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海防工程技术应用

可用于航母及远洋装备现场修复的工具包

发布时间:2020-07-28 10:08:17    来源:费敬银原创

航母及远洋装备现场修复工具包

——FJY电刷镀技术在海防装备维保中的应用

费敬银

西北工业大学 710072

Emailjyfei@nwpu.edu.cn

Mobile: 13991120876

 

一、前言

由于海上装备没有稳定的固定基础,且海洋环境腐蚀性更强,航空母舰、远洋货轮、军用舰船、潜艇、以及风力发电、远洋石油钻井平台等海上装备的零部件,难免会出现磨损、拉伤、磕碰伤、腐蚀磨损、海水大气腐蚀等多种破坏形式。伴随着我国远洋事业的飞速发展,传统的靠岸保养、返厂维修的维保方式已不能满足长期远航的实际需求。因此,现场修复、或在不拆卸总成的条件下进行在线维修,是提高海上装备长期远海作业能力的迫切需求。长期以来,西北工业大学一直以解决军、民关键产品的维保与再制造为目标,针对性地开发出了满足不同使用要求的海上装备维保用FJY系列电刷镀技术、产品与工艺。本文将就“航母及远洋装备现场维保工具包”的构成及特点进行简要介绍。

 

二、工具包的构成

(一)FEIST系列刷镀电源

通常情况下,电压在015V范围内连续可调的直流电源均可用作刷镀电源。

本工具包采用具有国际领先水平的FEIST系列可实时监控镀层厚度的刷镀电源(TR100A-15V-3型)进行刷镀施工,可精确控制刷镀层的厚度、确保维保质量。

 

(二)FJY系列环保刷镀液

早在20世纪60年代,西北工业大学就已经利用电刷镀原理(无槽电镀方法)制备出了东方红”1号卫星中的关键部件——磁鼓。如今,FJY系列刷镀技术在创新性研究与技术应用方面已达到国际先进水平,部分专有技术处于国际领先地位,拥有百余项具有自主知识产权、适用于不同应用领域的FJY系列电刷镀技术与工艺,已广泛应用于国家重点工程项目(如航天飞行器、大型运载火箭、洲际远程导弹、超音速翼型风洞、移动式导弹发射车、军机维修、舰艇维修、高能物理、核电、风电、太阳能、轨道通讯可靠性监控工程等)的研制与生产。在通用机械、钢铁冶金(炼钢、轧钢)、石油化工、电力电子、电厂锅炉、电机转子(含发电机)、纺织印染、印刷机械、生物制药等领域的维修与再制造工程中。由FJY系列快速、环保刷镀产品为本工具包提供所需电刷镀溶液及辅助材料

 

三、工具包的维保范围

(一)机械损伤修复

与其它修复技术相比,FJY系列电刷镀技术修复机械损伤的突出特点包括: 1、无热影响(修后工件不会存在热应力、热变形、热裂纹等缺陷);2、修复厚度大(特别适合修复局部损伤,如油缸液压杆的局部破坏。作者有在线修复厚度超过3mm的应用案例);3、结合强度高(修复层与基体间为金属键结合);4、修复部位的耐腐蚀磨损性能优于钢铁基材;5、特别适合修复大型基础构件的内(深)孔(如发动机壳体轴承孔、瓦座等);6、可在线修复完成修复任务(不用拆、装设备或总成);7、修复层厚度人为可控(FEIST镀层厚度在线监控电源具有实时显示镀层厚度的功能);8、操作简便,甚至无需镀后机加,就可满足公差及表面光洁度的要求。

1. 液压系统修复

液压系统是动力传输、自动控制装备中的基本构成,油缸是其核心部件。多数情况下,液压杆的的意外损伤是油缸失效的常见形式。采用FJY系列铬面刷镀技术是修复油缸局部破损的最佳方法。

2. 轴承位修复

动力机械(发电机、电动机、内燃机等)的运动部件经常发生磨损破坏,如轴颈磨损、轴承磨损、座孔磨损等多种磨损形式。采用FJY电刷镀技术,可在无热影响的条件下恢复磨损部位的尺寸。

3. 腐蚀磨损修复

有些动力部件(如泵、阀等)是在含盐的有水介质(如海水等)中工作,腐蚀磨损是不可避免的。由钢铁材料制造的零部件虽然有较好的机械性能,但耐蚀性能不佳。腐蚀磨损会大幅度缩短构钢铁零件的使用说明。采用FJY刷镀技术,在磨损部位刷镀耐蚀材料,不仅恢复了磨损件的尺寸,还提高了零部件的使用寿命。

 

(二)发动机修复

大型舰船(如航母、货轮等)使用汽轮机驱动,燃料为重油(柴油或煤油)。与一般小功率的汽油发动机相比,虽然重油发动机的动力强劲,但工况较差,缸体腐蚀(汽蚀)严重,缸盖密封面也容易发生腐蚀(汽蚀)泄露。FJY电刷镀技术是发动机缸体磨损、腐蚀泄露的有效方法。

 

(三)导电排(汇流排)修复

为了保证海洋装备的用电安全,在潮湿、多雨、多盐的用电环境中,不宜使用高压电。而低压电力传输必须则使用许用电流大、搭接面电连接可靠的铜基汇流排来完成。

舰船发动机的启动电池功率远大于一般机动车电池的功率,电池端子腐蚀导致电流输出能力降低,也可能会无法启动舰船发动机。

此外,海洋环境中,风、雨、雷、电较多,可靠的避雷也是重要的安全保护措施。因此,舰船的公共地应与地线间有可靠的电连接。

采用FJY系列汇流排无氰电刷镀镀银、中性电刷镀锡技术,可对汇流排、电池端子、避雷地线进行导电、防腐处理,甚至可以修复因腐蚀、磨损而破坏的电连接体。

 

(四)防腐体系的维保与修复

在海洋装备的防护系统中,既用涂层防护技术,也用电化学保护技术(牺牲阳极保护、外加电流阴极保护技术)。外加电流阴极保护就如同在钢铁结构表面附加了一层防护网,以确保裸露的钢铁免遭腐蚀。

1. 高耐蚀镀层防腐

裸露于潮湿、多雨、含盐的海洋性大气环境中钢构件,即使是用含铬量大于13%的高铬钢(如不锈钢等)制成,也难以抵抗海洋环境的Cl-的腐蚀作用。为了防止腐蚀,必须对其进行表面防腐处理。采用FJY系列牺牲阳极型耐蚀镀层(如锌-镍合金、锌-钴合金、镍-镉合金、镍--锌等),对重要钢构件(如海防军工、导航装备、航空发动机涡轮等)进行表面防腐处理,已逐步成为解决海防装备室外大型钢铁构件腐蚀问题的新方法。

2. 外加电流阴极保护

为了防止涂镀层防腐存在保护盲区,对重要的钢构件还会附加外加电流阴极保护。在阴极保护系统中,采用电刷镀的方法,在金属导体的电连接部位刷镀耐蚀、导电镀层,降低接触电阻,是实施外加电流阴极保护必要条件。此外,为了防止高强度结构件在阴极保护过程中出现氢脆(氢损伤)的可能性,在其表面刷镀锌、锡、铟等高析氢超电位金属镀层,是防止高强度结构件氢致损伤的有效途径。

 

四、工具包的应用实例(部分)

参考图片的版权属于FJY刷镀工作室,严禁外传或非法使用

远洋装备在线修复(技术交流)(刷镀网,20-07-28)2.jpg

1.发动机缸体密封面汽蚀修复


远洋装备在线修复(技术交流)(刷镀网,20-07-28)1.jpg2.舰船油缸修复

 

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3.舰船动力系统轴承座孔修复

 

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4.阀体密封面修复

 

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5.发电机转子轴承位磨损修复

 

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6.水下兵器高耐蚀防腐刷镀

 

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