東南沿海車輛裝備整體封存設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

吳會(huì)博，陳祥軍，岳巍強(qiáng)

(軍事交通運(yùn)輸研究所，天津 300161)

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● 裝備保障Equipment Support

東南沿海車輛裝備整體封存設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

吳會(huì)博，陳祥軍，岳巍強(qiáng)

(軍事交通運(yùn)輸研究所，天津 300161)

針對(duì)東南沿海地區(qū)自然環(huán)境對(duì)車輛裝備的腐蝕影響，根據(jù)東南沿海自然環(huán)境特點(diǎn)和車輛裝備整體封存防護(hù)要求，提出了車輛裝備整體封套封存技術(shù)，對(duì)整體封口形式、封套材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全新設(shè)計(jì)，最后對(duì)車輛裝備整體封套材料性能和封存效果進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，封存時(shí)間內(nèi)新型整體封套封存設(shè)計(jì)能夠?qū)囕v裝備實(shí)施有效防護(hù)。

東南沿海；車輛裝備；整體封存

我國東南沿海地區(qū)典型的環(huán)境特點(diǎn)是高溫、高濕、高鹽霧，我軍列裝的車輛裝備長期在這種露天的自然環(huán)境下，缺乏相應(yīng)的包裝防護(hù)手段，致使裝備出現(xiàn)腐蝕和老化，降低了裝備性能，縮短了裝備使用壽命，嚴(yán)重影響了部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。如何降低東南沿海地區(qū)環(huán)境因素對(duì)車輛裝備的腐蝕影響，提高封存防護(hù)水平，保證裝備的完好率和使用壽命，是目前亟待解決的重要問題。

1　東南沿海車輛裝備腐蝕的影響因素分析

我國東南沿海地區(qū)屬于亞熱帶海洋性氣候，常年溫度高、濕度大、鹽霧濃度大、日照時(shí)間長，在這種自然環(huán)境的影響下，車輛裝備極易發(fā)生腐蝕霉變。根據(jù)車輛裝備腐蝕霉變情況，經(jīng)綜合分析和比較國內(nèi)外有關(guān)研究，東南沿海地區(qū)影響車輛裝備腐蝕的自然環(huán)境因素主要是濕度、溫度和鹽霧。

1.1濕度的影響

濕度是引起東南沿海地區(qū)車輛裝備腐蝕的最主要環(huán)境因素。我國東南沿海地區(qū)普遍潮濕時(shí)間較長，相對(duì)濕度在80%以上的時(shí)間約占全年天數(shù)的50%，相對(duì)濕度90%以上的時(shí)間占25%，年平均相對(duì)濕度為70%～80%，有的區(qū)域甚至更高[1]。金屬腐蝕的相對(duì)濕度一般為70%左右，東南沿海地區(qū)空氣中的相對(duì)濕度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這一臨界值，車輛裝備非常容易發(fā)生腐蝕。同時(shí)，潮濕還會(huì)促使霉菌生長，而霉菌又促進(jìn)潮氣凝結(jié)，加速電化學(xué)反應(yīng)，加快車輛裝備的銹蝕。

1.2溫度的影響

溫度是影響東南沿海地區(qū)車輛裝備腐蝕的重要因素。我國東南沿海地區(qū)常年高溫，年平均氣溫在20～23℃之間，最高溫度超過30℃的時(shí)間一般在100～150天[2]。大量統(tǒng)計(jì)表明，在其他條件相同的情況下，平均氣溫越高的地區(qū)，大氣腐蝕速度越快。當(dāng)大氣相對(duì)濕度達(dá)到或超過金屬臨界濕度時(shí)，溫度每升高10%，腐蝕速度約提高1倍。同時(shí)，高溫還會(huì)引起車輛裝備零部件的機(jī)械應(yīng)力和電器特性改變，加速材料老化及電子設(shè)備失效等。

1.3鹽霧的影響

鹽霧是一種強(qiáng)電解質(zhì)，該電解質(zhì)溶液加速金屬的電化學(xué)反應(yīng)，從而加速金屬材料的腐蝕。在沿海附近，空氣中含有大量的鹽霧，常以結(jié)晶鹽的形式散落在車輛各處金屬表面上。結(jié)晶鹽有很強(qiáng)的吸濕作用，增大了表面液膜層的電導(dǎo)，氯離子本身又有很強(qiáng)的侵蝕性，使腐蝕速度明顯加快[3]，從而造成機(jī)械活動(dòng)部件的阻塞，導(dǎo)致電子、電氣設(shè)備等元件失去其電氣性能，以致失效或損壞。研究表明，離海岸線距離越近，空氣中鹽霧分子越多，材料腐蝕越嚴(yán)重。

2　東南沿海車輛裝備整體封存設(shè)計(jì)

車輛裝備的封存方式要考慮封存地點(diǎn)的差異性，根據(jù)我國東南沿海地區(qū)自然環(huán)境特點(diǎn)，應(yīng)對(duì)車輛裝備采用全封閉式的整體封存技術(shù)，并輔以油封、除濕等防護(hù)措施[4]。封套封存是整體封存技術(shù)的一種形式，具有結(jié)構(gòu)簡單、密封性好、操作簡單、不受尺寸形狀和使用環(huán)境限制的優(yōu)點(diǎn)[5]。本文利用封套封存技術(shù)設(shè)計(jì)了一種車輛裝備整體封存防護(hù)技術(shù)方案，該方案技術(shù)原理是采用自支撐一體式整裝封存的技術(shù)途徑，利用高阻隔多層復(fù)合封套材料和氣密拉鏈封口技術(shù)，將被封存車輛裝備與外界環(huán)境隔離，采用抽氣泵排出封套內(nèi)多余的空氣后，通過真空負(fù)壓原理使包裝材料貼緊被封存裝備表面，并在封套內(nèi)放置除濕劑，經(jīng)吸濕除氧，減少氧氣和水的存量，使封套內(nèi)長期保持低濕度、低氧濃度狀態(tài)，形成適合車輛裝備儲(chǔ)存的亞真空環(huán)境，避免車輛裝備發(fā)生銹蝕變質(zhì)和老化等現(xiàn)象，從而達(dá)到防塵、防潮、防氧化、防鹽霧、防光化學(xué)作用等目的。

2.1整體封口形式設(shè)計(jì)

封套封口是整車氣密式封存技術(shù)的關(guān)鍵，封口質(zhì)量的好壞直接影響密封效果，因此必須合理選擇封口結(jié)構(gòu)形式。目前，氣密封口技術(shù)主要有膠帶粘合封口、氣密拉鏈封口和高頻熱合封口3種技術(shù)。表1從密封性、可操作性、重復(fù)使用性和環(huán)境適應(yīng)性等4個(gè)方面對(duì)這3種封口技術(shù)進(jìn)行了綜合對(duì)比分析。

表1　不同封口技術(shù)的對(duì)比分析

通過分析比較，膠帶粘合封口技術(shù)密封性較差，不適合氣密封存；高頻熱合封口技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)操作難度大、效率低，而且拆封后整個(gè)封套即報(bào)廢，只適用于一次性封存包裝尺寸較小的零部件或精密儀器，不適用于車輛裝備的封存；氣密拉鏈封口技術(shù)柔軟性、重復(fù)使用性和可操作性較好，可有效隔離外部液體、空氣、水蒸氣和灰塵等物質(zhì)，主要用于宇航服、潛水服和大型儀器設(shè)備的密封套，因此，車輛裝備整體封套宜采用氣密拉鏈封口技術(shù)。

2.2整體封套材料選擇

封套材料包括基材、阻隔層和熱封層，主要依靠阻隔層實(shí)現(xiàn)阻隔水蒸氣的功能。封套材料性能中最重要的是封套材料的透濕率，這是用來衡量封套材料防止水蒸氣滲透的能力，其大小對(duì)封存效果起著關(guān)鍵的作用。在裝備封存中得到實(shí)際應(yīng)用的封套材料，主要有PE薄膜、PVC薄膜、丁基橡膠布、氯丁橡膠布、PVDC薄膜、鋁塑布復(fù)合薄膜等。為滿足車輛裝備整體封存防護(hù)技術(shù)要求，以上材料經(jīng)反復(fù)對(duì)比試驗(yàn)和制造工藝方案，封套采用5層分別具有不同功能的薄膜和4層脂肪族聚氨酯粘合劑，通過多層共擠干式復(fù)合工藝制造(如圖1所示)。第1層材料為多功能牛筋布，該層材料主要功能是防水、耐老化、抗鹽霧和防霉菌；第2層和第4層材料為尼龍膜，在尼龍膜的基礎(chǔ)上涂敷PVDC，不僅對(duì)水分子和氧分子具有很強(qiáng)的阻隔性能，而且柔韌性非常好；第3層材料為鋁箔，是有效提高封套氣密性能的主要功能材料；第5層材料為防靜電聚乙烯(導(dǎo)電PE)，該層材料既能保證封套制造過程中各部分的熱合強(qiáng)度和氣密性，也可有效消除封套內(nèi)表面與被封存裝備之間摩擦產(chǎn)生的靜電，確保了對(duì)車用油料等危險(xiǎn)品封存的安全性。

圖1　封套材料組成

2.3整體封套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

車輛裝備整體封套采用充氣骨架自支撐結(jié)構(gòu)，主要由一體式封套、充氣骨架、防護(hù)墊、氣泵等組成，結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。一體式封套主要由上封套、充氣骨架、氣密拉鏈和底膜組成。上封套與底膜采用高頻焊接；充氣骨架包括多個(gè)橫向、縱向氣柱和充氣閥門，氣柱之間貫通連接，聯(lián)通成一個(gè)密閉腔體，充氣骨架固定于一體式封套內(nèi)；封套前部設(shè)置開口，開口與套體連接采用氣密拉鏈連接。防護(hù)墊可防止碾壓和地面尖銳物對(duì)底模的損壞。氣泵主要有兩種功能：一是為封套自支撐骨架充氣；二是抽取封套里的多余空氣，使之內(nèi)部產(chǎn)生低真空環(huán)境。

圖2　車輛裝備整體封套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3　試驗(yàn)驗(yàn)證

試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在福建某部隊(duì)駐地，該地區(qū)地處東南沿海地區(qū)，年平均氣溫20℃，年平均相對(duì)濕度77%,年平均日照時(shí)數(shù)1 800 h左右，呈典型的高溫、高濕、高鹽霧、高日照環(huán)境特征。試驗(yàn)選擇3臺(tái)不同型號(hào)車輛裝備進(jìn)行封存試驗(yàn)，封套內(nèi)部放置自動(dòng)溫濕度記錄儀記錄溫度、濕度變化情況，封存時(shí)間為1年，封存前和啟封后分別檢查以下性能：封套氣密性、封套阻隔性、車輛外觀和車輛功能性能檢測(cè)。試驗(yàn)期間每周檢查封套外觀狀態(tài)和試樣狀態(tài)，讀取一次溫度、濕度記錄儀數(shù)據(jù)；每3個(gè)月進(jìn)行勤務(wù)適應(yīng)性和封存包裝等試驗(yàn)，收集整理相關(guān)數(shù)據(jù)。通過試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，封套內(nèi)濕度一直維持在50%～60%之間，低于腐蝕的相對(duì)濕度，阻隔性較好。至啟封時(shí)，封套封存狀態(tài)和氣密性保持良好，被封車輛裝備外觀和內(nèi)部設(shè)備均無明顯銹蝕，發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛各功能設(shè)備工作正常，各項(xiàng)性能指標(biāo)無明顯變化。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，車輛裝備整體封套封存技術(shù)能對(duì)東南沿海地區(qū)車輛裝備進(jìn)行有效防護(hù)，封存效果良好。車輛裝備整體封存部隊(duì)試驗(yàn)如圖3所示。

圖3　福建某部隊(duì)開展封存試驗(yàn)

車輛裝備整體封套在中國包裝科研測(cè)試中心進(jìn)行了封套材料基本性能試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容包括: 材料拉斷力、斷裂伸長率、耐戳穿力、直角撕裂力和水蒸汽透過率等。

試驗(yàn)開始前先對(duì)封套材料各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)封存一年的封套材料進(jìn)行取樣檢測(cè)，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，從試驗(yàn)結(jié)果看，各項(xiàng)性能指標(biāo)有所下降，但下降不明顯，仍然符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和國家軍用標(biāo)準(zhǔn)的要求。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2　封套材料試驗(yàn)前后性能對(duì)比

4　結(jié)　語

東南沿海地區(qū)高溫、高濕、高鹽霧等自然環(huán)境是車輛裝備腐蝕加速的主要影響因素，通過研究車輛裝備整體封存防護(hù)技術(shù)，為我軍車輛裝備在多種條件下的封存防護(hù)和快速啟封提供了先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)手段，解決車輛裝備貯存時(shí)的防潮、防曬、防塵、防腐、防鹽霧、防氧化等問題，對(duì)改善我軍車輛裝備的封存條件，提高車輛裝備儲(chǔ)存期間的戰(zhàn)備完好率，延長其有效服役壽命，減少維護(hù)保養(yǎng)的次數(shù)具有重要意義。

[1]肖學(xué)福,周朝霞.車輛裝備封存技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社,2005：70-71.

[2]李有東,錢立軍,徐軍.沿海地區(qū)軍用車輛腐蝕與防護(hù)對(duì)策[J].公路與汽運(yùn),2009 (1): 17-19.

[3]徐安桃，彭麗偉，鄒翼龍，等.東南沿海地區(qū)車輛裝備的腐蝕與防護(hù)[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，8(1):44-48.

[4]楊世堅(jiān),沈詠梅.外軍軍事裝備封存包裝技術(shù)研究[J].包裝工程,2006,27(3): 74-76.

[5]陳祥軍，吳會(huì)博.軍用車輛裝備整裝封存技術(shù)研究[J].包裝工程,2013,34(7): 52-55.

(編輯：孫協(xié)勝)

Design and Verification of Vehicle Equipment Overall Sealing in Southeast Coast Area

WU Huibo, CHEN Xiangjun, YUE Weiqiang

(Institute of Military Transportation， Tianjin 300161, China)

Considering the corrosion influence of natural environment to vehicle equipment in southeast coast area, the paper proposes vehicle equipment overall sealing technology according to the characteristic of natural environment in southeast coast and requirements of overall sealing preservation. It also designs seal form, envelope material and composition, and verifies material performance and sealing effect of vehicle equipment. The result shows that the new overall sealing design can effectively protect vehicle equipment.

southeast coast; vehicle equipment; overall sealing

2016-03-15；

2016-05-12．

吳會(huì)博(1986—)，男，碩士，助理工程師．

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.10.008

E246

A

1674-2192(2016)10- 0032- 04