CN110793908A - 一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法 - Google Patents

一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于直升机涂层实验室加速试验方法，公开了一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，包括：S1，对舰载直升机涂层依次进行湿热暴露试验、紫外照射试验、低温振动试验、中性盐雾试验和酸性盐雾试验；S2，按照预设周期循环执行S1；S3，完成S2后，对舰载直升机涂层再依次进行霉菌试验和砂尘试验；S4，完成S3后，根据舰载直升机涂层的特性对舰载直升机涂层进行环境适应性考核，通过增加直升机振动试验、酸性盐雾试验，形成实验室加速试验方法，对舰载直升机的涂层进行更精确的考核。

Description

一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法
技术领域
本发明属于直升机涂层实验室加速试验方法，特别是涉及一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法。
背景技术
涂层是舰载直升机防腐蚀最经济有效的手段之一，其耐海洋环境性能直接影响舰载直升机的使用寿命。大量试验和外场数据表明，涂层在使用过程中由于遭受各种环境因素的综合影响而出现腐蚀现象，尤其是太阳辐射、高温高湿、高盐雾的海洋环境易使舰载直升机涂层发生性能劣化，而直升机的振动环境会对涂层造成一定的冲击效应，严重影响舰载直升机涂层的性能及使用寿命。因此，如何准确、快速的评价涂层的环境适应性，快速筛选、改良、优化舰载直升机涂层具有重要的军事意义。
目前，直升机的涂层耐海洋环境性能主要采用自然环境暴晒试验、实验室加速试验方法进行考核。自然环境暴晒试验是将涂层试样在自然环境下暴晒，并通过观察、检测性能变化，分析涂层的耐海洋环境性能，但其试验周期较长，往往需要5-10年的时间，试验中腐蚀影响因素不受控制，试验结果重复性较差，不适用于快速考核涂层。实验室加速试验是通过在实验室进行单项试验，如高低温试验、盐雾试验、太阳辐射试验等。这些试验能大幅缩短涂层考核的试验时间，但对于服役于海洋大气环境下的舰载直升机，能否清楚认识环境影响因子对舰载直升机涂层的影响，并确定一定的试验条件进行实验室加速试验考核，是影响其实验室考核试验结果的关键因素。
目前涂层在海洋大气环境条件下的加速试验方法一般采用湿热、紫外、盐雾试验等环境谱块组成加速试验环境谱进行循环，并未对直升机特有的振动特点进行考核，且针对盐雾试验基本采用中性盐雾试验考核，未考虑到舰载直升机在舰船、航母等停放及服役时，会受到尾气的酸性气氛影响。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，通过增加直升机振动试验、酸性盐雾试验，形成实验室加速试验方法，对舰载直升机的涂层进行更精确的考核。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，所述方法包括：
S1，对舰载直升机涂层依次进行湿热暴露试验、紫外照射试验、低温振动试验、中性盐雾试验和酸性盐雾试验；
S2，按照预设周期循环执行S1；
S3，完成S2后，对舰载直升机涂层再依次进行霉菌试验和砂尘试验；
S4，完成S3后，根据舰载直升机涂层的特性对舰载直升机涂层进行环境适应性考核。
本发明技术方案的特点和进一步的改进为：
(1)S2中所述预设周期为24天。
(2)所述湿热暴露试验的试验时间为10天，环境的相对湿度为(95±5)％，温度为(43±2)℃。
(3)紫外照射试验的时间为2天，环境的辐照强度为(60±10)W/m2，温度为(55±2)℃。
(4)低温振动试验中，对舰载直升机涂层X、Y、Z三个振动轴向分别进行30分钟的振动试验，低温温度为(-45±2)℃。
(5)中性盐雾试验的时间为7天，盐雾溶液为5％的NaCl溶液，沉降量为(1～2)ml/80cm2/h，pH为6.5～7.2，环境温度为(35±2)℃。
(6)酸性盐雾试验的总时间为4天，盐雾溶液为5％的NaCl溶液，沉降量为(1～2)ml/80cm2/h，环境温度为(35±2)℃；
在pH为4.5～5.0条件下进行3天23小时40分的酸性盐雾试验；
在pH为2.0±0.2条件下进行20分钟的酸性盐雾。
(7)所述低温振动试验进行之前需要确定舰载直升机的振动图谱及量值；其中，所述舰载直升机的振动图谱为宽带背景上叠加单频尖峰。
本发明根据舰载直升机的服役环境特点，确定了由湿热暴露、紫外照射、低温振动、中性盐雾、酸性盐雾试验组成的加速试验谱块，其中低温振动试验根据舰载直升机的具体振动实测量值进行裁剪，得到最终的振动谱及量值。酸性盐雾根据飞行甲板上沉积的液膜/液滴的pH值测定结果进行剪裁，得到酸性盐雾的试验条件。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法；
图2为本发明实施例提供的舰载直升机振动环境试验图谱示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，如图1所示，所述方法包括：
S1，对舰载直升机涂层依次进行湿热暴露试验、紫外照射试验、低温振动试验、中性盐雾试验和酸性盐雾试验；
S2，按照预设周期循环执行S1；
S3，完成S2后，对舰载直升机涂层再依次进行霉菌试验和砂尘试验；
S4，完成S3后，根据舰载直升机涂层的特性对舰载直升机涂层进行环境适应性考核。
上述湿热暴露、紫外照射、低温振动、中性盐雾、酸性盐雾试验，一次循环为24天。
其中湿热暴露试验试验时间为10天，相对湿度为(95±5)％，温度为(43±2)℃；
紫外照射试验时间为2天，辐照强度为(60±10)W/m2，温度为(55±2)℃；
低温振动试验时间每轴向30分钟，按产品的具体安装方向确定振动轴向，并进行X、Y、Z三个轴向的振动试验，振动图谱见图2，试验量值见表1，低温温度为(-45±2)℃；
表1舰载直升机振动环境试验量值
Figure BDA0002229757860000041
中性盐雾试验时间为7天，盐雾溶液为5％的NaCl溶液，沉降量为(1～2)ml/80cm2/h，pH为6.5～7.2，环境温度为(35±2)℃；酸性盐雾试验时间为4天，盐雾溶液为5％的NaCl溶液，沉降量为(1～2)ml/80cm2/h，环境温度为(35±2)℃，pH为4.5～5.0条件下进行3天23小时40分的酸性盐雾，pH为2.0±0.2条件下进行20分钟的酸性盐雾。
舰载直升机的结构件在海洋环境下主要受到湿热、霉菌、盐雾、酸性环境、太阳辐射、砂尘、直升机振动的影响，因此将几种影响因素列为考核项目。
上述低温振动试验是根据舰载直升机的振动情况进行实测，并按GJB150.16A进行裁剪,得到舰载直升机的特有振动图谱及量值。舰载直升机的振动为宽带背景上叠加单频尖峰，单频尖峰主要是由舰载直升机旋转部件或机械(如：主旋翼、尾桨、发动机等)产生的正弦波，是每个部件的旋转频率及该频率的谐波。宽带背景是低量值的正弦分量和由于气动噪声引起的随机振动分量的混合。
考虑到舰载直升机一般停放在航母或舰船上，其动力***燃料燃烧会排放废气，以及舰载机起飞、着舰过程中也会排出废气。废气与海洋盐雾、雨水、雾露等组合成的高酸性潮湿层，往往会导致舰载直升机结构表面附着的酸性液膜，大大强化盐雾对舰载直升机的腐蚀作用。因此除中性盐雾外，需对舰载直升机涂层进行一定时间的酸性盐雾试验。根据我国目前某航母飞行甲板上沉积的液膜/液滴的pH值测定结果，一般条件下为4.5～5.0，当进行pH为4.5～5.0的酸性盐雾试验。且考虑到尾气大量排放后，pH值会更低，因此在进行pH为4.5～5.0的酸性盐雾试验后，进行较短时间pH为2.0的酸性盐雾试验。
本方法中湿热暴露、紫外照射、低温振动、中性盐雾、酸性盐雾试验为一个循环，根据产品的使用要求，进行不同循环次数的周期试验。
考虑霉菌及砂尘环境效应并不随服役时间的延长而有明显的累计，因此不将霉菌、砂尘纳入加速试验的循环周期，仅在循环试验完成后，进行霉菌和砂尘试验考核。
本发明技术方案根据舰载直升机的服役环境特点，确定了由湿热暴露、紫外照射、低温振动、中性盐雾、酸性盐雾试验、霉菌试验、砂尘试验组成的加速试验谱块，其中振动试验量值、酸性盐雾试验量值根据实际情况进行剪裁，得到最终适用于舰载直升机的加速试验方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，对舰载直升机涂层依次进行湿热暴露试验、紫外照射试验、低温振动试验、中性盐雾试验和酸性盐雾试验；
S2，按照预设周期循环执行S1；
S3，完成S2后，对舰载直升机涂层再依次进行霉菌试验和砂尘试验；
S4，完成S3后，对舰载直升机涂层的环境适应性进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，S2中所述预设周期为24天。
3.根据权利要求1所述的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，所述湿热暴露试验的试验时间为10天，环境的相对湿度为(95±5)％，温度为(43±2)℃。
4.根据权利要求1所述的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，紫外照射试验的时间为2天，环境的辐照强度为(60±10)W/m2，温度为(55±2)℃。
5.根据权利要求1所述的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，低温振动试验中，对舰载直升机涂层X、Y、Z三个振动轴向分别进行30分钟的振动试验，低温温度为(-45±2)℃。
6.根据权利要求1所述的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，中性盐雾试验的时间为7天，盐雾溶液为5％的NaCl溶液，沉降量为(1～2)ml/80cm2/h，pH为6.5～7.2，环境温度为(35±2)℃。
7.根据权利要求1所述的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，酸性盐雾试验的总时间为4天，盐雾溶液为5％的NaCl溶液，沉降量为(1～2)ml/80cm2/h，环境温度为(35±2)℃；
在pH为4.5～5.0条件下进行3天23小时40分的酸性盐雾试验；
在pH为2.0±0.2条件下进行20分钟的酸性盐雾。
8.根据权利要求5所述的一种舰载直升机涂层海洋大气条件下实验室加速试验方法，其特征在于，所述低温振动试验进行之前需要确定舰载直升机的振动图谱及量值；其中，所述舰载直升机的振动图谱为宽带背景上叠加单频尖峰。
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