谱,运用外观、扫描电镜（SEM）、金相显微镜、X射线能谱（EDS）等表征技术,研究设备箱体在12个循环周期的宏微观形貌和腐蚀产物元素含量分布,并对标准金属铝和钢的同步实验室试验与XX近海户外自然环境下的腐蚀效应进行对比。结果 12个循环周期结束后,底座铝合金严重腐蚀,呈现明显的晶间腐蚀,并产生大量腐蚀产物,腐蚀产物主要含有O、Na、Al、Si、Cl、Ca、Mn、Fe等元素,其腐蚀形貌及程度与实际服役5 a的底座一致。标准金属铝和钢加速试验120 d的腐蚀效应分别等效XX近海大气试验4.65 a和10.57 a。结论 海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟循环试验能较好地模拟XX舱外设备箱体经历的环境,其腐蚀与实际服役环境下的腐蚀程度相近,实现了基于短期内完成3～5 a的海洋运行验证。     

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。     

微生物对装备的影响

微生物作为自然环境中的组成物质,在大气、水体、土壤等环境中广泛存在和分布;而装备在运输、存储和服役的各个阶段,都与这些环境有密切关系,所以微生物与装备不可避免地会发生接触。一般情况下,各类微生物都有可能直接或间接地侵蚀破坏装备及材料。介绍了微生物对装备及其构件材料的影响现状,着重阐述了微生物对装备及材料的腐蚀影响。     

海洋环境下ZL115-T5铸铝合金/C41500海军黄铜腐蚀行为研究

目的研究海军某型装备壳体结构材料在海洋环境下的腐蚀行为及规律。方法根据折算出的实验室加速腐蚀试验环境谱,开展了ZL115-T5铸铝合金试验件、ZL115-T5铸铝合金/C41500海军黄铜接触试验件、模拟实际涂抹黄油试验件以及模拟维护涂抹缓蚀剂试验件的实验室加速腐蚀试验。结果得到了该型铝合金在不同服役年限及服役状态下的腐蚀形貌、质量、平均腐蚀深度以及腐蚀损伤度变化规律。结论该型合金在不同服役状态下的腐蚀行为呈现差异化,ZL115-T5铸铝合金与C41500海军黄铜偶合接触会加速铸铝合金的腐蚀,黄油能够在一定程度上抑制电偶腐蚀,但效果并不明显。缓蚀剂能够延缓海洋环境下ZL115-T5铸铝合金腐蚀,其中THFS-10软膜缓蚀剂以及THFS-15长效硬膜缓蚀剂效果较好。     

某产品大气腐蚀环境因素监测与环境数据应用模式研究

目的 对某产品服役环境中的主要腐蚀环境因素进行监测，并挖掘环境数据应用模式，为该产品服役环境的腐蚀条件分析提供数据支撑。方法 根据某产品寿命期环境剖面，对库房、舱室及户外环境中温度、相对湿度、盐雾等主要环境因素进行为期3 a的监测，并从多个方面探讨这3种环境因素的应用模式。结果 针对某产品开展了主要环境因素监测，得到了其在关键服役场所的腐蚀环境数据，监测数据成功应用于该型产品服役环境严酷度分析、实验室环境试验条件设计、维修保障措施拟定等方面。结论 开展某产品关键服役环境下的腐蚀环境因素监测，可支撑该型产品的“环境符合性评估”“大气腐蚀性严酷度评估”“环境控制要求制定”以及“环境试验方法研究”。得到的环境监测数据以及应用案例可供其他类似产品服役环境监测及数据应用提供参考。