[发明专利]金属材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法

说明书

本发明公开了金属材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法，包括如下步骤：收集选定海域的海洋大气环境数据，制定出该海域的环境谱；采用周期浸润方法进行循环加速试验；当量折算：将使用环境谱的作用时间折算为T＝40℃，RH＝90％的标准潮湿空气的作用小时数t1；将加速环境谱作用时间折算为水介质的作用小时数t2；t1/t2为当量加速关系α，即加速环境谱作用α循环周期相当于使用环境谱的一个周期。本发明确定的海洋大气当量加速环境谱及当量关系可用于飞机的结构选材和防护体系、腐蚀关键结构日历寿命试验研究与验证、设计与评定等。

技术领域

本发明涉及飞机环境谱编制技术领域，尤其涉及金属材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法。

背景技术

海洋环境下飞机不同于陆基飞机，其服役环境相对恶劣，一直处于高温、高湿、高盐分的海洋环境下；部分结构遭受盐雾、飞溅海水以及干/湿交替循环侵蚀，腐蚀问题非常严重，极大的影响了飞机的结构寿命。由于自然老化试验周期太长，为快速确定自然环境对飞机结构的腐蚀影响，需建立自然环境谱与实验室加速环境谱的当量关系，从而，在较短时间内获得飞机材料、防护体系在飞机停放环境下的腐蚀损伤规律。由于不同的结构/材料对环境的敏感性不同，需建立相对应的加速环境谱分析其在典型海洋环境下的腐蚀规律。国内目前在编制飞机环境谱时一般仅针对不同机型和不同环境进行区分，并未针对材料进行细分，故当前的环境谱无法体现同一环境谱对不同材料加速效果的差异。

发明内容

本发明的目的：提出金属材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法，针对金属材料编制对应的环境谱并确定当量关系。

本发明的技术方案：

金属材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法，包括如下步骤：

步骤1：收集选定海域的海洋大气环境数据，制定出该海域的环境谱；

步骤2：采用周期浸润方法进行循环加速试验；

步骤3，当量折算：

1)将使用环境谱的作用时间折算为T＝40℃，RH＝90％的标准潮湿空气的作用小时数t1；

2)将加速环境谱作用时间折算为水介质的作用小时数t2；

3)t1/t2为当量加速关系α，即加速环境谱作用α循环周期相当于使用环境谱的一个周期。

优选的，步骤1中海洋大气环境数据包括温、湿度和年均盐雾谱，该海域的环境谱包括年均太阳总辐射量、年均太阳辐射强度、紫外线含量、凝露次数。

优选的，步骤2中的循环加速试验包括如下过程：

(a)腐蚀溶液：质量百分数为5％NaCl溶液，加少量稀H₂SO₄，使pH＝4～4.5；温度T＝40℃±2℃，湿度RH＝95％±5％；

(b)用烘烤灯照射试件，调节烘烤灯照射强度，使试件在临近浸入溶液前被烘干。

优选的，海南海域的环境谱为：年均太阳总辐射量为Q＝4687MJ/m²，年均太阳辐射强度为Q'_Z＝306W/m²，其中紫外线含量为6.53％，凝露每次作用时间为5.5小时，年均发生凝露的次数为320次。

优选的，对于加速环境谱中采用酸性溶液应进行综合折算，综合折算系数β为：

式中：β₁、β₂分别为NaCl浓度和酸浓度对水的折算系数。