模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法及装置，所述方法包括：用清洁的有机溶剂清洗去除压气机叶片上残留的有机物；用去离子水或蒸馏水清洗去除压气机叶片上多余的无机盐附着物；将压气机叶片放置于海洋大气环境的试验棚中进行暴露腐蚀试验，以模拟发动机停放过程中压气机叶片非工作状态下的海洋大气湿热水汽和盐雾环境对压气机叶片的累积腐蚀过程；步骤四、将压气机叶片放入能够生成高温含盐潮湿空气冲刷环境的试验装置中进行高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀试验，以模拟发动机运行过程中压气机叶片在工作状态下经受的热腐蚀环境；重复上述试验至规定的循环周次；对压气机叶片腐蚀特征检测与评价。价。价。

【技术实现步骤摘要】
模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法及装置


[0001]本申请属于航空发动机环境试验
，特别涉及一种模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法及装置。

技术介绍

[0002]压气机叶片是航空发动机和燃气轮机的关重件，作用是将风扇(低压压气机)送来的空气进一步压缩，使空气压力持续增加并最终参与燃烧。航空发动机和舰船燃气轮机在海洋环境服役过程中存在停放和工作两种状态。发动机停放过程中，压气机叶片处于非工作状态，压气机叶片受湿热和海洋大气中的盐雾环境的持续作用而产生腐蚀、涂层脱落等危害；发动机运行过程中，压气机叶片处于工作状态，压气机叶片受高温含盐潮湿空气的持续冲刷会导致压气机叶片热腐蚀损伤，甚至产生腐蚀裂纹。因此，需要模拟压气机叶片所经历的腐蚀环境并开展试验研究，对叶片的耐腐蚀性能进行评价，从而对压气机叶片设计选材和定寿/延寿提供技术支撑。
[0003]《GJB 150.9A
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2009军用装备实验室环境试验方法第9部分：湿热试验》是将样品放置于湿热试验箱中，通过调节箱体内的温度和湿度来模拟海洋湿热大气环境的试验方法。《GJB 150.11A
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2009军用装备实验室环境试验方法第11部分：盐雾试验》是将样品放置于盐雾试验箱中，通过调节箱体内的温度和盐雾沉降来模拟海洋腐蚀大气环境的试验方法。以上两种方法均在实验室条件下进行，仅模拟压气机叶片非工作状态下的腐蚀环境，且腐蚀环境的化学组成和浓度与真实海洋环境差别较大；没有针对构件级压气机叶片的腐蚀试验方法；未考虑发动机运行过程中热腐蚀环境对压气机叶片的影响。
[0004]《HB 20401
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2016涂盐热腐蚀试验方法》是将配置好的盐溶液喷涂在试样表面，烘干后称重确定涂盐量满足要求，再在加热炉中保温使样品表面的盐熔融以产生热腐蚀环境。该方法模拟的热腐蚀环境较为简单，未考虑腐蚀气氛冲蚀的影响，与压气机叶片工作中的实际热腐蚀环境差别较大；未考虑发动机停放过程中湿热、盐雾对叶片的累积腐蚀作用；试验方法对材料试片或试棒的适用性较好，多用于材料热腐蚀机理的研究，不适用于复杂异形的压气机叶片构件。
[0005]王福会团队研究了1Cr11Ni2W2MoV钢、Fe
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Cr合金、K38G、Ti60等多种发动机压气机叶片材料在固态NaCl和水蒸气协同作用下的中温(500～700℃)腐蚀行为，该试验方法是将涂盐后的材料试片放入预定温度的热重天平中，通入含有一定水分的氧气，实现腐蚀环境的模拟。此方法未考虑发动机停放过程中湿热、盐雾对叶片的累积腐蚀作用；样品都是小尺寸的材料试片，不适用于对构件级压气机叶片的腐蚀试验。
[0006]专利201811465470.X公开了《压气机叶片用合金材料耐高湿热海洋大气性能的试验方法》是将样品放置在高湿热海洋大气环境试验后，再放入氧化性氛围中煅烧，如此循环交替的试验方法。此方法综合考虑了复杂海洋大气环境的高温、高湿、高盐雾等因素及压气机叶片在工作过程中所处的热环境，但用简单的氧化煅烧代替压气机叶片工作过程中复杂的热腐蚀环境，未考虑腐蚀气氛冲蚀的影响，与发动机运行状态下压气机叶片的热腐蚀环
境差别较大。该方法对材料试片的适应性较好，没有叶片的固定和摆放方式等针对构件级压气机叶片的描述。
[0007]由此可见，现有的模拟压气机叶片海洋环境下服役过程的腐蚀试验方法对材料试片的适应性较好，但对于构件级压气机叶片缺少固定和摆放方式等试验过程。此外，现有技术中所形成的腐蚀环境仅体现压气机叶片非工作状态(湿热、盐雾)或工作状态(热腐蚀)中的单一状态，或者形成的腐蚀环境与实际工作环境还存在较大差距。

技术实现思路

[0008]本申请的目的是提供了一种模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法及装置，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0009]本申请的技术方案是：一种模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法，所述方法包括：
[0010]步骤一、用清洁的有机溶剂清洗去除压气机叶片上残留的有机物，所述有机物包括油污；
[0011]步骤二、用去离子水或蒸馏水清洗去除压气机叶片上多余的无机盐附着物；
[0012]步骤三、将压气机叶片放置于海洋大气环境的试验棚中进行暴露腐蚀试验，以模拟发动机停放过程中压气机叶片非工作状态下的海洋大气湿热水汽和盐雾环境对压气机叶片的累积腐蚀过程；
[0013]步骤四、将压气机叶片放入能够生成高温含盐潮湿空气冲刷环境的试验装置中进行高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀试验，以模拟发动机运行过程中压气机叶片在工作状态下经受的热腐蚀环境，所述试验装置将空气、盐水和蒸馏水混合生成高温含盐潮湿空气；
[0014]步骤五、重复步骤三和步骤四至规定的循环周次；
[0015]步骤六、对压气机叶片腐蚀特征检测与评价，包括涂层金相组织、成分、微观形貌、物相的腐蚀产物分析和电化学测试分析。
[0016]进一步的，所述试验棚位于能够代表典型海洋大气环境的区域，所述区域的位置距离海岸线不超过200米。
[0017]进一步的，所述试验棚通过水泥堆砌而成，所述试验棚的四周设有百叶窗，所述百叶窗的格栅成外低内高倾斜设置，以避免形成强对流空气或雨水溅入，所述试验棚用于遮挡阳光直射和雨水冲刷所述压气机叶片，海洋大气环境中的湿热水汽和盐雾等化学污染物通过百叶窗进入试验棚内并不断沉积在压气机叶片表面，模拟压气机叶片在发动机机匣内部的自然环境。
[0018]进一步的，所述试验棚内的压气机叶片通过叶片夹持机构夹持固定，所述叶片夹持机构夹持于压气机叶片的榫头部位，在保证压气机叶片稳固的前提下，压气机叶片榫头部位被夹持接触的部分面积尽量小。
[0019]进一步的，所述叶片夹持机构选用不会对压气机叶片产生影响的耐腐蚀材料。
[0020]进一步的，在压气机叶片进行试验棚内的海洋大气环境暴露试验过程中，所述压气机叶片的主沉积表面朝上摆放，在试验棚下的海洋大气环境暴露腐蚀试验过程中，同步监测试验棚内和户外大气环境因素。
[0021]进一步的，高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀环境的热腐蚀温度为500～700℃，所述
盐水流量为0.1～0.4L/h，蒸馏水流量为0.1～0.4L/h，空气流量为100L/min。
[0022]进一步的，单次的试验棚内海洋大气环境下暴露腐蚀时间为3个月～12个月，单次的试验装置内高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀试验时间为50小时～500小时，试验棚内海洋大气环境暴露腐蚀试验和试验装置内高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀试验的总时长不小于2年。
[0023]进一步的，在试验棚内海洋大气环境暴露试验和试验装置内高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀试验过程中按预定间隔时间对压气机叶片表面进行拍照。
[0024]另外，本申请还提供了一种用于实现如上任一所述的高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀试验的试验装置，所述试验装置包括：
[0025]用于容纳压气机叶片的炉膛，所述炉膛的下侧具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、用清洁的有机溶剂清洗去除压气机叶片上残留的有机物，所述有机物包括油污；步骤二、用去离子水或蒸馏水清洗去除压气机叶片上多余的无机盐附着物；步骤三、将压气机叶片放置于海洋大气环境的试验棚中进行暴露腐蚀试验，以模拟发动机停放过程中压气机叶片非工作状态下的海洋大气湿热水汽和盐雾环境对压气机叶片的累积腐蚀过程；步骤四、将压气机叶片放入能够生成高温含盐潮湿空气冲刷环境的试验装置中进行高温含盐潮湿空气冲刷热腐蚀试验，以模拟发动机运行过程中压气机叶片在工作状态下经受的热腐蚀环境，所述试验装置将空气、盐水和蒸馏水混合生成高温含盐潮湿空气；步骤五、重复步骤三和步骤四至规定的循环周次；步骤六、对压气机叶片腐蚀特征检测与评价，包括涂层金相组织、成分、微观形貌、物相的腐蚀产物分析和电化学测试分析。2.如权利要求1所述的模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法，其特征在于，所述试验棚位于能够代表典型海洋大气环境的区域，所述区域的位置距离海岸线不超过200米。3.如权利要求2所述的模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法，其特征在于，所述试验棚通过水泥堆砌而成，所述试验棚的四周设有百叶窗，所述百叶窗的格栅成外低内高倾斜设置，以避免形成强对流空气或雨水溅入，所述试验棚用于遮挡阳光直射和雨水冲刷所述压气机叶片，海洋大气环境中的湿热水汽和盐雾通过百叶窗进入试验棚内并不断沉积在压气机叶片表面，模拟压气机叶片在发动机机匣内部的自然环境。4.如权利要求3所述的模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法，其特征在于，所述试验棚内的压气机叶片通过叶片夹持机构夹持固定，所述叶片夹持机构夹持于压气机叶片的榫头部位，在保证压气机叶片稳固的前提下，压气机叶片榫头部位被夹持接触的部分面积尽量小。5.如权利要求4所述的模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法，其特征在于，所述叶片夹持机构选用不会对压气机叶片产生影响的耐腐蚀材料。6.如权利要求1至5任一所述的模拟压气机叶片全寿命海洋大气腐蚀试验的方法，其特征在于，在压气机叶片进行试验棚内的海洋大气环境暴露...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欢，李艳明，刘明坤，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：