滑油泵湿热、霉菌、盐雾试验概述

滑油泵湿热、霉菌、盐雾试验概述

苍学伟

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江 哈尔滨 150066

摘要：本文结合典型滑油泵三防设计及试验经验，分析提炼了滑油泵的三防设计方法，并对常用三防方案进行分析。希望通过本文对滑油泵三防设计的梳理和总结，对新型号滑油泵设计工作提供参考。

关键字：滑油泵；三防；湿热；霉菌；盐雾

1.概述

装备的抗腐蚀能力直接体现的指标为耐盐雾、湿热、霉菌的能力（即三防性能）。湿热、盐雾、霉菌是我国南方、沿海和海上的典型气候环境，也是航母长期面临的工况环境，装备在这种环境中能否可靠的工作，很大程度上取决于它对湿热、盐雾和霉菌环境的适应能力。

海洋环境中的盐雾腐蚀尤其严重，海洋环境可分为海洋大气区、飞溅区、潮汐区、海水全浸区、深海区和海泥区等几种环境。海洋大气区发生海洋大气腐蚀，腐蚀量随时间几乎是线性增加，大气区的环境主要是风带来的细小海盐颗粒，影响腐蚀因素：高度、风速、雨量、温度、辐射。腐蚀特点是海盐粒子使腐蚀加快，但随高度不同而速度不同。腐蚀最严重的是飞溅区，因为此区氧的供应最充足，同时浪花的冲击又破坏了保护膜。飞溅区的环境潮湿，无海生物玷污，腐蚀的特点是海水飞溅，干湿交替，日晒、腐蚀最激烈。舰载飞机大都处于海洋大气区和飞溅区，从腐蚀机理看，都属于氧的还原腐蚀或析氧腐蚀。

腐蚀问题会给装备带来重大的经济损失，资料表明，美国海军估计每年用于腐蚀防护及研究的费用在20~30亿，其中飞机部件的防腐费用占到全年维护费用的1/3。腐蚀不仅造成了巨大的经济损失，同时也影响到装备的安全使用，如美军F14飞机前起落架汽缸支柱上发生腐蚀导致一等事故，从而造成F14飞机全面停飞。

所以，提高装备的抗腐蚀能力，显得尤为重要。近年来，我单位承研的滑油泵，尤其是海军型滑油泵，提出的三防要求更高，试验条件更为严苛。所以，对于滑油泵三防设计的研究尤为重要。同时，在未来其它型号产品上可也推广其研究成果，以提高其防护性能，保证可靠的使用寿命。

2.湿热、霉菌、盐雾环境

2.1湿热环境

湿热环境是指温度、湿度综合作用的环境，往往表现出气温高、湿度大、雨量大、日温差小、无风或少风特点。低纬度近海区域一般均为湿热环境。湿热环境分为：自然潮湿环境和诱发潮湿环境。自然界中最潮湿的地方是在湿热带地区（如热带雨林），我国最潮湿地区为长江以南的湿热区和亚湿热区。诱发潮湿环境是指人类活动或工业生产过程中引起或造成的潮湿条件，例如飞机密闭舱内，相对湿度可以高达95～100％。

湿热试验的适用范围：

1）在湿热环境中贮存或使用装备；

2) 产生高湿度的环境中贮存或使用的装备；

3）部署在热带地区，中纬度地区，经受压力、温度和相对湿度综合变化的装备内部的装备；

4）暴露（揭示）装备可能与湿热相关的潜在问题。

2.2霉菌环境

霉菌无处不再,有空气有湿气就有霉菌。霉菌是丝状真菌的俗称，意即“发霉的真菌”，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型子实体。在温暖潮湿的地方，很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。

霉菌试验是将产品或材料置于有利于霉菌生长的条件下进行的试验，考核产品或材料的抗霉能力。评定其不同长霉程度和霉菌对产品引起的表面变化和性能影响，为选材、制造和包装等提供必要的依据。

霉菌环境适用于各种军用装备，但不适用于基体材料的检测，基体材料的检测应采用其它材料检测方法，如土埋、纯培养、混合培养和平板试验等方法。

2.3盐雾环境

盐雾是指含有大量的海盐并悬浮在地球表面附近的大气中的可见聚集小水滴构成的水气现象；从大气云雾物理角度看，盐雾是存在于大气中的盐核，呈湿润性颗粒状；盐雾是一种气溶胶状态，具有易附着在物体表面而成为湿气膜或水膜的特性。盐雾的组成与海水相似，海水的主要成份是氯化钠，因此盐雾中含有大量的氯离子。氯离子具有很小的离子半径,具有极强的穿透力,很容易穿透金属保护膜，形成可溶性氯化物，破坏金属的钝性，加速金属的腐蚀。薄液膜、强电解质、氯离子、材料内部或不同金属之间的电位差共同构成盐雾对材料及涂覆层的作用机理。

盐雾试验的适用范围：

1）评价装备及其材料保护性覆盖层和装饰层的质量和有效性，定位潜在的问题区域、发现质量控制缺陷和设计缺陷等；

2）优选材料和评价装备；

3）主要暴露于含盐量高的大气中的装备。

3.三防设计思路

3.1设计输入解读

1）考核区域

考核区域的确认十分关键。滑油泵的接口尺寸较多，与外部连接位置（尤其是不同材料间）是三防能力的薄弱区，需重点考虑和关注。

2）试验条件

试验条件决定着考核区域零件材料及对应防护方式的选取。比如湿热试验常用考核循环周期有5周期、10周期；盐雾试验按盐雾溶液pH值区分有中性盐雾试验和酸性盐雾试验；部分海军型滑油泵增加了酸性大气试验等。试验条件的严苛程度不同，三防设计的方案亦不同。

3）试验合格判据

试验合格判据细化程度及严苛等级也一定程度上影响三防方案的选取。

3.2成熟技术参考

滑油泵的三防设计可参考借鉴已有通过考核同类型产品的成熟技术。另外，三防设计要结合产品实际工作条件，避免因过度防护而引起其他问题。

4.滑油泵三防设计

4.1三防技术

1）选用和发展耐腐材料

优选铝合金、不锈钢等自身耐腐蚀性较强的材料加工零件，从原材料的角度提高产品三防能力的基点。

2）电化学保护技术

不同金属零件连接处存在电位差，在湿热、盐雾环境下易发生电化学反应，造成零件腐蚀。电化学保护技术主要包括外加电流阴极保护法和牺牲阳极法。

另外，滑油泵三防试验考核区域内应尽可能减少的金属材料种类。

3）表面技术。

采用表面技术对海洋工程中的各种设施进行保护，是防止腐蚀，确保安全，延长使用寿命，减少损失的最方便、最有效、最普遍使用的方法。

4.2表面防护方案

钢铁件和钛合金零件，可以选择成熟的镀镉、钝化和钛合金阳极化工艺。

镁合金、铝合金主要有三种防护方案，分别为表面处理+喷漆、微弧氧化和冷喷涂。

滑油泵壳体材料常选用镁合金、铝合金，经铬酸盐处理或铬酸阳极化处理后涂漆，漆层层数视三防要求调整，保证涂漆表面圆滑过渡。

主要优点：

1）耐蚀性较好。经过适合的表面处理并涂覆专用防腐漆后，防护效果较好，盐雾试验考核可达1000小时后无腐蚀现象；

2）工艺稳定。铬酸盐处理、铬酸阳极化、涂漆工艺为传统表面处理方法，用于多种机型，效果良好；

3）便于维护。不论是表面处理方法还是涂漆工艺，在外场出现问题时，都可以随时采取补救措施，避免了不必要的返厂。

存在问题：

漆层防磕碰效果较差，防护层破坏后如不能及时发现，防护效果将有所下降。

4.结论

在今后的滑油泵设计工作中，应对设计输入进行充分解读后进行三防设计。滑油泵三防设计依托于试验，成熟产品的三防设计方案及试验验证情况可为今后的滑油泵设计工作提供参考。