地下環境給長期儲存中的導彈和裝備,造成了許多意料不到的問題。主要問題是水通過發射井和坑道的壁和其他部位進入,造成電氣設備、水管和其他設備的腐蝕;濕度大,對導彈的各個部件及制導系統也有影響。為了保證在敵人突然襲擊之后能進行有效地回擊,就必須使這類武器時刻處千戰備狀態。為此,就必須采取各種有效措施準確地測定裝備的銹蝕情況并控制裝備的腐蝕過程。
導彈和裝備腐蝕的探測技術
鑒于對引起武器裝備腐蝕的各種原因難以作出預測,所以不能把預防性的防銹措施看成百分之百的有效。可以設想,把導彈和裝備置于沒有控制氣氛范圍的環境中,就意味著導彈和裝備損壞的開始。因此,確定這個腐蝕過程發生時各部件的損壞程度,對于采取什么防護措施,十分重要。常采用的腐蝕探測技術主要有以下兩種。
1.目測檢查法
目測檢查時,人員要實地檢查導彈和裝備各部件的腐蝕情況。主要有兩種方法:
(1)采用硅膠指示劑。將這種硅膠指示劑暨千發射井或坑道內,當濕度高于某規定值時,指示劑的硅膠即改變顏色。這種方法只能說明存在潮濕空氣,但不能說明裝備是否銹蝕。
(2)采用涂在玻璃或其他基材上的金屬單分子膜。這種金屬單分子膜極易生銹。將其置于導彈發射井內,就可顯示出導彈各部件的一般腐蝕情況。金屬單分子膜造價 低,可以在整個導彈儲存地域放暨大獄的這種單分子膜。
雖然目測法簡單易行,所需費用較少, 但是,因為無法實現自動化操縱,所以工作效率不高,測量亦不夠精確,只能對存在濕氣和一般腐蝕作出判斷。
2.電測量法
主要有兩種方法:電大氣測量法和測腐蝕電阻法。這兩種電測法在原理上和上述兩種目測法大致相同。
(1)電大氣測量法。采用這種方法時,是從導彈容易產生腐蝕的部位,安裝一條電線通向中心探測站,通過濕度測定儀和水氣測定儀,分析發射井內的大氣情況,以確定導彈的銹蝕程度。用這種方法監測動力除濕機的操作也很有效。
(2)測腐蝕電阻法。這種電阻法就是在導彈系統安裝一根特制的傳感探針,借助于一臺專用測定儀,通過探針電極測量腐蝕情況。該傳感探針實際是一塊沒有涂層的用特殊金屬制成的試片。測得的腐蝕情況就直接反映在試片上,通過測定儀把腐蝕讀數記錄下來。
該測定儀的工作原理是以大部分金屬導電性高,而非金屬材料導電性低為依據的。腐蝕使金屬變成非金屬,從而使金屬件的電阻增大。測定儀就是根據這個電阻的變化情況,以測定沒有涂層的金屬試片的腐蝕滲透情況。
然而,該測定儀不是直接測定出沒有涂層的試片的電阻,而是要用相同的金屬或合金做成第二塊試片,使之和第一塊(即沒有涂層的)試片串聯,形成橋路。在第二塊試片上涂二層耐腐蝕性很強的涂料,從而能始終保持其截面和電阻不變。然后,測定這兩塊試片的電阻比。測定儀就直接把該電阻比的變化情況轉換成腐蝕單位。
這種電阻法有如下幾個優點:1) 靈敏度很高。鑒于它只測定兩個電阻之比,與供電電流大小無關;加之溫度變化對有涂層和沒有涂層的試片的影響相同,電阻比和測定儀的讀數與環境溫度無關,所以這種電阻法靈敏度極高,可以測定出一百萬分之一時那么大小的金屬腐蝕情況;2) 能測定幾乎所有腐蝕條件下發生的腐蝕。這種電阻法實際上是一種快速“電稱量法”,只對沒有發生腐蝕的那部分金屬敏感。銹皮、臟物、浮土、過量的腐蝕性物質和其他沉積物,對試片的電阻沒有影響。正因為它具有這個特點,所以, 在幾乎所有的腐蝕性介質中,都可以采用這種方法;3) 它可遙控得出導彈部件腐蝕情況的大量數據,而無需接觸腐蝕物。可見,這種方法用于測定核導彈的腐蝕情況更為有 利。因為這種導彈放射性很強,不允許工作人員接近。
導彈系統的防銹技術
導彈的儲存環境要求比較苛刻。為了防止導彈及其輔助設備腐蝕,必須采取有效的防腐蝕措施。美軍主要采用控制氣氛和涂防護涂層(電鍍)的方法。
1.導彈發射井的自然環境
80- 100 英尺深的導彈發射井的典型溫度和地面的平均溫度相當。由于氣溫的影響,發射井底部的 相對濕度可達 80 %。在上述溫度和濕度范圍內、每立方英尺空氣中即含2.17-7 .75滴水。這種環境也特別適合于霉菌和細菌的生長。
2.控制氣氛的防潮方法
(1)動力除濕防潮法。這是美軍用于導彈防潮的基本方法。該法的實質就是通過安裝動力除濕設備,使發射井內的相對濕度保持在規定的范圍以內。先決條件是預先要對發射井防護層進行防滲密封,以防止水分滲入。
(2)采用密封封套的防潮法。即用丁基膠布或鋁塑復合材料做成大型密封封套, 用密封拉鏈予以密封,通過干燥裝置定期除濕。
3.采用鍛層或涂層防銹
導彈部件可采用鎖層或涂層防銹的方法,雖然,電鏡用作防銹涂層效果很好,但大部分導彈所用金屬表面卻不適于浸漬處理,因此,有機防銹涂料在導彈部件上得到了廣泛應用。現分別將導彈鍍層(涂層)選擇標準、電鍍和化學處理,和防護涂料體系列千表1. 2 . 3中。
4.電偶腐蝕的防護
防止電偶腐蝕,可采用下列方法,把不同金屬之間的接觸減少到最低限度。
(1)在不同金屬之間插入一塊和它們相容的材料片,以減小電位差(如在鋼上鍍鎘或用銅片隔開鋁和鎂);
(2)使用絕緣帶和密封墊(乙烯基絕緣帶或塑料溶膠),作為機械絕緣層;
(3)將防銹劑(鉻酸鋅底漆、密封料或嵌縫膠)涂復在不同金屬的接觸面;
(4_)通過裝配或利用材料本身性能,阻止空氣和濕氣進入表層。
美軍近幾年防銹涂料的研制情況
近幾年來,美國陸軍材料與力學研究中心,受陸軍器材發展與準備部的委托,正在執行一項陸軍器材發展與準備部系統的防銹計劃。該計劃的主要目標是:在防銹中最大限度地使用現代技術;提供關于防銹方向的建議和意見,包括設計、選材、工藝、產品質量保證、野戰和后方維修、反饋數據和訓練要求等方面;保證在陸軍各類裝備及其附屬設備的采購合同中,包含有防銹要求。這幾年研制的軍用防銹涂料情況如下。
1.正在對離子注入功能進行研究。這種離子注入能形成自動彌合涂層,從而有效地防止裝備的局部腐蝕。目前,正研究使用這種技術制造火炮;
2.開展研究工作,對保護鋁、鑄鎂、錒、欽、鈾合金,超耐熱不銹鋼、炮用鋼、 鎂-鋁氧化物及鋁-石墨復合材料不受周圍環境有害介質影響的涂層材料和工藝;
3.目前,陸軍的機動裝備,車輛裝甲、飛機構件、燃氣輪機、彈藥加工設備和高速穿甲彈均使用有機或半有機涂料體系, 因為這種涂料體系有毒,并污染空氣,現正在研究用鉻酸鋁和六鉻價絡酸鹽代替現行的有機和半有機涂料體系;
4.由于環境法規的限制,現正集中力量研究水性涂料和低溶劑涂料,以取代現行的偽裝涂料、耐腐蝕底漆、耐化學腐蝕涂料和預處理劑。從目前的研制情況看,水溶性烷基作為基本底涂層和偽裝涂料使用,是一種很有希望的涂料;水基聚氨脂漆,催化樹脂和改性樹脂漆,經過試用,看來適用千各種比較苛刻的環境條件。
5.正在研究用于燃氣輪機合金的高性能防護涂料。
應當著重指出,對工藝和涂料進行選擇,是軍事裝備設計的一個重要組成部分。從強度、重量、耐熱等方面著眼選材時,同樣重要的是要使各種不同的金屬避免接觸。綜合考慮應當有利于通過對比選擇性能優異的材料,并在儲存中用適用的防護涂料加以防護,以保證裝備在復雜環境條件下的可靠性。
軍事裝備的銹蝕問題,可能永遠不會完全消失。然而,對銹蝕可以控制,并控制得很好。經驗證明,按裝備將面臨的最苛刻的環境條件進行設計,是防止裝備損壞最有效的防腐蝕措施。因此,一些有見識的武器系統的制造廠家,目前正在把防銹貫穿于武器設計和制造的整個過程。看來,這樣做有助于較好地解決導彈等軍事裝備的防腐蝕問題。
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