姜海勛，姜國杰，孫志華，史曉南，湯智慧

（1.海軍駐北京地區(qū)第五軍事代表室，北京 100041；2.中國航發(fā)北京航空材料研究院，北京 100095； 3.中國航空發(fā)動機集團 航空材料先進腐蝕與防護重點實驗室，北京 100095）

隨著我國深海和遠海戰(zhàn)略的實施，在海洋環(huán)境下服役的戰(zhàn)斗機、直升機、預(yù)警機等各型航空裝備將會越來越多。與陸地服役環(huán)境相比，海洋服役環(huán)境非常惡劣，主要表現(xiàn)為：1）飛機及發(fā)動機等航空裝備長期暴露于含鹽量高且溫暖潮濕的海洋大氣環(huán)境中，溫度、濕度、Cl-含量較內(nèi)陸地區(qū)高得多，Cl-本身具有較強的侵蝕性，加重航空裝備的腐蝕；2）武器裝備運轉(zhuǎn)以及工作人員生活排放大量含硫廢氣等腐蝕性氣體，使航空裝備處于酸性腐蝕環(huán)境中；3）海洋潮濕環(huán)境易于各種微生物生長；4）受季候風(fēng)、雨水、海浪沖刷嚴(yán)重等。

由于各型航空裝備的防護體系基本沿用于陸基航空裝備，針對腐蝕的防護措施較少，在惡劣海洋服役環(huán)境下極易發(fā)生腐蝕，將嚴(yán)重影響航空裝備的性能和戰(zhàn)斗力。針對海洋環(huán)境下服役航空裝備極易發(fā)生腐蝕的問題，借鑒國外先進技術(shù)和經(jīng)驗，需要綜合使用清洗劑、去腐蝕產(chǎn)物膏、緩蝕劑等腐蝕維護維修新材料進行航空裝備的腐蝕維護維修，以預(yù)防和減少腐蝕的發(fā)生，并及時對腐蝕部位進行修復(fù)，保障航空裝備的使用性能和戰(zhàn)斗力[1-6]。

1 清洗劑

清洗劑主要用于航空裝備的日常清洗、維護以及維修，去除油污等污染物，防止腐蝕[7-12]。海洋環(huán)境下服役飛機及發(fā)動機等航空裝備在使用和停放過程中，不可避免地遭受來自大氣、地面、燃料廢氣等方面的鹽霧、灰塵、油污、積碳、氧化物和橡膠等的沉積。這些沉積污染物一方面不僅影響航空裝備內(nèi)外表面的美觀，而且容易引發(fā)航空裝備的腐蝕，造成航空裝備性能降低和使用壽命縮短等問題；另一方面會使發(fā)動機葉片型面改變，通道變狹，進氣量減少，從而造成熱效率下降、燃燒性能變壞、油耗增加、推力降低等現(xiàn)象，直接影響發(fā)動機的工作性能。因此，在航空裝備的日常維護中，需要使用專用的航空裝備清洗劑定期地進行清洗，以保障航空裝備的性能和戰(zhàn)斗力。此外，使用專用的航空裝備清洗劑替代汽油等傳統(tǒng)易燃溶劑進行清洗，可以提高清洗的安全性，減少安全事故的發(fā)生。如某部使用汽油清洗航空裝備引發(fā)火災(zāi)，造成了嚴(yán)重的生命和財產(chǎn)損失。

清洗劑包括水基清洗劑、溶劑型清洗劑和發(fā)動機清洗劑。在國外，波音、空客等公司均在各自的飛機維修手冊中對符合要求、可供選用的清洗劑品種進行了嚴(yán)格規(guī)定。如B&B系列航空裝備清洗劑、Cee-Bee系列清洗劑等。法國TM公司在WZ8發(fā)動機大修手冊中明確規(guī)定了進氣道清洗劑Ardrox 6345。英國皇家空軍通過對多架次Tomado GRl型飛機進行清洗試驗證明，清洗使飛機表面腐蝕性介質(zhì)濃度大大降低，如清洗后硫酸鹽濃度降低75%～85%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，后同），氯離子濃度降低80%～90%。此外，通過清洗劑與自來水的清洗效果試驗對比，采用清洗劑清洗明顯優(yōu)于單純用自來水清洗。軍用飛機外表面清洗劑的美軍標(biāo)準(zhǔn)是MIL-PRF-85570D[13]，包含了水基型、含芳烴型、含非摩擦橡膠顆粒型和含研磨顆粒型四類表面清洗劑。其中，水基型清洗劑具有無污染、運輸方便、操作安全等優(yōu)點，因而應(yīng)用范圍最廣。對于航空裝備內(nèi)表面、特殊部位、零部件以及涂層破損部位的清洗，則選用溶劑型清洗劑，不需用水漂洗，可自然揮干，無殘留，與之對應(yīng)的美軍標(biāo)準(zhǔn)是MIL-PRF-32295[14]。發(fā)動機清洗劑的美軍標(biāo)是MIL-PRF-85704C[15]，符合該規(guī)范的清洗劑可以用于發(fā)動機的“離線”或“在線”清洗。

為解決航空裝備頑固型油污的清洗問題，并提高清洗劑使用的安全性，中國航發(fā)北京航空材料研究院研制了AHC-7水基清洗劑和RJ-1溶劑型清洗劑，并進行了全面性能考核、適應(yīng)性研究、工藝研究等應(yīng)用研究工作[16]。AHC-7水基清洗劑符合美軍標(biāo)MIL- PRF-85570D的技術(shù)指標(biāo)要求（見表1），不含磷酸鹽、聚磷酸鹽等容易造成環(huán)境水體富營養(yǎng)化以及鉻酸鹽、亞硝酸鹽等污染環(huán)境的物質(zhì)，對航空裝備表面油漆、丙烯酸塑料等非金屬材料無不良影響。其具有優(yōu)良的 穩(wěn)定性和貯存性能，尤其是其高效緩蝕劑組分能有效地抑制航空裝備表面結(jié)構(gòu)鋼、鋁合金、鎂合金等金屬材料的均勻腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕，不會引起高強度鋼的氫脆，綜合性能達到國外同類材料的技術(shù)水平，是符合環(huán)保要求的航空裝備表面用抗腐蝕清洗劑。RJ-1溶劑型清洗劑符合美軍標(biāo)MIL-PRF-32295的技術(shù)指標(biāo)要求（見表2）。與傳統(tǒng)的清洗用180或200號汽油相比，該材料閃點大于60 ℃，使用安全，并且可自然揮干，無殘留。該材料可用于航空裝備內(nèi)表面、特殊部位、零部件以及涂層破損部位的清洗。

在發(fā)動機清洗研究方面，中國航發(fā)北京航空材料研究院研制了GT-1發(fā)動機水基清洗劑，不僅清洗能力良好，而且緩蝕性能優(yōu)異。對發(fā)動機上各種金屬及非金屬材料無腐蝕和加速腐蝕作用，對硬水、鹽水、 酸、低溫等具有良好的穩(wěn)定性，達到了美軍標(biāo)MIL- PRF-85704C的Ⅲ型清洗劑的技術(shù)指標(biāo)要求（見表3）。既可以用于發(fā)動機的“離線”清洗（冷態(tài)清洗），也可以用于發(fā)動機的“在線”清洗（熱態(tài)清洗）。

表2 RJ-1溶劑型清洗劑技術(shù)指標(biāo)

表3 GT-1發(fā)動機水基清洗劑技術(shù)指標(biāo)

2 去腐蝕產(chǎn)物膏

去腐蝕產(chǎn)物膏用于外場航空裝備腐蝕產(chǎn)物的原位去除。航空裝備長期處于鹽霧腐蝕、污染物和霉菌腐蝕、高溫輻射、高溫水蒸氣等環(huán)境中，各零部件極易腐蝕失效，并且隨著航空裝備服役時間的增加，腐蝕程度會不斷累積。針對這種不可避免的腐蝕問題，需要通過對在海洋環(huán)境下服役的航空裝備進行外場的及時腐蝕維護及維修，來應(yīng)對惡劣的服役條件，保持航空裝備性能良好。軍用航空裝備外場維修的環(huán)境條件、施工條件等均受到限制，允許的維修時間非常有限，因此需要高效的去腐蝕產(chǎn)物膏，不僅可以有效去除鋼、鋁合金表面的腐蝕產(chǎn)物，而且可以生成一層與涂層結(jié)合力好、具有一定防護能力的防護膜。

去腐蝕產(chǎn)物膏主要包括鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏、鋁合金局部化學(xué)氧化膏和鋼去腐蝕產(chǎn)物膏。在國外，俄羅斯發(fā)展了去腐蝕化學(xué)軟膏技術(shù)。通常對于腐蝕金屬表面采取的現(xiàn)場局部除銹方法包括手工除銹或機械噴丸（砂）等物理除銹以及酸溶液浸泡或噴淋等化學(xué)除銹。手工除銹效果較差，銹層不易完全去除；機械噴丸（砂）可以將銹蝕完全去除，但丸（砂）容易擴散，粉塵多，后處理復(fù)雜；使用酸溶液浸泡或噴淋等普通化學(xué)除銹的方法，酸溶液容易流淌，不僅會因在待處理表面停留時間短而影響處理效果，而且流淌后容易對未銹蝕表面造成腐蝕。俄羅斯的去腐蝕化學(xué)軟膏為黏稠膏狀體，不易流淌，易于控制，可以較長時間停留在局部，不會對不需處理表面產(chǎn)生腐蝕。此外，該化學(xué)膏自然干燥后容易清理收集，不會造成污染物擴散。該技術(shù)已在俄羅斯航空裝備制造和維護維修中大量使用。

中國航發(fā)北京航空材料研究院通過對外合作項目，引進了“從鋁合金零件上去除腐蝕產(chǎn)物工藝”、“鋁合金化學(xué)氧化工藝”和“從結(jié)構(gòu)鋼零件上去除腐蝕產(chǎn)物工藝”三項工藝，研制了ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏、LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏以及BT-2G鋼去腐蝕產(chǎn)物膏[17]。ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏用于航空裝備上鋁合金零件腐蝕產(chǎn)物的去除，可以有效去除鋁合金表面的腐蝕產(chǎn)物，技術(shù)指標(biāo)見表4。LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏用于航空裝備上鋁合金零件局部化學(xué)氧化，在鋁合金表面生成一層與涂層結(jié)合力好、具有一定防護能力的氧化膜，技術(shù)指標(biāo)見表5。BT-2G鋼去腐蝕產(chǎn)物膏用于航空裝備上結(jié)構(gòu)鋼以及 不銹鋼零件腐蝕產(chǎn)物的去除，有效去除鋼表面的腐蝕產(chǎn)物的同時，生成一層與涂層結(jié)合力好、具有一定防護能力的磷化膜，技術(shù)指標(biāo)見表6。三種去腐蝕產(chǎn)物膏證實在外場使用方便，可以處理任一傾角及尺寸的零件，包括帶頂板、焊縫的零件。

表4 ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏技術(shù)指標(biāo)

表5 LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏技術(shù)指標(biāo)

表6 BT-2G鋼去腐蝕產(chǎn)物膏技術(shù)指標(biāo)

3 緩蝕劑

緩蝕劑用于在不能對現(xiàn)役航空裝備的防護體系進行大幅改動的情況下，針對海洋環(huán)境下航空裝備的防腐蝕需求，對航空裝備進行附加防護或臨時防護[18-20]。緩蝕劑滲透能力和水置換能力優(yōu)異，噴涂或刷涂在航空裝備金屬結(jié)構(gòu)上，可以進入極小的縫隙和孔內(nèi)，將金屬結(jié)構(gòu)表面的水分和鹽分置換出來，溶劑揮發(fā)后，覆蓋一層具有防腐蝕作用的透明膜層，對航空裝備上鋼、鋁、銅、鎂等多種金屬以及鎘、鋅等鍍層均有良好防護作用。為減少航空裝備腐蝕的發(fā)生，保障航空裝備的使用性能和戰(zhàn)斗力，不僅要在航空裝備的總裝和大修過程中使用緩蝕劑材料，而且在航空裝備服役過程中也要使用緩蝕劑進行外場維護。

緩蝕劑主要分為硬膜緩蝕劑和軟膜緩蝕劑。硬膜緩蝕劑干燥后形成硬膜，膜層較厚（30～40 μm），不易破壞，不沾灰，有效防護期較長。適用于航空裝備上緊固件、調(diào)整片、接縫、焊縫、未涂覆的金屬表面等不要求潤滑的非運動部件和大表面上，也可以作為涂層破壞后的修補手段之一，涂覆在涂層開裂、損壞部位。硬膜緩蝕劑材料標(biāo)準(zhǔn)主要有美軍標(biāo)MIL-DTL- 85054D(AS)[21]以及波音公司的規(guī)范BMS 3-35[22]等，其中用于航空裝備外場維護的硬膜緩蝕劑應(yīng)符合MIL- DTL-85054D(AS)的要求，用于航空裝備總裝和大修期間艙內(nèi)部重點結(jié)構(gòu)附加防護的硬膜緩蝕劑應(yīng)符合BMS 3-35的要求。軟膜緩蝕劑的特點是形成的膜較軟，有一定的潤滑作用，可以擦洗掉，用于滑輪、操縱索等運動部件的腐蝕防護，材料標(biāo)準(zhǔn)主要有美軍標(biāo)MIL-PRF- 81309F[23]。緩蝕劑已經(jīng)在國外航空裝備生產(chǎn)、維護中得到廣泛應(yīng)用，美海軍ES-3A型反潛機、S-3B型反潛機等采用ACF-50緩蝕劑，使航空裝備腐蝕率大大降低。海鷹直升機上使用部位有機尾內(nèi)表面、低凹區(qū)域及艙底等。美軍的應(yīng)用研究表明，采用緩蝕劑進行外場維護，不僅降低了費用，而且減少了工時和勞動強度。采用緩蝕劑前，美軍每架飛機每個維護周期平均需要2000美元和花費20個工時更換零件；采用緩蝕劑后，只需要100美元和花費5個工時更換零件。

中國航發(fā)北京航空材料研究院研制了YTF-3硬膜緩蝕劑和TSN-7軟膜緩蝕劑，性能優(yōu)良，與國外同類材料水平相當(dāng)[24]。YTF-3硬膜緩蝕劑達到了耐中性鹽霧1500 h的要求，符合美軍標(biāo)MIL-DTL- 85054D (AS)以及波音公司規(guī)范BMS 3-35的技術(shù)指標(biāo)要求（見表7）。YTF-3硬膜緩蝕劑適用于航空裝備上不要求潤滑的非運動部件和大表面上，既可以用于航空裝備總裝和大修期間艙內(nèi)部重點結(jié)構(gòu)附加防護，也可以作為涂層破壞后的修補手段之一，涂覆在涂層開裂、損壞部位。TSN-7軟膜緩蝕劑達到了耐中性鹽霧336 h的要求，符合美軍標(biāo)MIL- PRF-81309F的技術(shù)指標(biāo)要求（見表8）。TSN-7軟膜緩蝕劑用于滑輪、操縱索等運動部件的腐蝕防護。

表7 YTF-3硬膜緩蝕劑技術(shù)指標(biāo)

表8 TSN-7軟膜緩蝕劑技術(shù)指標(biāo)

4 結(jié)語

清洗劑可以用于航空裝備的日常清洗、維護以及維修，去除油污等污染物，防止腐蝕；去腐蝕產(chǎn)物膏可以用于外場航空裝備腐蝕產(chǎn)物的原位去除；緩蝕劑可以用于在不能對現(xiàn)役航空裝備的防護體系進行大幅改動的情況下，針對海洋環(huán)境下航空裝備的防腐蝕需求，對航空裝備進行附加防護或臨時防護。綜合使用清洗劑、去腐蝕產(chǎn)物膏、緩蝕劑等腐蝕維護維修新材料進行航空裝備的腐蝕維護維修，可以預(yù)防和減少腐蝕的發(fā)生，并及時對腐蝕部位進行修復(fù)，保障航空裝備的使用性能和戰(zhàn)斗力。