為響應國家“建設海洋強國”的重大戰(zhàn)略部署， 提高艦載設備的抗腐蝕和耐磨損性能在海洋防衛(wèi)部署中起著舉足輕重的作用。不同于陸基，在海洋環(huán)境條件下飛行，長期經(jīng)受高溫、高濕、高鹽霧和強紫外的嚴酷環(huán)境，艦載機機載設備容易造成很大的腐蝕危 害，如非金屬件老化、金屬件點蝕引起的疲勞裂紋，運動部件卡滯、失效等故障，從而導致功能失效，不僅影響飛機出勤率，嚴重者會影響飛行安全。因此，腐蝕防護研究必須站在戰(zhàn)略高度，做到全系統(tǒng)全壽命腐蝕控制的綜合優(yōu)化，推動海洋裝備腐蝕控制的發(fā)展; 筆者通過對腐蝕因素分析，得出了腐蝕防護設計是腐蝕問題的關鍵因素，通過相關試驗研究，獲得了機載設備常用材料腐蝕防護設計方案的試驗數(shù)據(jù)，達到進一步分析并改進腐蝕防護設計的目的，為機載設備等相 關產(chǎn)品在海洋環(huán)境下進行腐蝕防護控制工作提供了依據(jù)，同時對具體腐蝕防護技術研究人員正確理解裝備腐蝕預防與控制起到參考和借鑒作用。

一、海洋環(huán)境腐蝕因素分析

根據(jù)艦載機飛行狀態(tài)下不同結(jié)構(gòu)區(qū)域環(huán)境的腐蝕情況，一般將機載設備使用環(huán)境劃分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類這 3 種類型。Ⅰ類為內(nèi)部封閉，相對濕度一般不大于 80%，不直接暴露在海洋大氣中，但偶爾受少量濕氣、鹽霧和燃料廢氣的作用; Ⅱ類為內(nèi)部半封閉，相對濕度不大于 95%，不直接暴露在海洋大氣中，但受其密封性的影響，受到一般濕氣( 少量雨水、凝露) 、鹽霧、燃料廢氣等的作用; Ⅲ類為敞開外露，相對濕度大于 95%，直接暴露在惡劣海洋大氣中，長期遭受高濕熱、高鹽霧和含燃料廢氣腐蝕大氣的直接作用［1］。針對惡劣海洋環(huán)境下的腐蝕問題，本文選取高升力系統(tǒng)機載設備開展腐蝕防護工作的研究，高升力系統(tǒng)大多安裝在機翼后緣暴露區(qū)，屬于Ⅲ類使用環(huán)境， 隨飛機飛行過程中，遭受空氣潮濕、鹽霧和含燃料廢氣腐蝕大氣的直接作用，在復雜的使用工況下，容易造成表面涂層損壞，進而發(fā)生化學腐蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕。如圖 1 所示。

圖 1 機載設備海洋環(huán)境腐蝕情況

1.1 工作環(huán)境方面

海洋大氣中主要含鹽量高，鹽粒子的附著、積存， 因風浪條件、離海面的高度、距海面的高度、距海岸的   遠近以及暴曬雨淋等不同而造成腐蝕情況各不相同。由于氯化物的吸潮性，金屬表面的腐蝕主要是氯化鈉   溶液引起的電化學腐蝕。溫度越高、濕度越大，腐蝕越快［2］，如在我國南海，近海區(qū)的 NaCl 含量約為 2.98 mg / cm2 / 天，深海約為 4.5  mg / cm2 / 天，光照輻射約為 4000～5000MPa，溫度每升高約 10 ℃ ，老化速度提升2.6 倍左右。鋁合金陽極化表面 2 個月穿透 15  μm到基體，LY12 晶間腐蝕嚴重，30CrMnSiA 力學性能一年下降 20%。

1.2 腐蝕防護設計方面

機載設備的結(jié)構(gòu)設計除了要滿足機械、電氣性能及特定的功能要求外，還應具有腐蝕防護性，倘若設計存在缺陷，在海洋環(huán)境下很容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，影響腐蝕的設計因素主要有結(jié)構(gòu)選材、應力分布、表面狀態(tài)與幾何形狀等。材料的選用是機載設備腐蝕防護設計的關鍵因素，在易腐蝕部位和不易維護的部位應避免選用耐腐蝕性能差或?qū)浯嗝舾写蟮慕饘俨牧希蛭鼭裥詮?、易長霉的非金屬材料，異種材料相互接觸的結(jié)構(gòu)中， 應盡量避免選用電位相近的材料。結(jié)構(gòu)設計時應避免和減少局部應力集中，否則在持續(xù)拉應力和腐蝕性介質(zhì)聯(lián)合作用下會產(chǎn)生應力腐蝕，使得機載設備的可靠性降低。研究表明，金屬的表面光潔度會影響灰塵、鹽結(jié)晶的殘留和吸潮作用，進而造成金屬表面腐蝕，在達到一定程度時銹蝕差異明顯［3］，同時應綜合考慮鍍層與基體的附著力、密封設計有效性以及涂層系統(tǒng)各 層之間的適配性和工藝性。如某型飛機在震動、沖擊 的使用工況下，機載設備表面防護層選用不合理而遭 到破壞，海洋服役時很快就出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象。

1.3 制造工藝方面

制造工藝和防腐設計是相輔相成的，一個合理、高效的工藝流程設計能夠保證設備技術要求，穩(wěn)定質(zhì)量，降低腐蝕耗損。特別是熱處理工藝，倘若選用的熱處理工藝方法不當，或工藝過程控制不嚴格，容易損傷材料的固有耐蝕性，如 7000 系鋁合金材料常用T6 峰值進行時效熱處理，雖可得到最高強度，但材料的耐應力腐蝕性能卻達到最低，尤其在含有氯元素的環(huán)境最為明顯。除此之外，避免由于施工工藝不嚴格等降低耐腐蝕性能的制造工藝。

1.4 使用維護方面

機載設備一般按照飛機的定檢周期檢查產(chǎn)品腐蝕的情況，如果現(xiàn)場人員缺乏系統(tǒng)的腐蝕防護知識培 訓，在使用維護方面也缺乏相關腐蝕防護手段，重視程度較低。在日常維護中，對于一些難維護或者是不易察覺的部位，采取的維護措施不夠等問題［4］，如產(chǎn)品表面發(fā)生的涂層脫落或輕微損傷未能及時修復，重 復拆裝螺釘出現(xiàn)難以拆卸或斷裂等故障，給維護保障 工作造成困難。通過上述風險分析，腐蝕防護設計是腐蝕問題的重中之重，所以有必要通過腐蝕防護設計方案的“適海性”試驗研究，進一步完善機載設備常用材料的表面處理，防護涂層、密封設計等改進措施。

二、腐蝕防護設計方案的試驗與分析

真實海洋環(huán)境下的試驗研發(fā)工作受海軍裝備水平和島礁建設進度制約，所以本文模擬海洋環(huán)境“三高一強”以及霉菌的特點，按照國軍標要求分別進行了高溫、濕熱、太陽輻射、霉菌、鹽霧與酸性大氣試驗， 其中考慮到大型艦船煙氣排放和艦載機尾氣局部酸性鹽霧環(huán)境的實際狀況，要求機載設備能耐受酸性鹽霧環(huán)境。試驗結(jié)果顯示，高溫、濕熱、太陽輻射以及霉菌試驗環(huán)境中表現(xiàn)良好，在酸性環(huán)境中有所差異，本文主要討論在酸性鹽霧和酸性大氣環(huán)境下的試驗分析，為獲得充分的表面鹽霧沉降，同時也不會產(chǎn)生溶液聚集，試驗件在試驗箱內(nèi)傾斜一定角度放置，如圖2 所示。

圖 2 酸性鹽霧和酸性大氣試驗樣件

2.1 表面處理

若零件表面若存有氧化皮、油污等殘留物會導致 銹蝕，降低工作壽命，為了獲得良好的外觀質(zhì)量并保證其耐腐蝕性，必須通過表面處理清除零件表面上的氧化皮、氧化膜和油污等。零件表面處理方法的試驗 結(jié)果，見表 1 所列。

從表 1 可知，2024 表面進行硫酸陽極化處理，在第 10 天結(jié)束出現(xiàn)局部腐蝕問題，出現(xiàn)小塊白斑，色澤變化，基體材料無明顯腐蝕情況，由于鋁的陽極化一般利用酸性溶液溶解工件表面的氧化物，并形成氧化膜，但膜層為多孔特點，對于較復雜的結(jié)構(gòu)組件零件，經(jīng)酸洗后容易浸入縫隙，引起基體金屬腐蝕;30CrMnSiA 鍍鉻后，初始有輕微紅銹，第 4 天結(jié)束出現(xiàn)較 嚴 重 腐 蝕 問 題，腐 蝕 面 積 超 過 了 30%，0Cr17Ni4Cu4Nb 鍍鉻和封孔處理后無明顯的腐蝕現(xiàn)象，鉻金屬在空氣中極易形成鈍化膜，鍍鉻層微型裂紋且多孔，因此單層鉻層不易做防護層，但進行孔隙封閉處理后，阻止孔內(nèi)電化學反應，提高耐蝕性;0Cr17Ni4Cu4Nb 鈍化處理后，有明顯的腐蝕現(xiàn)象，通過試驗及相關文獻，在海洋環(huán)境試驗下，多數(shù)僅采用鈍化處理的不銹鋼試驗件在短期內(nèi)出現(xiàn)程度不同的銹蝕現(xiàn)象，還需進一步采取腐蝕防護措施。

2.2防護涂層

防腐蝕設計的重要一環(huán)就是要選擇防護涂層體系，尤其對那些在腐蝕環(huán)境惡劣條件下工作的重要零 部件和對腐蝕敏感的材料，更要嚴加把握，機載設備中采用較多的防護涂層為環(huán)氧聚酰胺涂層體系(H06－28 底漆、H04－68 面漆) ，針對水上使用環(huán)境要求高的產(chǎn)品，可使用聚氨酯涂層體系( LS063 / LS083) ，該涂層體系具有很好的耐高低溫性，耐濕熱性，耐鹽霧性，耐人工加速老化性，耐有機溶劑和化學藥品性等。但是，海洋對涂層體系的考核是更加嚴酷的，采用耐濕熱抗鹽霧表面涂料，如目前最新研制了鋁合金用QH－15 防腐環(huán)氧底漆、鋼用 H06－1011H 防腐環(huán)氧底漆與面漆 QFS－15A 耐候聚氨酯磁漆配套的新型防護涂層體系［5］，試驗結(jié)果見表 2 所列。

試驗結(jié)果表明，7075 表面鉻酸陽極化后，分別噴涂聚氨酯涂層體系或 QH － 15 防腐環(huán)氧底漆、QFS －15A 耐候聚氨酯磁漆后，試驗件表面輕微失光，色澤正常，無明顯腐蝕情況，噴涂環(huán)氧聚酰胺涂層體系，表 面輕微失光，色澤發(fā)生輕微變化，無明顯腐蝕情況，說明該涂層體系在海洋環(huán) 境 下 容 易 發(fā) 生 變 化;18Cr2Ni4WA 發(fā)藍處理后，噴涂不同體系的涂層均未無明顯腐蝕; 不銹鋼鈍化處理，噴漆后也未發(fā)生無明顯腐蝕問題。綜上所述，說明有機防護涂層是腐蝕防 護的是最佳解決方案。

2.3 防腐蝕密封設計

機載設備的工作過程中常伴隨著振動、沖擊、過載等工況，在海洋環(huán)境中很容易造成緊固件、連接件承受交變應力、形變和微動磨損，加劇結(jié)構(gòu)連接部位的毛細滲漏、海鹽結(jié)晶等，導致連接部位松動。防腐蝕密封設計可有效降低結(jié)構(gòu)緊固件腐蝕、異種金屬連 接腐蝕、縫隙腐蝕等的發(fā)生概率。文中選取常用材料 7075 高強度鋁合金和不銹鋼0Cr17Ni14Cu4Nb 進行結(jié)構(gòu)件的防腐蝕密封設計試驗，分別在鋁合金組件、不銹鋼組件的貼合面涂覆聚硫密封劑密封，緊固件采用濕裝配，端頭用聚硫密封劑進行封包及貼合面密封，最后整體噴漆底漆和面漆，此密封設計方案在酸性鹽霧和酸性大氣環(huán)境下未 發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。試驗表明，結(jié)構(gòu)件貼合面涂敷密封劑，緊固件濕裝配，整體噴漆的防腐密封設計可大大提升海洋環(huán)境的耐腐蝕性能。

三、建議

通過對機載設備的防腐設計及控制策略進行分析，并根據(jù)結(jié)構(gòu)以及服役環(huán)境等特點，選用“設計－試驗－改進－驗證”的循環(huán)完善設計策略。在裝備防腐設計和控制設計過程中，機載設備應 選用合理的結(jié)構(gòu)設計、選用綜合性能優(yōu)良的耐蝕材料，并有針對性選擇材料表面處理、涂層體系、密封設 計等，制定必要的臨時保護、防磕碰等避免表面損傷的防護措施，注重相關的腐蝕數(shù)據(jù)積累及相關人員的 技術培訓，最后進行嚴酷海洋氣候環(huán)境下多因子模擬 加速環(huán)境循環(huán)腐蝕試驗的監(jiān)控與評價。

四、結(jié)語

通過從工作環(huán)境、腐蝕防護設計、制造工藝以及使用維護方面進行腐蝕原因分析，并針對機載設備處 于高溫、高濕、高鹽霧、強紫外以及酸性廢氣的環(huán)境特 點，通過試驗研究了機載設備常用材料的腐蝕防護方 案，試驗結(jié)果表明，零件表面鍍層后還應進行封孔處理，選擇耐海洋環(huán)境的表面涂層體系，結(jié)構(gòu)組件涂覆密封劑密封，緊固件采用濕裝配的密封設計，以上措施可以有效防止裝備的腐蝕現(xiàn)象，在后期腐蝕防護處 理中，可以結(jié)合以上工程試驗的防腐措施，來解決裝備表面腐蝕的問題。

五、夢能服務與支持

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夢能對技術服務團隊始終進行一系列的標準化管理，從專業(yè)培訓到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術服務人員進行定期的技術培訓和能力審計，以使每一位技術服務人員保持高水準的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術服務人員都配備先進的涂裝檢驗儀器，儀器設備均按規(guī)定的時間期限進行定期校驗，以保證每套儀器設備工作狀況良好。

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