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周鲁
摘 要:对达到贮存期的装备开展贮存延寿工作使超期装备继续服役,可以使装备发挥更大的军事效益,近年来已获得了各方的高度重视;通过对贮存延寿工作理论知识和试验方法的研究,科学、合理地制定贮存延寿工作流程及试验技术,确保了装备贮存延寿工作的可靠性。
关键词:贮存延寿 加速贮存试验 环境载荷 贮存失效分析
中图分类号:TJ760 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)11(b)-0069-02
武器装备均具有研制周期长、投入经费多、产品成本高等特点。对到寿武器装备开展延寿工作使其继续服役,可以获得更大的经济效益和军事效益。因此,近年来随着装备数量的增多、服役时间的增长,装备的延寿工作得到了军方及装备研制单位的高度重视。
产品寿命一般分为使用寿命和贮存寿命。对于导弹、鱼水雷等装备,其区别于飞机、舰艇、雷达、作战车辆等其他装备的特点之一为在其全寿命周期内,长期处于库房贮存状态,具有“长期贮存、一次使用”的特点,这类装备正常的定期通电检测、挂飞训练等,均不会超过其规定的累计通电时间与起降次数等这些使用寿命等方面的要求,因此对这类装备开展延寿工作的主要目的为延长其贮存寿命。
导弹、鱼水雷等武器装备结构复杂,对其开展贮存延寿工作涉及材料学、力学、统计学、化学、环境工程学等众多学科领域[1],随着近年来对产品可靠性与寿命试验技术的重视与研究,国内对装备贮存延寿工作的理论知识和试验方法等也有了不断深入地认识。
1 贮存延寿工作流程
导弹、鱼水雷等武器装备的延寿工作流程可参照GJB4847-2003《水雷武器系统延寿方法与报废程序》等标准规定执行。一般贮存延寿工作流程如下:确定延寿目标→制定延寿工作方案、试验大纲等技术文件→按延寿技术文件规定对装备样机开展延寿试验→汇总分析试验数据,确定薄弱环节,制定延寿技术措施→对装备样机开展延寿试修→试修后装备进行鉴定试验→开展批量延寿工作。
装备延寿工作开展后,首先由承担延寿工作任务的总体单位根据装备目前技术状态,结合装备主管、研制及使用等单位意见,确定延寿目标。确定延寿目标时,还可根据装备基数、配套使用的舰船(飞机等)寿命期等因素综合确定。根据确定的延寿目标,结合装备工作原理、结构特点等制定延寿工作方案、试验大纲、质量保障大纲等技术文件,详细确定样本数量、延寿工作流程、各阶段主要工作内容及延寿试验项目、方法等内容。
延寿工作方案、大纲等技术文件经过评审,并报请装备主管业务部门审批通过后,即可对选定的装备样机开展各项延寿试验工作,具体包括初始技术状态检查、加速贮存寿命试验、最终技术状态检查等,然后对各项试验数据、检查结论进行汇总与分析,根据分析结果确定装备内不能达到延寿目标的单元及部件等,根据这些薄弱环节制定延寿技术措施并对装备开展延寿试修,最后对试修后装备开展环境应力筛选试验、技术状态检查及靶试,以确定延寿工作是否达到预期目标。装备延寿试修通过鉴定审查后,即可对该批次装备开展批量延寿工作。
2 贮存延寿试验技术
贮存延寿工作中的试验项目主要包括技术状态检查、环境应力筛选试验和贮存试验等,其中贮存试验是装备贮存延寿工作中的核心试验项目。
2.1 技术状态检查
对装备开展技术状态检查的目的,主要是为了掌握贮存试验开展前后装备的技术状态,以用于试验数据的比对分析、掌握装备的老化趋势等。
技术状态检查的试验项目与试验方法等按装备技术条件、试验大纲等有关技术文件规定执行。
2.2 环境应力筛选试验
开展环境应力筛选试验的对象主要为延寿工作中经過修理的装备。主要目的是为了将修理过程中可能使用不良元器件、修理工艺和其他原因引入的缺陷对装备所造成的故障,通过试验提前暴露出来[2]。
采用的试验技术,主要有高加速应力筛选、定量筛选和常规筛选。高加速应力筛选在国外已经得到应用,其采用的应力远大于常规筛选使用的应力,试验时间也大大缩短,但在国内尚没有相关标准;定量筛选适用的国军标为GJB/Z34-93《电子产品定量环境应力筛选指南》,但由于其设计方法复杂,还要有各种元器件、工艺的缺陷率及各种应力的筛选强度等数据,因此在目前我国这方面数据不完整而且不准确的情况下,该种方法也较少采用;常规筛选为国内较为广泛使用的一种环境应力筛选方法,典型的常规筛选标准有GJB1032-90《电子产品环境应力筛选方法》等。
贮存延寿工作中开展的环境应力筛选试验项目和方法等,可以参照装备生产过程中的环境应力筛选试验大纲规定执行,若装备生产过程中的环境应力筛选试验的有关规定不适用或为引进装备无环境应力筛选试验有关规定等情况时,则需按有关标准制定适用于装备延寿工作使用的环境应力筛选试验大纲。
2.3 贮存试验
贮存试验主要有自然贮存试验和加速贮存试验两种技术方法。自然贮存试验是将装备在其额定贮存条件下长期贮存,定期对其性能指标变化情况进行监测,根据性能指标变化规律,计算装备的贮存寿命,这种试验方法的优点是延寿结论准确率高,缺点是有的试验方法属于破坏性试验因此需要的样本量较多,而且这种试验方法试验周期长给出的延寿结论通常是滞后的,往往不能满足使用需求;加贮存试验的主要目的是为了在不改变装备失效机理的前提下,用加大应力的方法增大试验件负荷、强化环境因子、加速装备失效过程,以便在相对较短的时间内模拟出装备自然老化的效果,得出装备在正常贮存状态条件下的寿命结论。这种试验方法的优点是试验时间短、试验效率高、能够提前预测装备剩余贮存寿命。因此,根据导弹、鱼水雷等这类武器装备的特点,并结合我国现有的技术水平,目前采用的贮存试验技术以加速贮存试验为主。
加速贮存试验开展前,应首先收集并分析装备在长期贮存过程中,可能遇到的外场运输、测试、战备值班等过程中,遇到的各种环境载荷种类及量级等条件,还要对装备内的光电产品、机电产品、电子产品、含能产品(火工品、引信、战斗部、发动机等)、非金属件、弹性件等各组成部件开展贮存失效分析,通过贮存失效分析明确贮存失效模式、装备薄弱环节。通过掌握装备在实际贮存使用下的环境载荷条件及对装备开展贮存失效分析,可以为装备开展加速贮存试验提供技术支撑,为加速贮存试验应力种类及量级的确定奠定重要基础。
根据装备内各部件的组成结构、材料特点等,结合其环境载荷条件和贮存失效的分析结论,合理选用布朗漂移运动、阿累尼乌斯等加速模型,确定加速贮存试验的试验项目、试验量值等内容,然后对装备开展加速贮存试验。加速贮存试验结束后,根据试验结果对装备贮存寿命进行评估,并给出装备贮存延寿结论。
3 结语
随着导弹、鱼水雷等武器装备的复杂程度越来越高、功能越来越强大,对它们开展的延寿工作也将越来越复杂。制定合理的延寿工作流程、选择合适的试验方法,才能最大限度地在有限的时间、经费和样本量等条件下,更加可靠地得出装备贮存延寿工作结论。
参考文献
[1] 孟涛,张仕念,易当祥,等.导弹贮存延寿技术概论[M].北京:中国宇航出版社,2013.
[2] 姜同敏.可靠性与寿命试验[M].北京:国防工业出版社,2012.endprint