2018·3（下） 军民两用技术与产品
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1975年12月在美国宾夕法尼亚州举行的海军航空部第四届年会
结论是：污染磨损总费用为245美元/小时，而总燃料消耗费用则为376美元/小时。国外很早就将零部件的清洗及清洁度控制视为产品的生命线，并给予高度重视。在技术和管理方面，均建立了成熟的清洁度控制产品设计体系、工艺体系和质量体系，并在不断更新和改进。如法国透博梅卡公司，在1997年建立起了成熟的清洁度控制体系，相关规范和标准进行了8次换版；SAE 在1988年发布了清洁度控制标准，并2015年进行了完善。近年来因清洁度原导致发动机故障频发。主要表现为污染导致的轴承卡滞、油泵失灵、齿轮磨损等故障，不仅对装备质量造成了一定的影响，甚至产品功能失效，危机飞行安全。清洁度控制是基础性研究和工业应用，其研究将有助于提高产品的可靠性和寿命，减少产品故障率和维修费用。据不完全统计资料表明，燃油和润滑油污染造成油泵失灵、重要运动零部件超限磨损等问题中导致飞机发生故障的比例近30%，同样，燃油和润滑油的污染，导致航空发动机和燃油辅机的寿命大大降低。近年来，随着我国
航空发动机更新换代，产品的精度越来越高，同时它们的应用质量、可靠性和耐久性的要求也越来越高，重点型号频频出现轴承卡滞、油泵失灵、齿轮超限磨损等问题，与国内航空发动机清洁度的不重视有一定关系。2 航空发动机清洁度控制的特点及其复杂性2.1 航空产品零部件分类
根据航空发动机部件特性，零部件的特殊功能及使用环境，将零组件分为四类：和滑油接触的零件，和燃油接触的零件，轴承及其他。在对零件进行分类时，应根据机型的特点、零件功能及使用环境进行定义，应对和燃、滑油接触的主要零组件进行清洁度控制。2.2 各类零组件清洁度控制限值
在制定各类零组件清洁度控制限制时，应考虑产品寿命和性能，从相关国际或国家标准中选取相应等级。零件的清洁度控制等级是从相关国际或国家标准中直接定义的，和零件的精度等级类似，各标准均给出了不同清洁度等级的颗粒度数量值，如GJB420B 、IS012584等。以GJB420B 为例，如要求“按GJB420B 的D7/E7/F5进行控制”，即>25μm 的颗粒数量不多于1220个，>50μm 的颗粒数量不多于212个，>100μm 的颗粒数量不多于8个。根据派驻企业与透博梅卡、加普惠及霍尼韦尔公司合作经验，和滑油接触类零件清洁度控制标准为D8/E8/F5，和燃油接触类零件控制标准为D7/E7/F5，轴承类零件控制标准为D7/E4/F0，其他类零件不进行清洁度控制，仅目视检查，表面应无肉眼可见的多余物。2.3 清洗液的选择及适用范围
国内外常用的清洗液分为两类，溶剂型清洗液和水基清洗液。溶剂型清洗液具有的优点有：1.化学性能
稳定，不易与几乎所有航空发动机材料的被清洗物发生反应；2.闪点高，不易燃，使用安全性高；3.适用于浸泡、超声、喷淋等多种清洗方法。缺点是价格较高、零件清洗后干燥较慢。
水基清洗液具有的优点有：1.使用安全性高；2.适用于浸泡、超声、喷淋、高压等多种清洗方法；3.成本低。缺点是适用范围与溶剂型清洗液相比较小。
航空发动机金属零部件材料种类多，包括普通钢、不锈钢、铁、
铜、铝、镁、钛、镍等金属材料，也包括橡胶、油漆等非金属材料。在使用各类清洗液前，需对所有材料进行工艺试验，确定清洗液对材料的影响和适用范围。2.4 各类零组件清洗工艺的选择
对发动机零部件，结构复杂，要实现复杂零件的清洁度控制，必须通过多种清洗方法组合才能达到。本课题对高压清洗技术、超声波清洗技术、台风清洗技术、高低压结合脉冲式清洗技术进行性了研究。
2.4.1机匣类零件清洗工艺研究机匣机械加工后，金属屑、灰尘及其他污染物会残留在机匣体上。这些污染物的来源主要是机械加工残留金属屑、空气中的灰尘毛絮、转工或存储过程中掉入机匣的杂物等。
高压清洗无法清洗清洗内腔或弯曲油路表面具有轻微粘着力的污染物。通过理论研究和工艺试验，机匣清洗应使用超声波清洗和高压清洗结合的清洗方法。
超声波清洗时会形成超过1000个大气压的瞬时高压，使污染物已与零件表面脱离。一般来讲，频率应设置在20KHz ～30KHz ，时间为5～30min 。超声波清洗后，使用1～10MPa 的清洗压力对零件表面和每个油路进行反复清洗，油路清洗时应采取单孔进出的原则，冲洗剥离的污染物。
2.4.2其他类零件清洗工艺研究
根据航空发动机特点，其他主要零件主要包括齿轮类、喷油嘴类、管类、安装座类零件。齿轮类零件形状较为简单，使用手动刷洗、超声波清洗、高压清洗均可达到要求。喷油嘴类零件应使用高压清洗进行清洗，重点是油路清洗，应规定清洗压力和制定最低冲洗时间。管类嘴类、安装座类零件应使用超声波清洗和高压清洗相结合的方式，具体可参考机匣类零件清洗要求。2.5 清洁度检测方法研究
清洁度检测技术是清洁度控制的重要技术之一。确定零件清洗工艺前必须通过检测验证，工艺确定后可采取抽样检验方法监督生产过程。常用的检测方法有两种：称重法和颗粒计数法。称重法主要应用于大型机械，颗粒计数法主要用于高精航空产品。颗粒技术法有两种检测原理，第一是显微扫描法，对过滤的滤网进行显微扫描计数，得到不同直径大小颗粒的数量；第二是光学透射法，对一定体积的溶液通过激光衍射、光斑投影等手段，设备自动扫描记录出不同规格通道直径颗粒的数量，得到相应的清洁度等级。3 如何监控和把握清洁度控制要点3.1 建立清洁度控制标准框架体系
清洁度控制应用现状。督促企业建立清洁度控制应用标准体系，适应并满足企业在高精航空产品设计、
制造等过程中的需要。通过调研部分航空企业发现：⑴各企业已制定了清洁度控制的文件，但不成体系、不能形成有效的监督模式，往往只考虑有清洁度这一方面，如何控制、实施不明确；⑵航空企业对清洁度的认识逐步加强，主要是外场质量问题的反馈，长期因多余物、滑油污染等故障迫使企业领导层认识到清洁度控制的重要性；⑶清洁度控制的不协调，作为生产四代机的航空企业，清洁度控制标准仍停留在三代机，甚至更低的标准。
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摘 要 清洁度控制是涉及航空发动机产品寿命、安全性的重要技术之一。随着对产品的精度及其应用质量、可靠性和耐久性的要求越来越高，对污清洁度的要求也在同步提高。清洁度控制研究将有助于提高产品的可靠性和寿命，减少产品故障率和维修费用。
关键词 清洁度；质量；研究文章编号：1009-8119（2018）03（2）-0199-02
清洁度控制质量监督研究
王海涛 张春磊 王恩双
（中国人民解放军驻一二〇厂军事代表室，哈尔滨 150066）
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