陳 勇 孫 熙 賈 曉

腐蝕防護(hù)與控制工作關(guān)乎飛機(jī)壽命，也關(guān)乎飛機(jī)性能，是飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性工作的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)。隨著我國(guó)航母裝備建設(shè)的發(fā)展，諸多飛機(jī)型號(hào)開始在航洋環(huán)境服役，濕熱、霉菌、鹽霧和溫度、雨、雪、冰、冰雹、沙粒、沙塵、酸性大氣等自然相比內(nèi)陸變得更為嚴(yán)酷，這些環(huán)境因素對(duì)原來的陸基飛機(jī)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)提出了新的要求，需要從海洋環(huán)境的特殊使用條件出發(fā)，構(gòu)建新的腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系，這些要求也從裝備發(fā)展角度，對(duì)飛機(jī)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)提出了新的需求。

1 海軍飛機(jī)表面防護(hù)與控制技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀

目前國(guó)外飛機(jī)蒙皮所采用的高性能聚氨酯專用面漆和不同金屬密切配合的底漆作為過渡，加上蒙皮良好的預(yù)處理及良好的涂層施加工藝的結(jié)合，飛機(jī)蒙皮表面高聚物涂層已能達(dá)到8～10年的使用壽命，新一代戰(zhàn)斗機(jī)所用飛機(jī)表面高聚物含氟涂層，使用溫度可達(dá)200℃，壽命在10年以上，顯著地減少了維修工作量，降低了成本。

飛機(jī)雷達(dá)罩多采用聚氨酯彈性體型抗雨蝕、抗靜電涂層，最高使用溫度120℃左右，使用壽命5年，美國(guó)為滿足新一代戰(zhàn)斗機(jī)（如F-22）雷達(dá)罩的要求，成功研制了最高使用溫度為230℃、使用壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)的含氟彈性體型雷達(dá)罩抗雨蝕抗靜電涂層。

隨著超高強(qiáng)度鋼用于起落架，由于傳統(tǒng)的鍍鋅、鍍鎘層在電鍍過程中可能出現(xiàn)滲入氫和使用過程中鍍層腐蝕也可能誘導(dǎo)滲氫，從而誘發(fā)氫脆斷裂間題，而禁止在超高強(qiáng)度鋼上使用。為此，國(guó)外研究了Cd-Ti合金鍍層和真空離子鍍鋁解決超高強(qiáng)度鋼的防護(hù)問題。近年又研究Zn-Ni合金鍍層，試圖代替Cd -Ti合金鍍層，以減少鍍鎘的環(huán)境污染。

為了防止在高速、高溫、高壓、重載、腐蝕介質(zhì)等環(huán)境下工作的零件因表面局部損壞而報(bào)廢，提高零件的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，世界各國(guó)都在研究和應(yīng)用各種提高零件表面性能的表面工程技術(shù)，如表面化學(xué)熱處理、表面應(yīng)變強(qiáng)化處理、物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、電鍍、熱噴涂、高能束熱源表面處理（激光、電子、離子注入）等。應(yīng)用這些表面工程技術(shù)，不僅能夠提高耐腐蝕性，而且還賦予零件耐高溫、耐磨損、抗疲勞、防輻射、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、吸光、吸波等特殊功能。

1.2 國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀

腐蝕防護(hù)與控制問題是所有飛機(jī)都要考慮的，海軍飛機(jī)在此方面的要求尤為突出。在以往飛機(jī)型號(hào)的研制過程中，相關(guān)研究院所的工程技術(shù)人員對(duì)飛機(jī)的表面防護(hù)與控制技術(shù)開展了大量研究工作并取得了諸多研究成果，積累了豐富設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，尤其是水上飛機(jī)和海軍用飛機(jī)，其使用環(huán)境與海軍飛機(jī)更相似，表面防護(hù)與控制技術(shù)對(duì)海軍飛機(jī)參考意義更大。經(jīng)過多年發(fā)展，目前我國(guó)已經(jīng)形成了一批以《海軍飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕與控制設(shè)計(jì)指南》、《海軍飛機(jī)腐蝕控制設(shè)計(jì)指南》、《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)10 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《現(xiàn)代表面工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《中國(guó)航空材料手冊(cè)》為代表的研究成果，編制了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、各種研究報(bào)告也十分豐富。

我國(guó)海軍在長(zhǎng)期的飛機(jī)使用和科研中也積累了豐富的關(guān)于海軍飛機(jī)的表面防護(hù)與控制的經(jīng)驗(yàn)，亦能夠?yàn)楹＼婏w機(jī)的表面防護(hù)與控制技術(shù)的研究與應(yīng)用提供支撐。

2 海軍飛機(jī)表面防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

2.1 概述

目前，搜集到與海軍飛機(jī)表面防護(hù)與控制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)共63項(xiàng)，包括了表面防護(hù)與控制要求類標(biāo)準(zhǔn)、表面防護(hù)工藝類和質(zhì)量檢驗(yàn)類標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中以美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)和軍用規(guī)范居多，其他國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)主要包括美國(guó)宇航標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（IATA）等。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中,國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)多為表面防護(hù)與控制要求類標(biāo)準(zhǔn)，航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定表面防護(hù)工藝和質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容。已有標(biāo)準(zhǔn)包括美軍標(biāo)25項(xiàng)，其他國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，國(guó)軍標(biāo)9項(xiàng)以及航標(biāo)21項(xiàng)。

2.2 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

以美國(guó)為首的軍事強(qiáng)國(guó)歷來對(duì)飛機(jī)腐蝕防護(hù)與控制問題高度重視，投入大量人力、物力，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕和腐蝕疲勞進(jìn)行了大量的研究和試驗(yàn)。許多國(guó)家都已形成該技術(shù)領(lǐng)域各自的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，目前搜集到的與海軍飛機(jī)表面防護(hù)與控制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.3 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

我國(guó)目前已經(jīng)制定一批涉及表面防護(hù)與控制的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，存在大量表面防護(hù)與控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如金屬覆蓋層和無機(jī)覆蓋層等，但這些標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)行業(yè)比較寬泛，并不能直接用于海軍飛機(jī)的表面防護(hù)。國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)以武器裝備腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)為主，單獨(dú)規(guī)定表面防護(hù)與控制的標(biāo)準(zhǔn)并不多。航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了飛機(jī)表面防護(hù)的相關(guān)工藝和質(zhì)量檢驗(yàn)的要求。現(xiàn)行的與表面防護(hù)與控制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)見表2。

3 海軍飛機(jī)表面防護(hù)與控制重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)解析

3.1 JSSG-2006《飛行器結(jié)構(gòu)》

現(xiàn)行的JSSG-2006是修訂后的第2版。該標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)飛機(jī)的使用要求而提出的飛機(jī)結(jié)構(gòu)特性和驗(yàn)證要求，同時(shí)補(bǔ)充和完善了腐蝕防護(hù)和控制相關(guān)內(nèi)容。JSSG-2006規(guī)定了腐蝕防護(hù)與控制設(shè)計(jì)的總要求：機(jī)體應(yīng)設(shè)計(jì)成在設(shè)計(jì)載荷/環(huán)境譜作用下，在整個(gè)使用壽命期內(nèi)必須具有足夠的耐久性，腐蝕防護(hù)體系在其使用壽命期內(nèi)保持有效。表面防護(hù)應(yīng)滿足以下附加要求：凡難以檢查、修理、更換或過分增加用戶經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的結(jié)構(gòu)，在機(jī)體的使用壽命期內(nèi)保持有效；其它結(jié)構(gòu)在規(guī)定的期間內(nèi)保持有效。如美國(guó)F-15 飛機(jī)，要求在惡劣環(huán)境中10年內(nèi)無需進(jìn)行與腐蝕有關(guān)的定期維修。JSSG-2006大量引用了可以用來指導(dǎo)腐蝕防護(hù)與控制的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如：MIL-HDBK-5《航空與航天飛行器結(jié)構(gòu)金屬材料與元件》、MIL-HDBK-17《復(fù)合材料手冊(cè)》和MILHDBK-23《結(jié)構(gòu)夾心復(fù)合材料》可作為材料選取來源和設(shè)計(jì)指南；MIL-STD-1568B《航空武器系統(tǒng)防腐與控腐材料及工藝》、MIL-STD-1587C《空軍武器系統(tǒng)材料和工藝要求》、MIL-F-7179《表面處理和涂層，飛機(jī)和飛機(jī)部件防護(hù)通用規(guī)范》、MILS-5002D《武器系統(tǒng)金屬表面表面處理與無機(jī)鍍膜》、MIL-PRF-81733D《防腐密封劑和涂料》可作為選取材料/工藝和滿足腐蝕要求的基本資料，并提供了飛機(jī)結(jié)構(gòu)、零部件及其組成材料進(jìn)行表面處理的基準(zhǔn)方法；MIL-F-7179《表面處理和涂層，飛機(jī)和飛機(jī)部件防護(hù)通用規(guī)范》、MIL-STD-1587C《空軍武器系統(tǒng)材料和工藝要求》在結(jié)構(gòu)抗腐蝕設(shè)計(jì)上提出了要求。

表1 國(guó)外飛機(jī)表面防護(hù)與控制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

表2 國(guó)內(nèi)飛機(jī)表面防護(hù)與控制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 MIL-HDBK-1568B《航空武器系統(tǒng)材料和工藝的腐蝕防護(hù)與控制》

MIL-HDBK-1568B 中規(guī)定了材料和工藝選擇準(zhǔn)則、材料和工藝性能數(shù)據(jù)、表面處理、修理維護(hù)等一系列的方法。這些方法可作為腐蝕防護(hù)與控制、表面處理的基準(zhǔn)方法。涂覆在機(jī)體內(nèi)部、外部或子系統(tǒng)部件的涂層不應(yīng)使飛機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性降低到規(guī)范要求的最低水平以下，而應(yīng)有足夠的耐久性，以經(jīng)受所有飛行、地面和使用環(huán)境的考驗(yàn)并在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)無需維護(hù)。機(jī)體結(jié)構(gòu)應(yīng)能在規(guī)定的腐蝕環(huán)境和載荷條件下工作，并在規(guī)定的使用期間不會(huì)出現(xiàn)影響機(jī)體戰(zhàn)備狀態(tài)的腐蝕，腐蝕防護(hù)系統(tǒng)要在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)有效。MIL-HDBK-1568B可作為選取材料/工藝和腐蝕控制要求的基礎(chǔ)資料或依據(jù)。

3.3 GJB 2635A-2008《軍用飛機(jī)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和控制要求》

我國(guó)于1996年首次發(fā)布了GJB 2635-1996《軍用飛機(jī)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和控制要求》。該標(biāo)準(zhǔn)確定了飛機(jī)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和控制的原則，并從防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理選材、金屬鍍覆層和化學(xué)覆蓋層、有機(jī)防護(hù)涂層、表面強(qiáng)化處理、異種金屬接觸腐蝕的防護(hù)、制造過程腐蝕控制、防護(hù)包裝、成品件和外購(gòu)件、使用過程等方面提出了詳細(xì)的腐蝕防護(hù)和控制要求。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)指導(dǎo)我國(guó)軍用飛機(jī)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和控制起到十分重要的作用，但未能從飛機(jī)全壽命期的角度對(duì)軍用飛機(jī)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和控制要求進(jìn)行規(guī)定，存在一定的缺陷，不能滿足軍用飛機(jī)長(zhǎng)期處于海洋大氣環(huán)境中時(shí)的腐蝕防護(hù)與控制的需要。經(jīng)修訂，發(fā)布了GJB 2635A -2008《軍用飛機(jī)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和控制要求》。

新版標(biāo)準(zhǔn)與1996版相比，在表面防護(hù)與控制方面的主要變化有以下幾方面。

● 表面防護(hù)：增加飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的表面處理要求及緩蝕劑應(yīng)用，取消鋼鐵零件的材料門檻值1300MPa。將螺栓原直徑10mm以上不允許鍍鋅要求改為按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以免產(chǎn)生混淆。增加化學(xué)鍍鎳、鈦合金陽極化、硫硼酸陽極化、緩蝕劑等。

● 表面強(qiáng)化處理增加冷擠壓強(qiáng)化、干涉配合鉚接、螺接，防止應(yīng)力腐蝕。增加防護(hù)技術(shù)等內(nèi)容，采用離子鍍鋁和涂覆無機(jī)鹽中溫鋁涂層，合金鋼一般采用刷鍍鎘或低氫脆刷鍍鎘（高強(qiáng)度）等。銅及銅合金是比較好的耐蝕性材料，可選擇鈍化、鍍鎘、鍍銀、鍍鋅等。有導(dǎo)磁、導(dǎo)電、焊接要求的零件鍍鎘但不鈍化。

針對(duì)使用維護(hù)過程中的使用要求主要有3點(diǎn)：

● 設(shè)計(jì)制造部門應(yīng)按飛機(jī)使用要求編寫防腐蝕維護(hù)手冊(cè)。

● 飛機(jī)使用過程中的問題應(yīng)反饋設(shè)計(jì)制造部門，以積累數(shù)據(jù)完善標(biāo)準(zhǔn)。

● 應(yīng)根據(jù)腐蝕損傷程度及零件本身的功能受力情況，確定維修范圍和修理極限。

3.4 GJB/Z 138-2004《海軍航空裝備腐蝕控制要求指南》

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了海軍航空裝備全壽命期中各階段腐蝕控制的要求，強(qiáng)調(diào)腐蝕控制應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防為主的原則。比如，使用方在方案階段應(yīng)制定腐蝕控制大綱和腐蝕控制計(jì)劃，編制腐蝕控制指導(dǎo)性文件;在裝備論證中要提出腐蝕控制要求，并將其納入裝備的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)；在工程研制階段必須重視防腐蝕設(shè)計(jì)，將腐蝕設(shè)計(jì)納入裝備的總體設(shè)計(jì)中，腐蝕控制設(shè)計(jì)必須與可靠性、維修性、環(huán)境適應(yīng)性和電磁兼容性設(shè)計(jì)相融合，工程研制階段應(yīng)制訂生產(chǎn)過程腐蝕控制指南、腐蝕預(yù)防處理手冊(cè)、腐蝕控制維護(hù)手冊(cè)以及腐蝕控制修理指南等各種文件，保證各項(xiàng)腐蝕控制工作得到落實(shí)和腐蝕控制目標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)；在定型階段完成定型試驗(yàn)，審核腐蝕控制情況，檢查試驗(yàn)結(jié)果，編寫《腐蝕控制報(bào)告》等；在生產(chǎn)階段嚴(yán)格按照工藝文件中腐蝕控制的要求進(jìn)行生產(chǎn)，并加強(qiáng)檢驗(yàn)，嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)過程腐蝕控制指南所規(guī)定的內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)腐蝕預(yù)防處理手冊(cè)對(duì)生產(chǎn)工人操作和質(zhì)量保證人員進(jìn)行腐蝕控制教育和崗位培訓(xùn)，確保產(chǎn)品滿足腐蝕控制要求；在使用維護(hù)階段嚴(yán)格執(zhí)行腐蝕控制維護(hù)手冊(cè)、腐蝕控制修理指南。

3.5 GJB/Z 594A-2000 《金屬鍍覆層和化學(xué)覆蓋層選擇原則和厚度系列》

我國(guó)于1988年頒布了GJB 594-1988《金屬鍍覆層和化學(xué)覆蓋層選擇原則和厚度系列》，經(jīng)過多年發(fā)展和技術(shù)工藝進(jìn)步，2000年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，形成了GJB/Z 594A-2000 《金屬鍍覆層和化學(xué)覆蓋層選擇原則和厚度系列》。該標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了軍工產(chǎn)品鍍覆層的選擇原則，將使用環(huán)境條件劃分為良好、一般、惡劣、海上、特殊共5類，同時(shí)明確了選擇鍍覆層應(yīng)該考慮的因素。針對(duì)飛機(jī)常用的鋼鐵、鋁合金、鈦合金、鎂合金、銅合金等材料，依據(jù)防護(hù)目的不同給出了適合的鍍覆層種類，同時(shí)給出了接觸偶的選擇原則、防腐蝕設(shè)計(jì)、鍍覆層標(biāo)志等要求。在詳細(xì)設(shè)計(jì)要求中，分39種鍍覆層給出了厚度系列和應(yīng)用范圍。對(duì)于海軍飛機(jī)金屬鍍覆層和化學(xué)覆蓋層的厚度選擇，一般區(qū)域按該標(biāo)準(zhǔn)的常用厚度，對(duì)于重點(diǎn)區(qū)域推薦按該標(biāo)準(zhǔn)的最大厚度，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于海軍飛機(jī)的表面防護(hù)與控制具有重要參考意義。

3.6 HB 7671-2000《飛機(jī)結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)要求》

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了飛機(jī)結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)要求。要求對(duì)暴露在腐蝕環(huán)境中的機(jī)體結(jié)構(gòu)采取腐蝕防護(hù)措施，保證其滿足耐久性要求，并使腐蝕、脫層、磨損及由腐蝕導(dǎo)致的其他損傷減至最低限度；保證飛機(jī)在使用環(huán)境下不出現(xiàn)危及飛行安全的腐蝕損傷，且在規(guī)定的期限內(nèi)不必進(jìn)行與腐蝕直接有關(guān)的修理工作。

該標(biāo)準(zhǔn)要求按方案論證、工程研制、使用維護(hù)等階段分別開展防腐蝕工作，制定各階段腐蝕控制文件，并通過成立腐蝕預(yù)防和控制咨詢指導(dǎo)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)審查所有腐蝕控制文件，檢查工作實(shí)施情況，以保證各項(xiàng)工作有序開展。

標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的選材、防水、排水與通風(fēng)設(shè)計(jì)、可達(dá)性設(shè)計(jì)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)主要腐蝕類型的防護(hù)設(shè)計(jì)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)常用材料的耐腐蝕特性及限用、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件表面處理以及典型結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)等各項(xiàng)要求都進(jìn)行了規(guī)定。

該標(biāo)準(zhǔn)第7章與附錄B規(guī)定了飛機(jī)結(jié)構(gòu)件表面處理要求，包括鋼結(jié)構(gòu)件、鋁合金構(gòu)件、鈦合金構(gòu)件、復(fù)合材料構(gòu)件的表面處理要求。

4 結(jié)論

通過對(duì)海軍飛機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)搜集與分析可以得出如下結(jié)論：

國(guó)內(nèi)在飛機(jī)表面防護(hù)與控制技術(shù)方面開展了大量研究應(yīng)用工作，具有一定的技術(shù)儲(chǔ)備，也編制了一部分很具有參考價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)，這些都可以為海軍飛機(jī)表面防護(hù)與控制技術(shù)的研究和應(yīng)用提供依據(jù)。

國(guó)外在飛機(jī)表面防護(hù)與控制領(lǐng)域也編制了大量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以JSSG-2006為代表的一批國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了美軍在飛機(jī)表面防護(hù)與控制領(lǐng)域的最新思路和成果，在表面防護(hù)與控制的相關(guān)要求中引用的標(biāo)準(zhǔn)也可以對(duì)我國(guó)海軍飛機(jī)表面防護(hù)與控制技術(shù)的研究提供參考。

雖然國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均可提供參考，但完全針對(duì)海軍飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)不多。國(guó)內(nèi)目前沒有海軍飛機(jī)專用的標(biāo)準(zhǔn)。

從目前掌握情況來看，針對(duì)海軍飛機(jī)使用和維護(hù)過程中表面防護(hù)與控制的標(biāo)準(zhǔn)十分稀少。

應(yīng)著眼于裝備全壽命周期標(biāo)準(zhǔn)化工作，明確需求重點(diǎn)針對(duì)使用和維護(hù)過程制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，滿足軍方需求。針對(duì)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)開展研究，明確國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容差異，解決標(biāo)準(zhǔn)之間的兼容性、表面防護(hù)技術(shù)與機(jī)體材料的匹配性等問題，形成系統(tǒng)的海軍飛機(jī)腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建完整的海軍飛機(jī)腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系。