为响应国家“建设海洋强国”的重大战略部署， 提高舰载设备的抗腐蚀和耐磨损性能在海洋防卫部署中起着举足轻重的作用。不同于陆基，在海洋环境条件下飞行，长期经受高温、高湿、高盐雾和强紫外的严酷环境，舰载机机载设备容易造成很大的腐蚀危 害，如非金属件老化、金属件点蚀引起的疲劳裂纹，运动部件卡滞、失效等故障，从而导致功能失效，不仅影响飞机出勤率，严重者会影响飞行安全。因此，腐蚀防护研究必须站在战略高度，做到全系统全寿命腐蚀控制的综合优化，推动海洋装备腐蚀控制的发展; 笔者通过对腐蚀因素分析，得出了腐蚀防护设计是腐蚀问题的关键因素，通过相关试验研究，获得了机载设备常用材料腐蚀防护设计方案的试验数据，达到进一步分析并改进腐蚀防护设计的目的，为机载设备等相 关产品在海洋环境下进行腐蚀防护控制工作提供了依据，同时对具体腐蚀防护技术研究人员正确理解装备腐蚀预防与控制起到参考和借鉴作用。

一、海洋环境腐蚀因素分析

根据舰载机飞行状态下不同结构区域环境的腐蚀情况，一般将机载设备使用环境划分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类这 3 种类型。Ⅰ类为内部封闭，相对湿度一般不大于 80%，不直接暴露在海洋大气中，但偶尔受少量湿气、盐雾和燃料废气的作用; Ⅱ类为内部半封闭，相对湿度不大于 95%，不直接暴露在海洋大气中，但受其密封性的影响，受到一般湿气( 少量雨水、凝露) 、盐雾、燃料废气等的作用; Ⅲ类为敞开外露，相对湿度大于 95%，直接暴露在恶劣海洋大气中，长期遭受高湿热、高盐雾和含燃料废气腐蚀大气的直接作用［1］。针对恶劣海洋环境下的腐蚀问题，本文选取高升力系统机载设备开展腐蚀防护工作的研究，高升力系统大多安装在机翼后缘暴露区，属于Ⅲ类使用环境， 随飞机飞行过程中，遭受空气潮湿、盐雾和含燃料废气腐蚀大气的直接作用，在复杂的使用工况下，容易造成表面涂层损坏，进而发生化学腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀。如图 1 所示。

图 1 机载设备海洋环境腐蚀情况

1.1 工作环境方面

海洋大气中主要含盐量高，盐粒子的附着、积存， 因风浪条件、离海面的高度、距海面的高度、距海岸的   远近以及暴晒雨淋等不同而造成腐蚀情况各不相同。由于氯化物的吸潮性，金属表面的腐蚀主要是氯化钠   溶液引起的电化学腐蚀。温度越高、湿度越大，腐蚀越快［2］，如在我国南海，近海区的 NaCl 含量约为 2.98 mg / cm2 / 天，深海约为 4.5  mg / cm2 / 天，光照辐射约为 4000～5000MPa，温度每升高约 10 ℃ ，老化速度提升2.6 倍左右。铝合金阳极化表面 2 个月穿透 15  μm到基体，LY12 晶间腐蚀严重，30CrMnSiA 力学性能一年下降 20%。

1.2 腐蚀防护设计方面

机载设备的结构设计除了要满足机械、电气性能及特定的功能要求外，还应具有腐蚀防护性，倘若设计存在缺陷，在海洋环境下很容易发生腐蚀现象，影响腐蚀的设计因素主要有结构选材、应力分布、表面状态与几何形状等。材料的选用是机载设备腐蚀防护设计的关键因素，在易腐蚀部位和不易维护的部位应避免选用耐腐蚀性能差或对氢脆敏感大的金属材料，或吸湿性强、易长霉的非金属材料，异种材料相互接触的结构中， 应尽量避免选用电位相近的材料。结构设计时应避免和减少局部应力集中，否则在持续拉应力和腐蚀性介质联合作用下会产生应力腐蚀，使得机载设备的可靠性降低。研究表明，金属的表面光洁度会影响灰尘、盐结晶的残留和吸潮作用，进而造成金属表面腐蚀，在达到一定程度时锈蚀差异明显［3］，同时应综合考虑镀层与基体的附着力、密封设计有效性以及涂层系统各 层之间的适配性和工艺性。如某型飞机在震动、冲击 的使用工况下，机载设备表面防护层选用不合理而遭 到破坏，海洋服役时很快就出现了锈蚀现象。

1.3 制造工艺方面

制造工艺和防腐设计是相辅相成的，一个合理、高效的工艺流程设计能够保证设备技术要求，稳定质量，降低腐蚀耗损。特别是热处理工艺，倘若选用的热处理工艺方法不当，或工艺过程控制不严格，容易损伤材料的固有耐蚀性，如 7000 系铝合金材料常用T6 峰值进行时效热处理，虽可得到最高强度，但材料的耐应力腐蚀性能却达到最低，尤其在含有氯元素的环境最为明显。除此之外，避免由于施工工艺不严格等降低耐腐蚀性能的制造工艺。

1.4 使用维护方面

机载设备一般按照飞机的定检周期检查产品腐蚀的情况，如果现场人员缺乏系统的腐蚀防护知识培 训，在使用维护方面也缺乏相关腐蚀防护手段，重视程度较低。在日常维护中，对于一些难维护或者是不易察觉的部位，采取的维护措施不够等问题［4］，如产品表面发生的涂层脱落或轻微损伤未能及时修复，重 复拆装螺钉出现难以拆卸或断裂等故障，给维护保障 工作造成困难。通过上述风险分析，腐蚀防护设计是腐蚀问题的重中之重，所以有必要通过腐蚀防护设计方案的“适海性”试验研究，进一步完善机载设备常用材料的表面处理，防护涂层、密封设计等改进措施。

二、腐蚀防护设计方案的试验与分析

真实海洋环境下的试验研发工作受海军装备水平和岛礁建设进度制约，所以本文模拟海洋环境“三高一强”以及霉菌的特点，按照国军标要求分别进行了高温、湿热、太阳辐射、霉菌、盐雾与酸性大气试验， 其中考虑到大型舰船烟气排放和舰载机尾气局部酸性盐雾环境的实际状况，要求机载设备能耐受酸性盐雾环境。试验结果显示，高温、湿热、太阳辐射以及霉菌试验环境中表现良好，在酸性环境中有所差异，本文主要讨论在酸性盐雾和酸性大气环境下的试验分析，为获得充分的表面盐雾沉降，同时也不会产生溶液聚集，试验件在试验箱内倾斜一定角度放置，如图2 所示。

图 2 酸性盐雾和酸性大气试验样件

2.1 表面处理

若零件表面若存有氧化皮、油污等残留物会导致 锈蚀，降低工作寿命，为了获得良好的外观质量并保证其耐腐蚀性，必须通过表面处理清除零件表面上的氧化皮、氧化膜和油污等。零件表面处理方法的试验 结果，见表 1 所列。

从表 1 可知，2024 表面进行硫酸阳极化处理，在第 10 天结束出现局部腐蚀问题，出现小块白斑，色泽变化，基体材料无明显腐蚀情况，由于铝的阳极化一般利用酸性溶液溶解工件表面的氧化物，并形成氧化膜，但膜层为多孔特点，对于较复杂的结构组件零件，经酸洗后容易浸入缝隙，引起基体金属腐蚀;30CrMnSiA 镀铬后，初始有轻微红锈，第 4 天结束出现较 严 重 腐 蚀 问 题，腐 蚀 面 积 超 过 了 30%，0Cr17Ni4Cu4Nb 镀铬和封孔处理后无明显的腐蚀现象，铬金属在空气中极易形成钝化膜，镀铬层微型裂纹且多孔，因此单层铬层不易做防护层，但进行孔隙封闭处理后，阻止孔内电化学反应，提高耐蚀性;0Cr17Ni4Cu4Nb 钝化处理后，有明显的腐蚀现象，通过试验及相关文献，在海洋环境试验下，多数仅采用钝化处理的不锈钢试验件在短期内出现程度不同的锈蚀现象，还需进一步采取腐蚀防护措施。

2.2防护涂层

防腐蚀设计的重要一环就是要选择防护涂层体系，尤其对那些在腐蚀环境恶劣条件下工作的重要零 部件和对腐蚀敏感的材料，更要严加把握，机载设备中采用较多的防护涂层为环氧聚酰胺涂层体系(H06－28 底漆、H04－68 面漆) ，针对水上使用环境要求高的产品，可使用聚氨酯涂层体系( LS063 / LS083) ，该涂层体系具有很好的耐高低温性，耐湿热性，耐盐雾性，耐人工加速老化性，耐有机溶剂和化学药品性等。但是，海洋对涂层体系的考核是更加严酷的，采用耐湿热抗盐雾表面涂料，如目前最新研制了铝合金用QH－15 防腐环氧底漆、钢用 H06－1011H 防腐环氧底漆与面漆 QFS－15A 耐候聚氨酯磁漆配套的新型防护涂层体系［5］，试验结果见表 2 所列。

试验结果表明，7075 表面铬酸阳极化后，分别喷涂聚氨酯涂层体系或 QH － 15 防腐环氧底漆、QFS －15A 耐候聚氨酯磁漆后，试验件表面轻微失光，色泽正常，无明显腐蚀情况，喷涂环氧聚酰胺涂层体系，表 面轻微失光，色泽发生轻微变化，无明显腐蚀情况，说明该涂层体系在海洋环 境 下 容 易 发 生 变 化;18Cr2Ni4WA 发蓝处理后，喷涂不同体系的涂层均未无明显腐蚀; 不锈钢钝化处理，喷漆后也未发生无明显腐蚀问题。综上所述，说明有机防护涂层是腐蚀防 护的是最佳解决方案。

2.3 防腐蚀密封设计

机载设备的工作过程中常伴随着振动、冲击、过载等工况，在海洋环境中很容易造成紧固件、连接件承受交变应力、形变和微动磨损，加剧结构连接部位的毛细渗漏、海盐结晶等，导致连接部位松动。防腐蚀密封设计可有效降低结构紧固件腐蚀、异种金属连 接腐蚀、缝隙腐蚀等的发生概率。文中选取常用材料 7075 高强度铝合金和不锈钢0Cr17Ni14Cu4Nb 进行结构件的防腐蚀密封设计试验，分别在铝合金组件、不锈钢组件的贴合面涂覆聚硫密封剂密封，紧固件采用湿装配，端头用聚硫密封剂进行封包及贴合面密封，最后整体喷漆底漆和面漆，此密封设计方案在酸性盐雾和酸性大气环境下未 发生腐蚀现象。试验表明，结构件贴合面涂敷密封剂，紧固件湿装配，整体喷漆的防腐密封设计可大大提升海洋环境的耐腐蚀性能。

三、建议

通过对机载设备的防腐设计及控制策略进行分析，并根据结构以及服役环境等特点，选用“设计－试验－改进－验证”的循环完善设计策略。在装备防腐设计和控制设计过程中，机载设备应 选用合理的结构设计、选用综合性能优良的耐蚀材料，并有针对性选择材料表面处理、涂层体系、密封设 计等，制定必要的临时保护、防磕碰等避免表面损伤的防护措施，注重相关的腐蚀数据积累及相关人员的 技术培训，最后进行严酷海洋气候环境下多因子模拟 加速环境循环腐蚀试验的监控与评价。

四、结语

通过从工作环境、腐蚀防护设计、制造工艺以及使用维护方面进行腐蚀原因分析，并针对机载设备处 于高温、高湿、高盐雾、强紫外以及酸性废气的环境特 点，通过试验研究了机载设备常用材料的腐蚀防护方 案，试验结果表明，零件表面镀层后还应进行封孔处理，选择耐海洋环境的表面涂层体系，结构组件涂覆密封剂密封，紧固件采用湿装配的密封设计，以上措施可以有效防止装备的腐蚀现象，在后期腐蚀防护处 理中，可以结合以上工程试验的防腐措施，来解决装备表面腐蚀的问题。

五、梦能服务与支持

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梦能对技术服务团队始终进行一系列的标准化管理，从专业培训到日常报告的管理都有一整套完善的体系。梦能公司每年都会对技术服务人员进行定期的技术培训和能力审计，以使每一位技术服务人员保持高水准的专业素质，每一位技术服务人员都配备先进的涂装检验仪器，仪器设备均按规定的时间期限进行定期校验，以保证每套仪器设备工作状况良好。

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