一种新型清洗剂NS851在航空发动机上的应用

摘要 本文介绍了一种用于清洗航空发动机进气道的水剂清洗剂NS851,将其与国内外成熟同类产品进行对比,并实测该清洗剂运用在发动机长试后,功率恢复效果。文中还综合比较了NS851清洗剂与国内、外同类产品的经济成本。从而论证NS851清洗剂的经济效益和社会意义。

关键词 水剂清洗剂;对比试验;功率恢复;表面活性剂

中图分类号U473 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0158-02

0 引言

国产航空发动机在外场使用没有整机清洗规范,对于在内陆飞行的航机,由行高度高,腐蚀气氛少,发动机气道腐蚀污染情况不太严重,所以,对正服役发动机的防腐蚀维护技术要求并不突出。但由于近年来,从用于海上低空飞行的航机返厂修理的情况来看:气道腐蚀严重,发动机功率下降,从而导致飞行寿命减短。这是由于航机工作环境盐雾浓度大,发动机在工作时吸入盐雾、尘埃和自身产生的油污,在高温和氧化作用下形成油垢、积炭沉积于气道内的各零部件表面,从而导致气道内零部件腐蚀情况严重。为减少腐蚀,延长发动机的寿命,必须增强发动机的日常维护。因此,发动机需要频繁清洗,通过气道的冲洗减少气道内盐份和污物的附着并恢复发动机功率。

国内、外对发动机整机清洗剂的研究情况:

1)法国TM公司在WZ8发动机大修手册中明确规定了进气道清洗剂牌号:ARDROX6345;

2)北京航材院研制的发动机清洗剂:GT1。

根据海上飞行航机的工作环境及航机气道内零件材料的特点,我试验室自行配制了NS851清洗剂。工作后功率下降的发动机通过用NS851清洗后将恢复功率,而清洗剂本身不能对发动机气道内的材料产生影响。

1 理化测试及测试结果

研制过程中将NS851与GT1、ARDROX6345这3种清洗剂进行了理化对比测试,根据3种清洗剂的使用体积比来配制试验溶液(溶剂:去离子水):

NS851:5%;GT1:20%;ARDROX6345:20%。

1)PH值:用PH计进行测量,见表1;

2)清洗剂对金属材料的腐蚀试验:

(1)全浸腐蚀、缝隙腐蚀、高温腐蚀均按GJB20356进行,结果见表1;

(2)洗剂对钛合金(TC1)的应力腐蚀试验:该项目由北京航空材料研究院完成。

试验结果:3种清洗剂对钛合金均无应力腐蚀,金相形态见图1~图3。

应力腐蚀500倍金相检查应力腐蚀500倍金相检查

3)清洗剂对非金属材料的影响

(1)清洗剂对石墨涂层的影响。试验材料:高温石棉石墨、低温石棉石墨、镍石墨;

试验方法:将3种带石墨层的零件浸泡在清洗剂中,室温,200h。浸泡结束对石墨层进行车削0.2mm,以检查石墨层的结合力。

试验结果:3种清洗剂对3种石墨层均无影响(石墨层无脱落现象)。

(2)清洗剂对涂层的影响:试验材料:H61-32涂料、H61-1涂料、氟橡胶。

试验方法:将3种涂层试片浸泡在清洗剂中,室温,200h。浸泡结束用划格、胶布法检验涂层的结合力。

试验结果:3种清洗剂对3种涂层均无影响(涂层无起皮、起泡、脱落现象)。

2 使用后功率恢复

XX航空发动机试车300h后,功率降低到94%,用NS851清洗剂对其进行进气道冲洗后功率恢复到97%。发动机试车前后,清洗前后功率情况见表2。

3 讨论

NS851是一种水剂清洗剂,它是由多种表面活性剂组成,不含无机盐成份,其中包括三乙醇胺油酸皂、脂肪醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚等表面活性剂。表面活性剂是由亲水基和憎水剂构成,亲水基吸附水分子,憎水基吸附油分子。通过表面活性剂使油和水结合起来,形成了乳化液,表面活性剂在此起乳化作用。只有保证乳化液的稳定才能使油污溶解在水中。吸附于油与水界面上的表面活性剂形成具有一定强度的界面膜,对油微粒起保护作用,油微粒在布朗运动下发生碰撞时不易聚结,所以界面膜的强度对乳化液的稳定性起着很大作用。NS851中含有脂肪醇和脂肪胺、脂肪酸类表面活性剂,界面吸附层中乳化剂分子与醇、胺、酸这些极性分子发生作用形成复合物,使界面膜强度增高。由于多种表面活性剂的使用,使混合的表面活性成分吸附在水―油界面上,分子间发生作用形成络合物,由于分子间强烈作用,界面张力显著降低,表面活性剂在界面上吸附量增多,形成的界面膜密度增大,强度增高。乳化液稳定性增强,从而清洗液溶解油污的能力加强。所以NS851能有效的去除了油污,恢复发动机功率。

4 社会效益及经济效益

NS851清洗剂由我厂自行研制,其组分完全国产化,通过多年在整机上的使用,清洗效果良好,能达到清洗发动机、恢复发动机功率、减少气道内金属零件的腐蚀,从而达到延长发动机工作寿命的目的。NS851的成功使用,使我们再不需要进口整机清洗剂,从而摆脱了发动机整机清洗技术受制于人状态。

由于NS851使用比例低,国内原料采购成本低,其使用成本是本是进口产品的1/10,是国内同类产品的1/7。

5结论

1)NS851是我厂自主研发的一种发动机整机清洗剂,其与国内外成熟同类清洗剂的理化性能相当,对发动机气道内的主要材料均无影响。长试后发动机使用NS851清洗后,能明显提高功率。所以说NS851清洗剂已达到了发动机整机清洗目的;

2)NS851原料采购方便,成本低廉;

3)NS851可以广泛运用到直升机、运输机、工业地面燃机的清洗维护。

参考文献

[1]刘程,等编.表面活性剂应用手册.化工工业出版社, 1995.

[2]张康夫,等编.防锈封存包装手册.北京市1665号信箱, 1982.

[3]李金桂,赵闺彦编.航空产品腐蚀及其控制手册(上).航 空工业部第六二一所,1984.