海洋環(huán)境下機(jī)載設(shè)備的腐蝕現(xiàn)狀及分析

劉元海，張敬鋒，李秋平

（中國(guó)特種飛行器研究所 結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，荊門(mén) 448035）

引言

航空機(jī)載設(shè)備區(qū)別于機(jī)體結(jié)構(gòu)部位和發(fā)動(dòng)機(jī)部位，表現(xiàn)出多項(xiàng)獨(dú)有特點(diǎn)。機(jī)載設(shè)備的材料和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精密度和集成度高，涉及多類(lèi)金屬及非金屬材料，且存在大量的邊角、接縫、電偶及細(xì)小結(jié)構(gòu)，腐蝕敏感區(qū)域多，涉及的腐蝕機(jī)制和腐蝕類(lèi)型復(fù)雜，機(jī)載設(shè)備的外場(chǎng)腐蝕識(shí)別與檢查、維護(hù)與維修工作更加困難； 機(jī)載設(shè)備在考慮其使用功能時(shí)有些設(shè)計(jì)不得不為了得到獨(dú)特的電氣、機(jī)械和熱等性能，而犧牲部分防腐蝕設(shè)計(jì)，致使機(jī)載設(shè)備在腐蝕防護(hù)上表現(xiàn)出更顯著的“先天不足”； 機(jī)載設(shè)備多數(shù)具有密閉殼體結(jié)構(gòu)，如電子設(shè)備機(jī)箱、模塊等，殼體內(nèi)部積存濕氣和腐蝕介質(zhì)之后腐蝕發(fā)生的隱蔽性強(qiáng)，且部分殼體在外場(chǎng)不可拆解，腐蝕檢查的可維護(hù)性降低，部分腐蝕維護(hù)和預(yù)防措施不可實(shí)施；飛機(jī)上機(jī)載設(shè)備種類(lèi)多樣，數(shù)量龐大，分布在航空裝備的不同艙段和位置，一方面對(duì)外場(chǎng)腐蝕檢查等日常維護(hù)工作安排造成困擾，另一方面由于不同艙段和位置的局部腐蝕環(huán)境和環(huán)境控制條件差異，造成外場(chǎng)腐蝕預(yù)防與控制措施差別較大；同時(shí)機(jī)載設(shè)備功能性能特殊而多樣，腐蝕損傷類(lèi)型和程度與設(shè)備故障表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)性不顯著，部分精密設(shè)備對(duì)腐蝕極為敏感，微小的腐蝕也可能導(dǎo)致嚴(yán)重故障；同時(shí)，通電檢查正常的設(shè)備也可能內(nèi)部已發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕，當(dāng)腐蝕達(dá)到一定程度或某些特殊誘因的作用下，出現(xiàn)突然失效。這就需要一方面豐富機(jī)載設(shè)備腐蝕檢查的方式、方法，提高細(xì)致程度，同時(shí)，也應(yīng)考慮腐蝕預(yù)防與控制措施對(duì)設(shè)備功能性能可能帶來(lái)的不利影響，綜合設(shè)計(jì)防護(hù)對(duì)策，謹(jǐn)慎實(shí)施，避免產(chǎn)生負(fù)向影響和二次損傷。

1 機(jī)載設(shè)備外場(chǎng)故障數(shù)據(jù)分析

空軍飛機(jī)海島駐訓(xùn)后天線系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、燈組、線纜及電連接裝置、電傳計(jì)算機(jī)安裝架、管路等機(jī)載設(shè)備及部附件故障大多由腐蝕導(dǎo)致，超過(guò)總類(lèi)型的50 %，主要與機(jī)載設(shè)備的防護(hù)涂層損傷、密封系統(tǒng)失效以及某些部位無(wú)法施加防護(hù)體系等問(wèn)題相關(guān)。海軍航空裝備2011 至2015 年外場(chǎng)故障記錄數(shù)據(jù)調(diào)研顯示，數(shù)據(jù)母體總數(shù)共6 萬(wàn)余條，經(jīng)分析顯示，腐蝕故障行為包括結(jié)構(gòu)腐蝕、電纜老化、開(kāi)關(guān)卡滯、涂層鼓包等，其中在海軍固定翼飛機(jī)的腐蝕問(wèn)題普查中共發(fā)現(xiàn)24 類(lèi)由機(jī)載設(shè)備腐蝕引發(fā)的故障，超過(guò)腐蝕故障總量的50 %。海軍直升機(jī)安裝在氣動(dòng)尾翼附近的傳感器腐蝕問(wèn)題突出，在外場(chǎng)服役5 個(gè)月就發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕。

從現(xiàn)有的明顯腐蝕問(wèn)題統(tǒng)計(jì)中可以總結(jié)得到，腐蝕故障行為主要包括材料及工藝選擇不當(dāng)、涂層體系選取及設(shè)計(jì)不合理、防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不充分等方面。

機(jī)載設(shè)備腐蝕相關(guān)故障頻發(fā)于機(jī)外或長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)敞的區(qū)域內(nèi)。機(jī)外傳感器由于其功能性能靈敏度較高，多數(shù)部附件在維護(hù)過(guò)程中無(wú)法施用防護(hù)涂層、緩蝕劑等防護(hù)體系，對(duì)于此類(lèi)機(jī)外和長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)敞區(qū)域內(nèi)裝配的設(shè)備，在維護(hù)和修復(fù)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。從故障數(shù)據(jù)角度看，設(shè)備艙內(nèi)部主要存在緊固件銹蝕、霉菌、電連接裝置外殼和電接觸部位腐蝕等問(wèn)題，雖然故障表現(xiàn)并不明顯，但部分設(shè)備外觀檢查可達(dá)性較低，應(yīng)經(jīng)常性配合通電檢查關(guān)注腐蝕問(wèn)題。結(jié)合對(duì)外場(chǎng)故障數(shù)據(jù)的分析整理以及AD-A194 868《航空電子腐蝕》等國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，梳理總結(jié)出易發(fā)生腐蝕的機(jī)載設(shè)備類(lèi)型及故障模式見(jiàn)表1。同時(shí)，對(duì)于艙內(nèi)設(shè)備特別是機(jī)載電子設(shè)備而言，內(nèi)部受潮等因素造成的設(shè)備故障由于外場(chǎng)不可拆解檢查，多數(shù)未與腐蝕性環(huán)境關(guān)聯(lián)，這類(lèi)設(shè)備故障隱患極大，應(yīng)予以足夠重視。

2 導(dǎo)致外場(chǎng)腐蝕問(wèn)題的原因分析

2.1 腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)不足

1）機(jī)載設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求不足

國(guó)內(nèi)電子行業(yè)對(duì)電子產(chǎn)品耐鹽霧、耐濕熱、耐霉菌的需求提出了“三防”的要求，并形成了相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉J(rèn)為，“三防”就是在環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)υO(shè)備腐蝕防護(hù)與控制工作的習(xí)慣說(shuō)法。

在航空裝備中，“三防”設(shè)計(jì)要求包含在《機(jī)載設(shè)備環(huán)境技術(shù)要求》等文件中，并在總師單位與成品研制單位簽訂的成品技術(shù)協(xié)議中明確。機(jī)載設(shè)備“三防”設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容在不同型號(hào)中存在一定差別，但均是針對(duì)濕熱、霉菌、鹽霧等環(huán)境因素單獨(dú)提出。后續(xù)型號(hào)研制中，“三防”設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容大幅度簡(jiǎn)化，主要保留了試驗(yàn)條件和合格判據(jù)，成為純粹的驗(yàn)證要求。2015 年起，在海軍航空型號(hào)研制中，將“三防”要求在傳統(tǒng)的濕熱、霉菌、鹽霧三項(xiàng)基礎(chǔ)上補(bǔ)充了酸性大氣，擴(kuò)展為四項(xiàng)，試驗(yàn)條件也在GJB150A 的推薦條件基礎(chǔ)上進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，示例見(jiàn)表3。機(jī)載設(shè)備“三防”設(shè)計(jì)要求規(guī)定的試驗(yàn)條件為鑒定試驗(yàn)條件，在產(chǎn)品的研制過(guò)程中，研制單位已通過(guò)該條件的考核為目標(biāo)，開(kāi)展產(chǎn)品的“三防”設(shè)計(jì)工作?？値焼挝换蜓兄茊挝唤M織開(kāi)展的各項(xiàng)研制試驗(yàn)、摸底試驗(yàn)等，大都按照該條件進(jìn)行，試驗(yàn)對(duì)象不僅包括設(shè)備整機(jī)，而且包括了材料/工藝樣件、結(jié)構(gòu)模擬件等。產(chǎn)品的“三防”設(shè)計(jì)工作主要以“暴露問(wèn)題—設(shè)計(jì)改進(jìn)”的循環(huán)迭代方式進(jìn)行。

表3 海軍某型號(hào)鹽霧環(huán)境技術(shù)要求示例

與機(jī)載設(shè)備的“三防”工作相對(duì)應(yīng)，機(jī)體結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)與控制工作由總師單位主導(dǎo)，目前逐漸形成了分層級(jí)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的工作體系。以某型直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)為例，其設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作主要分為材料/涂層、結(jié)構(gòu)、大構(gòu)件三個(gè)層級(jí)。材料和涂層體系優(yōu)選階段，以系列化的長(zhǎng)周期試驗(yàn)為主，考核材料和涂層體系的腐蝕耐受能力；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，選取關(guān)重結(jié)構(gòu)，對(duì)以首翻期為目標(biāo)，對(duì)模擬件開(kāi)展以CASS 譜為代表的組合式循環(huán)試驗(yàn)，考核結(jié)構(gòu)在綜合應(yīng)力作用下的腐蝕防護(hù)能力、評(píng)估日歷壽命、優(yōu)化維護(hù)維修的措施；在大構(gòu)件驗(yàn)證階段，則參考同型號(hào)機(jī)載設(shè)備“三防”試驗(yàn)的條件，開(kāi)展鹽霧、霉菌、濕熱試驗(yàn)，一方面考核裝配連接部位的腐蝕敏感性，另一方面采用該試驗(yàn)結(jié)論回答軍方的環(huán)境技術(shù)要求指標(biāo)[1]。

相比于機(jī)體結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)與控制工作，機(jī)載設(shè)備的“三防”設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作更加粗略，考核驗(yàn)證條件緩和而且針對(duì)不同層級(jí)對(duì)象基本不變，這樣就容易導(dǎo)致雖然產(chǎn)品能夠通過(guò)鑒定試驗(yàn)考核，但“三防”環(huán)境的耐受能力無(wú)法保證，外場(chǎng)使用中腐蝕等相關(guān)問(wèn)題頻繁出現(xiàn)。

針對(duì)于目前裝備或產(chǎn)品“三防”設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，對(duì)72家成品研制單位了問(wèn)卷調(diào)查。結(jié)果顯示，目前在具體產(chǎn)品“三防”設(shè)計(jì)工作中存在的主要問(wèn)題包括：

①大部分成品研制單位在產(chǎn)品“三防”設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠考慮到鹽霧、霉菌、濕熱、污染性介質(zhì)等廣域條件下氣候性環(huán)境因素的影響，但對(duì)局部環(huán)境中冷凝水、微液膜等微氣候環(huán)境形成和影響的認(rèn)識(shí)不足，未能在“三防”設(shè)計(jì)初期引起足夠重視。

②部分成品研制單位對(duì)產(chǎn)品工作狀態(tài)下振動(dòng)、磨損、電應(yīng)力等載荷條件與“三防”環(huán)境的耦合損傷行為認(rèn)識(shí)不夠深刻，不能在“三防”設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)主要耦合性影響因素進(jìn)行全面、有效的識(shí)別。

③部分成品研制單位在“三防”設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)“三防”設(shè)計(jì)措施之間，以及“三防”設(shè)計(jì)措施與其他通用質(zhì)量特性設(shè)計(jì)、產(chǎn)品功能性能設(shè)計(jì)之間的方案權(quán)衡考慮不夠充分。

④部分成品研制單位在“三防”設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)密封設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等重點(diǎn)設(shè)計(jì)措施的有效性未進(jìn)行及時(shí)、充分的驗(yàn)證，對(duì)產(chǎn)品“三防”整體設(shè)計(jì)的有效性未進(jìn)行足夠的試驗(yàn)驗(yàn)證和評(píng)估。

2）防腐蝕設(shè)計(jì)手段不足

從現(xiàn)有的明顯腐蝕問(wèn)題統(tǒng)計(jì)中可以總結(jié)得到，腐蝕故障行為主要包括材料及工藝選擇不當(dāng)、涂層體系選取及設(shè)計(jì)不合理、防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不充分、異種金屬連接部位缺乏電絕緣防護(hù)、密封設(shè)計(jì)不足等方面。例如，在材料及工藝選擇方面，由于選擇了耐腐蝕性較差的材料，導(dǎo)致航電記錄與機(jī)載設(shè)備機(jī)箱的固定卡子金屬?gòu)椘P蝕、結(jié)冰傳感器振動(dòng)頭腐蝕、燈組殼體銹蝕等故障；在涂層體系選取及設(shè)計(jì)方面，由于漆膜結(jié)合力不足及涂裝工藝選取不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致機(jī)載設(shè)備出現(xiàn)天線漆膜破損、傳感器絕緣保護(hù)漆脫落等故障模式。在防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，由于通風(fēng)、排水、表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致數(shù)字地圖計(jì)算機(jī)等機(jī)載設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生積水，引發(fā)腐蝕問(wèn)題的同時(shí)還將影響產(chǎn)品的電子電氣性能。同時(shí)，由于表面防腐蝕結(jié)構(gòu)不合理還將產(chǎn)生緊固件銹蝕，電連接器進(jìn)水、殼體銹蝕等故障。

以不銹鋼的選材和防護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題為例。機(jī)載產(chǎn)品中應(yīng)用的不銹鋼材料包括0Cr18Ni9、13-8Mo、1Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、2Cr13、304、314、316 和316L 等牌號(hào)，不銹鋼的耐腐蝕性通常由Ni 和Cr 的含量決定，二者含量越高，耐腐蝕性也越高，同時(shí)，奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性通常優(yōu)于馬氏體不銹鋼。在出現(xiàn)不銹鋼腐蝕的記錄中，腐蝕情況主要表現(xiàn)為表面損傷造成局部腐蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、焊接熱影響區(qū)腐蝕等[2]。

3）對(duì)腐蝕環(huán)境因素缺乏有效認(rèn)識(shí)

腐蝕環(huán)境對(duì)裝備的影響都是從表面開(kāi)始的，環(huán)境通過(guò)表面及表面微液膜對(duì)裝備產(chǎn)生影響。潮濕環(huán)境是形成微液膜的基礎(chǔ)，微液膜是腐蝕環(huán)境的作用基礎(chǔ)。例如對(duì)于金屬，在濕熱環(huán)境中其表面的微液膜為電化學(xué)腐蝕提供了環(huán)境基礎(chǔ)[3]。

環(huán)境通過(guò)表面對(duì)裝備產(chǎn)生影響的模式大多為通過(guò)表面微液膜對(duì)裝備產(chǎn)生的影響，大部分因腐蝕環(huán)境因素導(dǎo)致的失效都屬于此類(lèi)，例如金屬在海洋大氣環(huán)境中發(fā)生的腐蝕；潮濕的環(huán)境中，某些有機(jī)涂層、高分子材料表面可能會(huì)生長(zhǎng)霉菌。這種作用機(jī)制的基礎(chǔ)為濕熱環(huán)境下裝備表面產(chǎn)生的微液膜，取決于各環(huán)境因素以及裝備材料因素，其中環(huán)境因素包括環(huán)境濕度、溫度、日照、風(fēng)、砂塵等，裝備材料因素包括材料類(lèi)型、表面粗糙度、表面潔凈程度等。腐蝕環(huán)境因素不僅是單環(huán)境因素對(duì)腐蝕微液膜產(chǎn)生影響，而且存在著多環(huán)境因素的耦合效應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生機(jī)制復(fù)雜。

目前對(duì)于復(fù)雜環(huán)境下設(shè)備的腐蝕機(jī)理研究不足，對(duì)于機(jī)載設(shè)備的環(huán)境考核以單因素腐蝕為主，考核試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以單項(xiàng)試驗(yàn)為主，其中的腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求僅為對(duì)機(jī)載設(shè)備的最低使用要求。在實(shí)際服役壽命期環(huán)境中各腐蝕因子之間存在明顯的耦合作用，并且在這種嚴(yán)酷的綜合腐蝕環(huán)境下，設(shè)備很可能誘發(fā)新型并且嚴(yán)重的腐蝕模式。

由于設(shè)計(jì)人員對(duì)腐蝕環(huán)境因素缺乏有效認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致在目前的機(jī)載設(shè)備設(shè)計(jì)與用中存在著以下問(wèn)題：①材料選擇方面：設(shè)計(jì)人員可能會(huì)選擇不適合腐蝕環(huán)境的材料，或者沒(méi)有考慮材料的耐腐蝕性能；②設(shè)計(jì)特點(diǎn)方面：設(shè)計(jì)人員可能會(huì)忽略一些特定的腐蝕環(huán)境因素，如溫度、濕度、PH 值等，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失誤；③維護(hù)保養(yǎng)方面：設(shè)計(jì)人員可能會(huì)忽略腐蝕環(huán)境對(duì)設(shè)備的影響，從而沒(méi)有考慮到日常維護(hù)保養(yǎng)的必要性；④安全性方面：設(shè)計(jì)人員可能會(huì)忽略腐蝕環(huán)境對(duì)設(shè)備安全性的影響，從而導(dǎo)致設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)危險(xiǎn)情況。

2.2 試驗(yàn)驗(yàn)證不足

1）現(xiàn)行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不能滿(mǎn)足飛機(jī)服役環(huán)境驗(yàn)證的需求

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)項(xiàng)目是對(duì)機(jī)載設(shè)備最低的環(huán)境試驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)和可使用的試驗(yàn)程序，在機(jī)載設(shè)備試驗(yàn)考核中存在不統(tǒng)一、不完善的問(wèn)題，仍需進(jìn)一步規(guī)范。主要體現(xiàn)在：一是GJB 150A、HB 6167、DO-160 等腐蝕環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿(mǎn)足飛機(jī)在高濕熱、海洋環(huán)境下頻繁使用的模式需求，需要針對(duì)濕熱、海洋、艦載等環(huán)境增加針對(duì)性的考核試驗(yàn)方法；二是加速腐蝕試驗(yàn)方法和大部件、大系統(tǒng)腐蝕環(huán)境-功能試驗(yàn)方法的編制、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)判據(jù)等還未形成標(biāo)準(zhǔn)，仍是各個(gè)飛機(jī)自成一套理論；三是腐蝕防護(hù)鑒定試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)還未制定，考核判據(jù)沒(méi)有明確；四是還未建立機(jī)載設(shè)備“積木式+全壽命期”兩個(gè)維度的腐蝕環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，尤其是對(duì)尚不成熟的或特殊部位/設(shè)備產(chǎn)品，急需形成規(guī)范和實(shí)施指南。

針對(duì)多環(huán)境要素耦合條件下的腐蝕環(huán)境-功能的試驗(yàn)評(píng)價(jià)、鑒定體系不完善，試驗(yàn)評(píng)價(jià)、鑒定標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展滯后現(xiàn)狀，緊密結(jié)合海洋背景飛機(jī)研制過(guò)程中環(huán)境適應(yīng)性需求，分析飛機(jī)部件/系統(tǒng)所處真實(shí)環(huán)境特點(diǎn)，明確關(guān)鍵考核要素、考核方法、考核指標(biāo)，改變以往以單一環(huán)境要素考核結(jié)構(gòu)、機(jī)載設(shè)備的不合理現(xiàn)狀，形成與現(xiàn)階段及未來(lái)飛機(jī)使用需求相匹配的，覆蓋材料、典型件、部件、系統(tǒng)的單一環(huán)境要素和多環(huán)境要素評(píng)價(jià)、鑒定標(biāo)準(zhǔn)。以部分型號(hào)為試點(diǎn)，將部件/系統(tǒng)在多環(huán)境要素耦合條件下的環(huán)境-載荷/運(yùn)動(dòng)/功能試驗(yàn)納入鑒定試驗(yàn)范疇，提高飛機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性，也為型號(hào)日歷壽命評(píng)定提供依據(jù)。

2）標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)條件不能覆蓋壽命期腐蝕環(huán)境

隨著使用范圍的逐漸擴(kuò)展，常規(guī)的腐蝕環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已不能夠滿(mǎn)足對(duì)產(chǎn)品壽命期環(huán)境考核的全覆蓋。

我國(guó)民機(jī)發(fā)展起步較晚，對(duì)民用機(jī)載設(shè)備在適航取證工作方面的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累上與國(guó)外同行相比尚有較大差距。目前，我國(guó)民用機(jī)載設(shè)備CTSO 中大量直接引進(jìn)FAA 的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其環(huán)境適應(yīng)要求的考核基本也是直接引用RTCA/DO-160 各歷次版本。

我國(guó)于1989 年制定了HB 6167《民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件和試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的編制原則是：與DO-160B 相同試驗(yàn)項(xiàng)目與其等效，即技術(shù)內(nèi)容和主要指標(biāo)與DO-160B 完全相同，但內(nèi)容安排方面可作編輯性修改，同時(shí)適當(dāng)增加了試驗(yàn)項(xiàng)目。隨著我國(guó)大飛機(jī)的研制，民機(jī)發(fā)展的需要，工業(yè)和信息化部啟動(dòng)并完成了HB 6167 的修訂版，于2014 年頒布了HB 6167-2014《民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備環(huán)境條件和試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)。HB6167-2014 的編制原則是技術(shù)內(nèi)容參照RTCA/DO-160G，兼顧繼承HB 6167-1989 的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)框架和試驗(yàn)項(xiàng)目的編排順序，并增加部分試驗(yàn)項(xiàng)目。

目前民機(jī)機(jī)載設(shè)備現(xiàn)行環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以RTCA/DO-160G 為主，在腐蝕環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)方面，包括濕熱試驗(yàn)、霉菌試驗(yàn)和鹽霧試驗(yàn)等。但在標(biāo)準(zhǔn)中已說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)要求是機(jī)載設(shè)備最低的環(huán)境試驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)和可使用的試驗(yàn)程序。這些試驗(yàn)的目的是提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)室來(lái)考核產(chǎn)品在其使用環(huán)境中將會(huì)遇到的典型環(huán)境條件下的性能[4]。水面飛行器機(jī)載設(shè)備的使用環(huán)境、使用模式與一般的民用飛機(jī)有很大的不同，僅依據(jù)適航標(biāo)準(zhǔn)給出的最低要求，其機(jī)載設(shè)備在使用過(guò)程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，因此需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與補(bǔ)充，從而覆蓋水面飛行器機(jī)載設(shè)備的腐蝕環(huán)境適應(yīng)性考核需求。

3）失效判據(jù)存在分歧

目前，對(duì)機(jī)載產(chǎn)品在腐蝕試驗(yàn)后的損傷失效評(píng)定仍存在較大分歧。在型號(hào)鑒定工作中，機(jī)載產(chǎn)品腐蝕損傷的失效判據(jù)設(shè)定較為嚴(yán)苛。通常要求被試產(chǎn)品在規(guī)定暴露期限內(nèi)不能出現(xiàn)表面銹蝕等明顯的腐蝕缺陷，否則直接判定該產(chǎn)品腐蝕失效。而在產(chǎn)品規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，通常允許產(chǎn)品出現(xiàn)輕微腐蝕，更加關(guān)注試驗(yàn)后產(chǎn)品的電氣性能和機(jī)械性能是否超過(guò)規(guī)定的范圍。例如，GJB 360B《電子及電氣元件試驗(yàn)方法》明確規(guī)定僅當(dāng)鹽霧試驗(yàn)后的腐蝕缺陷面積超過(guò)除引線外的外殼鍍涂或底金屬面積的5 %時(shí)才被認(rèn)為腐蝕失效。表4 為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中針對(duì)機(jī)載產(chǎn)品腐蝕損傷制定的失效判據(jù)。

表4 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中機(jī)載產(chǎn)品腐蝕損傷失效判據(jù)

除了對(duì)腐蝕面積、破壞形貌等表觀腐蝕缺陷進(jìn)行限定外，機(jī)載產(chǎn)品的腐蝕損傷失效判據(jù)還對(duì)產(chǎn)品的核心功能性能指標(biāo)的完整和有效性進(jìn)行規(guī)范，尤其是將易受腐蝕損傷影響的功能性能納入考核參數(shù)體系。例如，GB/T 2423.19《接觸點(diǎn)和連接件的二氧化硫試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定將接觸電阻的變化作為電接觸和電連接產(chǎn)品的觀測(cè)指標(biāo)。

從上述腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)要求及典型產(chǎn)品合格判據(jù)的設(shè)置情況可以看出，針對(duì)產(chǎn)品腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)缺陷，合格判據(jù)中主要聚焦產(chǎn)品功能性能是否超差，表面腐蝕缺陷面積、腐蝕深度是否超差，金屬涂鍍層是否出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕缺陷，涂覆防護(hù)涂層的金屬基體是否發(fā)生腐蝕等問(wèn)題。對(duì)于產(chǎn)品功能性能的影響，試驗(yàn)后均針對(duì)產(chǎn)品功能性能指標(biāo)進(jìn)行全面測(cè)試，根據(jù)相關(guān)指標(biāo)判斷產(chǎn)品是否合格，并確定應(yīng)采用的試驗(yàn)周期。但對(duì)于結(jié)構(gòu)、外觀等方面的腐蝕問(wèn)題應(yīng)由試驗(yàn)室試驗(yàn)暴露至何種程度需結(jié)合相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)一步確定，但可明確在合格判據(jù)中主要關(guān)注金屬材料選取、防護(hù)體系選用、涂層結(jié)合力及涂層質(zhì)量、防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題，此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)在試驗(yàn)周期內(nèi)得以有效暴露。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)機(jī)載設(shè)備的使用環(huán)境大大擴(kuò)展，復(fù)雜環(huán)境下使用的機(jī)載設(shè)備沿用常規(guī)設(shè)計(jì)手段和驗(yàn)證措施暴露了不少問(wèn)題。本文通過(guò)統(tǒng)計(jì)海洋環(huán)境下機(jī)載設(shè)備因腐蝕引起的故障模式和故障類(lèi)型，分析了現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)條件的不足，并提出了初步的改進(jìn)措施，但這些措施也需要在復(fù)雜環(huán)境下加以驗(yàn)證和補(bǔ)充。相信隨著機(jī)載設(shè)備在海洋環(huán)境下使用經(jīng)驗(yàn)的積累，更多的思路和手段能豐富機(jī)載設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)和試驗(yàn)方法。