某型发动机海洋大气环境下“三防”能力分析及试验验证

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linjinlong19880927
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘 要]通过对发动机主要部件材料、表面处理状况分析,确定各部件适应湿热、盐雾大气环境及抗霉菌生长的能力。通过采取一定的防护措施后,材料的防护能力得到明显提升。
  [关键词]海洋环境 发动机 三防设计 试验
  中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)05-0058-01
  1. 前言
  海洋大气环境下发动机的防护设计即防湿热、防盐雾及抗霉菌生长的“三防”设计[1]。湿热、盐雾和霉菌是典型的海洋气候环境,海上装备的“三防”性能是整机重要技术指标之一,有特定的技术内容和要求。美空军总部对沿海基地使用的产品故障调查、分析结果表明[2]:损坏或故障的产品中52%是由环境因素造成的,其中由温度引起的故障占各环境因素引起故障的40%;振动(含冲击)引起的故障占27%;潮湿引起的故障占19%;盐雾、砂尘、霉菌引起的故障占14%。对同一机种的175架飞机上31种产品连续2年故障统计分析表明:总故障的52%与环境因素有关,其中温度引起的故障占诸环境因素引起故障的55%;振动引起的故障占20%;潮湿占19%,盐霧、砂尘、霉菌占6%。国内沿海区域受霉菌、盐雾、潮湿三个环境因素的影响较为突出,故障率较高。
  2. 发动机“三防”能力初步分析
  某发动机部件较多的采用了钛合金、高温合金等具有一定防护能力的材料,在热端部件、铝镁附件机匣等易受腐蚀的部件均采用了涂层或镀层。外部导管或支架多采用具有一定抗蚀能力的不锈钢材料,并进行了表面处理,具有一定抗一般大气条件下腐蚀的能力。
  2.1 各部件使用材料的情况
  对各部件材料使用情况和表面处理状态进行整理,可以将选材大致分为钛合金(TC1、TC6、TC11、TA15、BT18Y等)、高温合金(GH150、GH698、GH4708、GH648、GH3044、K4708、GH4099等)、不锈钢材料(1Cr18Ni9Ti、1Cr17Ni3、1Cr11Ni2W2MoV等)、铝/镁合金材料(101-T5、铝101、LY12、铝105、ZM6等)。
  2.2 各类材料的防护能力分析
  钛合金表面稳定的氧化膜具有优异的抗腐蚀性能;选用的高温合金和粉沫冶金为含铬量较高的镍基、钴基或铁基合金,本身抗腐蚀能力较强,且热端部件上涂热障涂层,阻隔高温的同时抑制腐蚀介质(熔盐)发生界面电化学和化学反应,进一步提高此类合金的抗腐蚀性能。因此钛合金、高温合金及粉末冶金的防护性能能够满足海洋性气候。
  不锈钢因含有铬元素而使表面形成Cr2O3钝化膜,同时与镍元素结合形成的微观组织使钢具有一定的抗腐蚀能力。但1Cr17Ni3为马氏体材料,1Cr11Ni2W2MoV铬元素含量较低,其抗腐蚀性能有待验证。
  镁合金本身的化学和电化学活性较高,耐蚀性较差,因此在实际应用中需对镁合金进行适当的表面处理以增强其抗腐蚀能力。铸镁材料ZM6,尽管已进行涂耐热漆等表面处理,但防腐蚀性能可能仍然不足。铸铝材料ZL204,铸铝、镁合金表面极易受到海洋大气环境中富含的氯离子等物质的腐蚀,故此类合金部件均进行了一定的防腐处理(阳极化、涂漆、钝化镀锌等),使其具有一定的三防能力。
  料K424合金,由于Cr含量较低,抗腐蚀能力有可能不足。
  3、试验验证
  根据零件的表面处理状态、与大气接触程度及几何形状进一步筛选出11件机件,分为两批分别进行湿热、霉菌及盐雾腐蚀试验。试验机件清单见表1:
  依据GJB 150.11规定的试验条件进行湿热、霉菌、盐雾腐蚀试验。结果显示:1Cr11Ni2W2MoV、ZL104、К424、ZM6、ZG1Cr17Ni3材料均通过了湿热和霉菌腐蚀试验;在盐雾腐蚀试验中,1Cr11Ni2W2MoV、ZL104、К424材料均表面状态良好,ZM6及ZG1Cr17Ni3材料件试验后ZM6壳体表面涂层严重腐蚀,涂层下金属基体出现严重腐蚀,析出大量白色腐蚀物,金属腐蚀面积占试验件面积70%以上,个别部位出现红褐色析出物;ZG1Cr17Ni3支架金属表面有大量红色析出物,个别部位出现红褐色析出物,可见金属基体出现轻微盐雾腐蚀。
  4、 改进措施及试验
  针对上述试验结果,对抗腐蚀能力不足的ZM6和ZG1Cr17Ni3机件采取在表面施加防护涂层的措施,以加强其抗海洋环境腐蚀的能力,并进行相同条件下的盐雾试验。
  4.1、材料防护措施及试验结果
  将ZM6材料俄原件涂层损坏的部分用打磨方法去除,按照X31修理工艺对打磨部位重新涂两层涂层,同时用有机硅密封胶对螺桩及机械加工表面在内的全部表面进行处理,对于采用ZG1Cr17Ni3材料且无任何表面防护措施的机件,根据机件使用环境温度要求(约200℃),选用防护涂层为吹砂+钝化+2遍清漆+H61耐热漆作为ZG1Cr17Ni3材料的防护工艺。防护后经过盐雾试验的ZM6壳休机件边缘个别部位涂层薄弱处可见轻微腐蚀,有少量白色析出物,其它部位完好;图6显示防护后的ZG1Cr17Ni3支架机件表面状态良好。两种材料均通过盐雾试验。
  4. 结论
  三防试验结果表明原ZM6和ZG1Cr17Ni3材料的抗腐蚀能力不足;1Cr11Ni2W2MoV、ZL104、K424等材料自身或所施加的防护涂层的抗腐蚀能力能够满足海洋环境条件下的使用要求,保持原技术状态使用。重新施加防护涂层和有机硅密封胶的ZM6材料及增加吹砂+钝化+2遍清漆+H61耐热漆防护涂层的ZG1Cr17Ni3材料有效提高了抗盐雾腐蚀能力,满足海洋环境下的使用要求。同时,对上述三种材料重点监控,定期进行相关检查。
  参考文献
  [1] 李星,王晓慧.舰载电子设备的三防设计[J].机械工程学报,2007(1):83- 85.
  [2] C.莱因斯,M.皮特尔斯.钛及钛合金[M].北京:化学工业出版社,2005.
  [3] 韩光炜,邓波,杨玉军,何云华,赵雅婷.海洋环境下不同低膨胀高温合金腐蚀能力的比较研究[J].钢铁研究学报,2011(12):
  [4] 孙淼.纳米晶304不锈钢腐蚀行为研究[D].沈阳工业大学,2010.
其他文献
[摘 要]随着人类对油气资源的开采速度不断加快,油气集输系统的建设也成为一项十分重要的研究课题,也影响着油田的运行成本和经济效益。在当前的油田生产中,要想实现节能降耗,首先要从油气集输系统的能耗分布出发,找出高耗能环节,并分析出现过量能耗的影响因素,并加以改进。实际上油气集输系统的大部分能量消耗不外乎加热炉耗能、油气输送耗能等,只要从改善加热效率、减少输送过程中能量散失的角度出发,就可以实现集输系
期刊
[摘 要]随着电子行业的发展,铝合金薄壁腔体零件应用日益广泛,该类零件具有重量轻、结构紧凑等优点,但该类零件一直存在加工周期长、加工成本高、加工精度难以控制等难点,原因是该类零件加工过程中金属去除量大、刚性低、强度弱,容易产生较大变形,加工后难以保证零件的加工精度和表面质量。本文从分析该类零件加工变形的原因入手,研究、探讨控制、减小铝合金薄壁腔体零件加工变形的工艺方法。  [关键词]铝合金薄壁腔体
期刊
[摘 要]热轧带钢表面氧化铁皮压入缺陷给很多企业带来了很大的困扰。压入表面的氧化铁皮经酸洗后在缺陷处留下深浅不一的小麻坑,特别是一、二次氧化铁皮的压入,经酸洗后,在粗糙的坑底常伴有未除净的氧化铁皮颗粒,严重影响后工序冷轧钢卷的表面质量,造成产品质量下降,势必影响到经济效益。因此有必要对热轧带钢表面氧化铁皮原因进行分析,并提出预防措施。  [关键词]热轧带钢;表面氧化铁皮;原因;措施  中图分类号:
期刊
[摘 要]因为商场是综合性较强的大型商业设施,经营范围广,商品种类繁多,逐渐的被广大消费者所青睐。所以大多设在人员密集的繁华地带。但是,大型商场给百姓生活带来便捷服务的同时,也存在着大量消防安全隐患,如果这样的人员聚集地一旦发生火灾,不仅会造成人们的生命财产损失,也会产生极大的影响。  [关键词]大型商场 消防安全 管理措施  中图分类号:TU998.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914
期刊
[摘 要]农业气象预报在农业生产过程中发挥着十分关键的作用。本文主要从农业气象服务现状入手,重点对农业气象服务未来的发展趋势进行了分析和阐述,从而为农民提升精准的气象信息,确保农业生产的稳定发展。  [关键词]农业气象;服务现状;发展趋势  中图分类号:S16 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)05-0062-01  气象服务在农业生产过程中发挥着重要作用。近年来,随着全国农
期刊
[摘 要]随着我国经济发展水平的不断提高,有色金属资源的开发及利用也进一步深入,有色金属在我国诸多领域有广泛应用,包括工业、农业及科学研究等领域,为顺应可持续发展理念,对有色金属矿山开采技术提出更高要求及标准。本文将介绍有色金属矿山深井采矿技术,以铜有色金属为例,探究有色金属矿山深井采矿技术的应用,为相关单位提供一些借鉴。  [关键词]有色金属;矿山深井;采矿技术;应用研究  中图分类号:TD85
期刊
[摘 要]良好的经济效益是提升电力企业可持续发展的第一要义,而制定生产项目合理规划方案、提升投资计划的管理水平是凸显其核心竞争力的关键所在。鉴于此,笔者在明细思路框架的基础上,对其构建过程进行分析,最后提出策略保障,从而为推动电力企业持续发展提供良好的实践意义。  [关键词]电力生产项目;投资计划;项目规划;体系  中图分类号:F426.61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019
期刊
[摘 要]随着市场经济体制的不断调整变化,油田设备的维修也呈现出新的特点。油田设备作为石油生产与勘测开发的重要基础物资,是影响油气上升的重要因素。面对竞争激烈的市场局面,传统的设备管理模式已经无法适应市场发展的要求,迫切需要改进。基于此,本文首先对设备维修管理中的不足 进行了概述,详细探讨了油田设备维修管理的优化措施,旨在提高油田企业生产效率,降低生产成本  [关键词]海上油田;设备维修管理;模式
期刊
[摘 要]传统煤矿开采管理模式已经不能适应现代化煤矿的生产管理工作,要想更好地保障煤矿的安全生产,必须积极提升煤矿安全生产管理水平,创新管理模式。本文从煤炭生产企业安全管理面临的问题谈起,重点论述现代煤炭生产企业安全管理模式的创新对策。只有秉承以人为本安全生产管理理念,提升煤炭生产从业人员的安全生产意识,建立健全煤矿生产的安全生产标准化监管体系,才能确保煤炭开采各项工作有序进行。  [关键词]煤炭
期刊
[摘 要]随着社会的发展,市场经济得到了快速发展,人们的生活水平也得到了提高,为了满足人们的生活需求,企业之间的竞争越来越激烈,特别是电力企业之间的竞争。水和电是人们生活的必需品,电力的使用也是衡量一个社会经济发展的标准之一,对应的电力企业在市场竞争中要想占据有利地位,就需要对电力物资仓储管理采取必要的手段进行优化,电力物资仓储管理,对于电力企业来说,是一个不可或缺的部分,近年来随着电力行业的发展
期刊