趙 青 吳瑞軒
(中國空空導(dǎo)彈研究院,河南 洛陽 47711000099)
鹽霧環(huán)境是空空導(dǎo)彈系統(tǒng)要經(jīng)受的典型氣候環(huán)境,已成為空空導(dǎo)彈系統(tǒng)必然經(jīng)歷的環(huán)境試驗之一,鑒于此,需對空空導(dǎo)彈系統(tǒng)的鹽霧防護設(shè)計開展研究[1]。文章介紹了常用鹽霧試驗方法及空空導(dǎo)彈系統(tǒng)的改進措施。
鹽霧環(huán)境對產(chǎn)品的腐蝕破壞作用,主要是由于鹽霧中含有各種鹽分,氯化鈉等鹽分的富集使得鹽霧中含有大量的氯離子。氯離子很容易穿透金屬的保護膜,同時,保護膜很容易吸附有一定水合能的氯離子,使氯離子取代氧化物中氧而在吸附點上形成可溶性的氯化物,破壞了金屬的鈍性,加速了金屬的腐蝕[2]。
為提高空空導(dǎo)彈系統(tǒng)的耐鹽霧腐蝕的能力,可采用絕緣、密封、鍍層/增加厚度等設(shè)計。
2.1.1 絕緣
加施惰性材料制成墊層、套管、膠囊或涂料,插入或涂覆于接觸面,使陰極和陽極之間的電子導(dǎo)電通路斷開。這種方法適用于沒有導(dǎo)電和傳熱要求的部位。
2.1.2 密封
選用含有緩蝕劑的密封材料并直接涂覆,也可做成各種形狀的密封絕緣墊片、墊圈等。
2.1.3 鍍層/增加厚度
除可以用金屬(例如墊片)進行過渡來減少電位差外,還可以用金屬鍍層或適當(dāng)增加金屬厚度來提高抗腐蝕性能。例如,可以在鍍鋅件、鋁制件連接的陰極金屬(不銹鋼、銅合金、鋼鐵零件等)表面鍍鉻。
材料的選取以滿足型號的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)為前提,同時要考慮材料的耐腐蝕性、強度、經(jīng)濟性等問題。表1列出了空空導(dǎo)彈系統(tǒng)常用材料的腐蝕速率。
除表1中提到的金屬外,鈦是非?;顫娊饘伲捎谄浔砻嫒菀咨梢粚永喂谈街闹旅艿难趸锉Wo膜,因此鈦合金具有優(yōu)良耐蝕性。
表1 常用材料腐蝕結(jié)果
所以,選擇零件材料時,多選用鉻含量較高的不銹鋼、鋁合金、鈦合金等材料來代替其他金屬材料,以提高導(dǎo)彈的抗腐蝕性能。
金屬表面進行陽極化、化學(xué)氧化、鈍化、磷化、涂漆等處理,可以有效地防止鹽霧腐蝕。大提高了腐蝕速率,縮短了得出結(jié)果的時間。
鹽霧試驗中將試驗樣件放置于鹽霧箱中,通過持續(xù)噴霧,鹽液膜不斷沉降在試樣表面上,從而鹽溶液中含氧量始終保持在接近飽和狀態(tài)。經(jīng)一定時間后觀察試驗樣件的銹蝕、蔓延和起泡程度。
空空導(dǎo)彈系統(tǒng)依據(jù)GJB150.11-1986或者GJB150.11A-2009開展鹽霧試驗,具體試驗方法見表2、表3。
表2 GJB150.11-1986鹽霧試驗條件
表3 GJB150.11A-2009鹽霧試驗條件
鋼材在前處理工序中磷化,能使金屬表面形成一層具有腐蝕性的薄膜,會增加其耐蝕性,提高耐蝕強度。
不同金屬制件涂底漆后進行組裝,即可使雙金屬間絕緣,又極大地減少電極面積。在只有一種金屬允許涂漆的情況下,通常在陽極金屬上涂漆。在兩種金屬都不允許涂漆的情況下,如有可能應(yīng)在接觸邊線附近涂漆,使溶液支路電阻增加,漆層的寬度不應(yīng)小于10mm。由于電偶腐蝕過程中會產(chǎn)生堿性物質(zhì),對漆層有破壞作用,因此防電偶腐蝕用的漆層應(yīng)是耐堿的。
對于多層涂膜組成,漆膜層間附著力的大小對劃痕處是否起泡也很重要。因此,應(yīng)提高漆膜層間附著力,例如在施涂前,將底材表面的銹蝕、污物充分打磨并擦凈,然后施涂;若欲再施涂,須將上道涂層適度打磨,增加表面粗糙度,就可以增加層間附著力,阻止劃痕處起泡。
鹽霧試驗是一種通過創(chuàng)造人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗。與天然環(huán)境相比,氯化物的鹽濃度是天然環(huán)境的幾倍或幾十倍,大
某型空空導(dǎo)彈在做鹽霧試驗時,出現(xiàn)多處螺釘銹蝕,分析原因為表面光潔度低、鍍層薄、噴漆層破壞。
經(jīng)過第2章節(jié)分析,采取改進措施為將上道涂層適度打磨,提高表面光潔度;增加鍍層厚度;重新噴涂底漆。進行驗證試驗,銹蝕問題得到有效解決,改進措施有效。
鹽霧試驗是考核空空導(dǎo)彈系統(tǒng)抗鹽霧腐蝕能力的重要手段,是一種重要的實驗室加速腐蝕環(huán)境試驗,只有通過科學(xué)的試驗和先進的腐蝕防護方法,才能更好地為裝備選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝選擇、產(chǎn)品運輸存貯及使用和維護提供有效的數(shù)據(jù),提高空空導(dǎo)彈系統(tǒng)的抗腐蝕能力。
[1]師昌緒.材料科學(xué)與工程手冊:上券[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004:110-115.
[2]高瑾,米琪.防腐蝕涂料與涂裝[M].北京:中國石化出版社,2007:80-85.