龔雨荷，王榮祥，張博，陳逢榮，王才菀，陳荻云

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州 511300）

引言

習(xí)近平總書(shū)記站在中華民族偉大復(fù)興的全局和戰(zhàn)略高度，對(duì)發(fā)展我國(guó)海洋事業(yè)、維護(hù)我國(guó)海洋權(quán)益作出重要指示。近年來(lái)，隨著我國(guó)“一帶一路”、“遠(yuǎn)海防衛(wèi)”等國(guó)家戰(zhàn)略的發(fā)展，越來(lái)越多航空裝備被部署在南海、遠(yuǎn)海等熱帶海洋大氣環(huán)境區(qū)域。與內(nèi)陸環(huán)境相比，航空裝備在南海、遠(yuǎn)海地區(qū)服役時(shí)，面臨著高溫、高濕、高鹽霧、強(qiáng)太陽(yáng)輻射等惡劣的環(huán)境特點(diǎn)。長(zhǎng)期處于海水、鹽霧、高濕度環(huán)境中，如果不及時(shí)清洗，航空裝備表面會(huì)吸附、形成腐蝕電解質(zhì)溶液，加速裝備腐蝕[1-3]。

近年來(lái)，我國(guó)飛機(jī)已經(jīng)開(kāi)展常態(tài)化駐島輪訓(xùn)，部分機(jī)型的年度故障率為25 %左右，高出內(nèi)陸同型號(hào)飛機(jī)一倍，在對(duì)某駐島飛機(jī)的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，短短30天所有該型號(hào)飛機(jī)普遍發(fā)生涂層開(kāi)裂脫落、螺(鉚)釘生銹及復(fù)材老化等不同程度的腐蝕現(xiàn)象[4]。根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，2014～2018年期間，某型直升機(jī)參與護(hù)航任務(wù)，僅在一個(gè)任務(wù)周期后（約3個(gè)月），即發(fā)現(xiàn)在直升機(jī)底部蒙皮、緊固連接部位及發(fā)動(dòng)機(jī)連接部位有大量的腐蝕現(xiàn)象，影響了航空裝備使用安全和國(guó)家形象[5]。據(jù)美國(guó)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，美國(guó)軍用飛機(jī)現(xiàn)場(chǎng)故障中約50 %是由環(huán)境造成的。而在這50 %環(huán)境造成的故障中，溫度占40 %，振動(dòng)占27 %，濕熱占19 %，沙塵占5 %，鹽霧占4 %，可見(jiàn)高溫、高濕、高鹽霧的南海海洋大氣環(huán)境對(duì)電子裝備的影響是不可忽視的破壞性因素，美國(guó)海軍F14飛機(jī)因?yàn)楦g問(wèn)題，前起落架汽缸支柱上發(fā)生斷裂，導(dǎo)致一等事故，從而造成F14雄貓飛機(jī)全面停飛[6]。

針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)北京航空材料研究院張曉云等對(duì)海洋環(huán)境下飛機(jī)維護(hù)的腐蝕預(yù)防及控制進(jìn)行了研究，全面介紹了AHC-1、AHC-7等清洗劑的性能及用途，突出了清洗對(duì)飛機(jī)腐蝕控制的重大意義[7,8]。石志想，何衛(wèi)平等依據(jù)GJB 5974-200和7MIL-PRF-85570D兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的方法，對(duì)Delec，AHC-1，AHC-5，TFQX-1，Cee Bee 280，Calla Solve 120六種國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的清洗劑進(jìn)行對(duì)比分析，得出結(jié)論TFQX-1和 Calla Solve 120這兩種清洗劑清洗效果最佳[9]。陳群志等分析航空裝備在沿海地區(qū)使用面臨的腐蝕問(wèn)題，突出了環(huán)境對(duì)飛機(jī)的影響，根據(jù)美軍飛機(jī)腐蝕防護(hù)對(duì)策與控制措施，為我國(guó)飛機(jī)在嚴(yán)酷環(huán)境下服役制定了相應(yīng)的腐蝕防護(hù)對(duì)策與措施[10]。

本文選用有實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)的典型清洗劑產(chǎn)品（AHC-7水基清洗劑，TFQX-1水基清洗劑，TFQX-3溶劑清洗劑，RJ-1溶劑清洗劑），以清水清洗為對(duì)照，對(duì)其在南海海洋大氣環(huán)境下的清洗效果進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)，探索不同清洗劑和清洗周期對(duì)航空裝備關(guān)鍵材料腐蝕損傷的影響，優(yōu)選出清洗效果好的產(chǎn)品，更好地支撐航空裝備清洗保障工作。

1 試驗(yàn)過(guò)程

1.1 試驗(yàn)樣品

本文選用飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼通用鈑金件材料2A12鋁合金/III類薄膜硫酸陽(yáng)極化/XMS1621環(huán)氧耐腐蝕底漆涂層件（以下簡(jiǎn)稱2A12鋁合金涂層件）為試驗(yàn)對(duì)象，樣品規(guī)格為75 mm*150 mm，樣品初始形貌如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)用2A12鋁合金涂層件

以西沙永興島試驗(yàn)站為試驗(yàn)地點(diǎn)，參考GJB 8893.2-2017《軍用裝備自然環(huán)境試驗(yàn)方法 第2部分：戶外大氣自然環(huán)境試驗(yàn)》，將2A12鋁合金涂層件放置在戶外暴露架上（暴露架見(jiàn)圖2），暴露時(shí)間為一年，以45天為周期清洗試驗(yàn)件，清水清洗為對(duì)照組，考核AHC-7、TFQX-1、TFQX-3、RJ-1四種清洗劑的清洗效果，清洗劑噴涂情況如表1所示。

圖2 戶外暴露架

1.2 試驗(yàn)及分析方法

1.2.1 腐蝕形貌

利用Nikon D800E單反相機(jī)拍攝試樣表面腐蝕產(chǎn)物的宏觀形貌。

1.2.2 電化學(xué)阻抗

利用電化學(xué)工作站，采用傳統(tǒng)的三電極體系。飽和甘汞電極為參比電極，20 mm×20 mm的Pt電極為輔助電極，測(cè)試試樣為工作電極，其工作面積為10 mm×10 mm。電化學(xué)阻抗測(cè)試擾動(dòng)電壓為20 mV，掃描頻率范圍100 KHz ～ 0.01 Hz，測(cè)試樣品的電化學(xué)阻抗。

2 結(jié)果分析

2.1 清洗試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 宏觀形貌

圖3為五種清洗方式下，2A12鋁合金涂層試樣初始宏觀形貌及西沙永興島戶外暴曬12、24個(gè)月的宏觀形貌。

2.2.1 電化學(xué)阻抗結(jié)果

文獻(xiàn)提出[11]，隨著戶外暴露時(shí)間增加，防護(hù)涂層出現(xiàn)缺陷，大量的電解質(zhì)溶液通過(guò)涂層的缺陷到達(dá)金屬基體，并會(huì)使基體發(fā)生腐蝕反應(yīng)，涂層的保護(hù)作用減弱。當(dāng)涂層的阻抗值高于108Ω·cm2時(shí)，涂層對(duì)基體有較好的防護(hù)性能，當(dāng)阻抗值低于106Ω·cm2時(shí)，涂層已經(jīng)失去了保護(hù)能力。圖4為五種清洗方式以45天為周期清洗2A12鋁合金涂層試樣，戶外暴露12、24個(gè)月的Nyquist圖譜，表2為其對(duì)應(yīng)的0.01 Hz下電化學(xué)阻抗譜模值。

表2 2A12鋁合金涂層試樣西沙永興島戶外暴露12、24個(gè)月的低頻阻抗模值

圖4 2A12鋁合金涂層試樣西沙永興島戶外暴露12、24個(gè)月Nyquist圖

2.2 結(jié)果討論

從2.1清洗試驗(yàn)結(jié)果可以看出，使用清水清洗和四種清洗劑以45天為清洗周期對(duì)2A12鋁合金涂層試樣進(jìn)行清洗維護(hù)，在在西沙永興島戶外暴露24個(gè)月后，所有涂層試樣并沒(méi)有發(fā)生涂層鼓泡剝離粉化等現(xiàn)象，但涂層變色較為嚴(yán)重；所有清洗方式下涂層的低頻阻抗模值均高于10的7次方，具有良好的防護(hù)性能。水基清洗劑清洗的樣品低頻阻抗模值高于清水清洗的，溶劑型清洗劑清洗的樣品低頻阻抗模值均低于清水清洗，其中TFQX-1水基清洗劑在24個(gè)月時(shí)涂層低頻阻抗模值最高為1.37·108，清洗防護(hù)效果最為突出。

3 結(jié)論

本研究對(duì)2A12鋁合金涂層試樣進(jìn)行西沙戶外自然暴露試驗(yàn)，以清水清洗為對(duì)照，以45天為清洗周期，開(kāi)展AHC-7水基清洗劑、TFQX-1水基清洗劑、TFQX-3溶劑型清洗劑、RJ-1溶劑型清洗劑四種清洗劑在熱帶海洋環(huán)境下的清洗效果研究工作，得出以下結(jié)論：

1）在經(jīng)過(guò)24個(gè)月的戶外暴露，除了涂層變色較為嚴(yán)重，所有涂層試樣并沒(méi)有發(fā)生涂層鼓泡剝離粉化等現(xiàn)象，清洗效果較為顯著。

2）所有清洗方式下涂層的低頻阻抗模值均高于10的7次方，涂層試樣在戶外暴露24個(gè)月后仍具有良好的防護(hù)性能。

3）溶劑型清洗劑

本次試驗(yàn)，由于因其本身耐蝕性好，采用不同清洗劑最終清洗效果沒(méi)有明顯差距；在戶外暴露24個(gè)月后，對(duì)于涂層完好試樣的TFQX-1清洗劑表現(xiàn)出良好清洗效果，其清洗的涂層試樣低頻阻抗模值最高為1.37·108。因?yàn)楸敬卧囼?yàn)均為戶外暴露試驗(yàn)，試樣表面未出現(xiàn)重油污等狀態(tài)，AHC-7作為水基清洗劑，能夠較好的對(duì)試樣進(jìn)行清洗；

因?yàn)榍逑磩┍旧韺?duì)金屬基體或涂層帶有一定的腐蝕性，清洗頻率太高，不但不會(huì)使試樣腐蝕防護(hù)能力提升，甚至還會(huì)因?yàn)檫^(guò)清洗導(dǎo)致試樣涂層失效的更快。選擇適當(dāng)延長(zhǎng)清洗周期，不僅可以節(jié)約人力、物力等成本，也有助于提高清洗效率避免出現(xiàn)過(guò)清洗情況。