机场道面除冰防冰液 编制说明

一、工作简况，包括任务来源、制定背景、起草过程（一）任务来源《机场道面除冰防冰液》推荐性国家标准修订项目由中国民用航空局提出，归口单位为全国航空运输标准化技术委员会，牵头起草单位为中国民用航空局第二研究所。2018年，全国航空货运及地面设备标准化技术委员会向国家标准化管理委员会申请《机场道面除冰防冰液》标准修订立项。2020年4月，国家标准化管理委员会下达标准修订计划，计划编号为：20194453-T-417。2021年，全国航空货运及地面设备标准化技术委员重组为全国航空运输标准化技术委员会，2022年7月，《机场道面除冰防冰液》标准修订计划转至全国航空运输标准化技术委员会归本标准起草单位：中国民用航空总局第二研究所、上海飞机客户服务有限公司、上海飞机制造有限公司。本标准主要起草人：罗淑文、周洪、付英奎、冯子寒、梅拥军、赵靖、韦勇强、孙铁源、吴松林、谭宏斌、GB/T25356－2010《机场道面除冰防冰液》自2011年正式实施以来，国内相关产品均依据该标准要求进行生产，为我国民航飞机飞行安全提供了有力的保障。随着机场道面除防冰应用技术的普及使用，国际除防冰组织（SAEG-12小组）对机场道面除冰防冰液的适航要求也在不断提高，其中针对国外航空公司发现的飞机碳刹车催化氧化腐蚀损坏、飞机起落架镀镉部件的腐蚀等问题近十年来已经逐渐形成新的适航要求，GB/T25356－2010未能较好的涵盖和体现这些先进的适航要求。为了《机场道面除冰防冰液》标准技术要求与国外先进标准更好地结合，使我国在机场道面除冰防冰液领域在标准水平上与国际同步，技术水平上与国际接轨，更好地指导国内相关产品的研制开发、生产检验、审核和使用，更好地为国内民航事业服务，同时提高产品在国际市场的二研究所担任牵头起草单位，进一步开展了国内主要航空公司、北方机场用户对道面除冰液的需求调研工作，以及国内外机场道面除冰液研究进展和产品标准发展趋势资料信息搜集分析工作，并针对修订或新增技术要求进行了试验验证工作。标准起草工作组本着科学性、准确性和真实性原则进行该标准的修订工作，并在验证实验结果分析的基础上进一步完善了标准草案，于2021年10月形成了征求意见稿初稿。由于2010版本等效采用了SAE国际标准技术要求，修订内容为新增技术要求，新增技术要求与国际标准水平保持一致，标准起草工作组继续结合我国民航发展规划，对机场、航空公司、国产飞机制造商、道面除冰液生产商进行深入调研，国内外研究信息文献查阅与分析，拟新增国产飞机应用新材料技术要求的试验验证，拟修订实验方法的复核与确认等工作。由于受疫情影响，调研工作无法按照实际计划进行，标准技术研讨会议均以线上的模式开展，前期搜集建议意见不够充分，拟新增技术要求的试验验证、分析与讨论内容需同步进行，致使该项稿。全国航空运输标准化技术委员会（TC464）组织对征求意见稿进行了详细讨论。针对提出的修改意见，结合实验技术委员会（TC464）组织标准起草工作组进一步完善了征求意见稿，向社会广泛征求意见。二、国家标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订国家标准时，还包括修订前后技术内容的对比；本次标准的修订主要遵循以下原则：1.规范性。标准的起草格式遵循GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。明确标准起草的目的是为了完善和提升我国机场道面除冰防冰液的技术要求和试验方法，标准起草原则基于国内外现有产品的技术水平，提出通用技术要求，规范行业发展，同时符合国家有关法律法规并且应适应国家最近出台的相关行业指导意见的要求，与城市经济建设相协2.先进性。本次标准修订坚持面向市场、服务行业的原则。所修订标准适应国家政策导向和市场发展需求，满足行业发展，为企业的生产服务，标准将引导企业采用先进科学的产品技术指标及性能试验方法，更好地服务相关产品的生产与验收。同时参照了现行国外先进标准的技术内容，保持了标准技术内容的先进性。3.协调性。本标准为产品标准，在技术要求和测试方法上尽可能与现有我国机场道面除冰剂和国际通用机场道面除冰剂相关标准体系相统一，尤其是在本次修订过程中，标准起草十分注重本标准与现有国家标准如GB/T23851-2017融雪剂的一致性，尽可能把符合环保、人体安全的技术要求以及能给用户提供使用性能方面的技术要求纳入标4.适用性。标准修订过程中充分考虑了民航“绿色”和“智慧”机场建设大方向和对人体安全性评价，针对机场道面除冰防冰液在我国机场的实际应用环境、使用需求和产品现状等进行了广泛的沟通和交流，对使用人员特别是一线使用者的实际需求进行了分析，结合我国机场道面除冰防冰液产品近年来的实际生产水平，根据相关产品实际使用需求，参考了国际通用的先进标准。5.广泛性。认真听取相关专家、生产厂家、经销商、检验检测单位和第三方评估机构等的意见，并积极与监督管理部门沟通，听取相关指导意见，同时充分考虑我国机场道面除冰防冰液的整体应用状况，确保修订后的标准具有普遍指导意义。标准修订内容参考了国际通用标准SAEAMS1435D-2018技术要求，结合国产飞机代表性新型材料的应用，非等效的采用了检测项目和指标要求，同时结合用户的实际使用需要和国家绿色机场发展规划，参考了GB/T23851-2017融雪剂环保与使用性能方面的技术要求。本次标准修订对规范性引用文件进行更新，对部分试验方法与结果判定进行了修订，对实验材料进行了完善或增减，对技术要求进行了结构性调整和一些条款中的文字编辑性修改。在此基础上，与GB/T25356－2010相比，修订主要技术要求有：1.修订了夹层腐蚀结果的判定，并增加了试验用试件材料。修订了夹层腐蚀结果的判定，同时增加了国产飞机新型材料2060-T8E30铝锂合金、SAEAMS4902钛合金的技2.增加了全浸腐蚀试验用试件材料。增加了国产飞机新型材料2060-T8E30铝锂合金、SAEAMS4902钛合金和按ASTMF1111规定的方法进行处理的SAEAMS6345钢的全浸腐蚀和结果判定要求。3.增加了镀镉钢循环腐蚀试验要求。增加了按ASTMF1111规定的方法进行镀镉处理的SAE4130钢（或AISI4130钢）的干湿循环腐蚀方法和结果判定要求，该试验更能模拟除冰液在实际接触到飞机镀镉部件的腐蚀场景。4.修订了抗应力腐蚀试验用材料。2010版本涉及SAEAMS4916钛合金试件国内采购困难，同时国外权威机构对道面除冰液的测试结果均产生裂纹，仅报告测试信息，不作判定。经查阅咨询，SAEAMS4916钛合金在飞机上的应表性。其次，由于国产飞机上使用了多种钛合金材料，钛合金耐腐蚀好，选择任何一种钛合金进行抗应力腐蚀测试均具有代表性。5.修订了氢脆试验用试件材料的处理方法。2010版氢脆试件的镀镉处理工艺符合MIL标准，受MIL标准知识产权的限制，修订为符合氢脆试验方法规定的试件。6.修订了对透明塑料的影响试验用试件材料要求。2010版本引用了符合MIL要求的聚丙烯酸和聚碳酸酯塑料试件，受MIL知识产权的限制和试件材料采购困难，结合国产飞机相关试件材料的技术指标的一致性，将聚丙烯酸酯塑料试件型号和聚碳酸酯塑料符合标准进行了修订。7.修订了生物降解性检验方法标准。2010版涉及生物耗氧量和化学耗氧量的试验方法标准修订后标准变化。8.修订了储存稳定性检验方法标准。修订后的除冰液储存稳定性试验方法更符合实际储存条件。9.增加了对电线电缆和助航灯具的影响。在2010版本仅要求在说明书中告知机场当局除冰液的使用可能导致跑道、滑行道助航灯光回路故障，没有试验方法与结果的判定。修订后标准明确了对电线电缆和助航灯具的影响检验方法和结果判定要求，作为用户采购或使用风险判定的参10.增加了皮肤刺激性、路面摩擦衰减率、融冰、底切冰、渗透冰效率等技术要求三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效益和生态效益；（一）试验验证的分析基于机场道面除冰防冰液在应用过程中可能接触到的飞机部件包括蒙皮、起落架、碳刹车等，以及可能接触到的机场设施包括助航灯具、电线电缆、机场道面等，本标准对所有修订和新增技术要求均进行了试验和验证，所有技术要求均可通过调整产品配方组成满足各项性能指标。样品送样国内外权威机构进行了验证测试，确认了技术指标的符合性和可靠性。GB/T25356－2010对飞机材料相容性非等效采用了国际通用标准SAEAMS1435A，标准起草工作组组成员针对SAEAMS1435D与SAEAMS1435A相比新增技术要求进行了全分析与试验验证，确定了本修订标准的技术指标。试验方法的规定，实验室对国内市场机场道面除冰防冰液产品进行进行了测试与第三方权威机构验证，确定了技术除防冰性能：标准起草工作组小组对道面除冰液的除防冰性能参考SAE标准SAEAS6211穿冰性能测试方法、SAEAS6170融冰性能测试方法和SAEAS6172切冰性能测试方法，对道面除冰液样品进行了测试，试验结果表明不同的人测试结果存在一定的差异性，同一人测试结果具有相对重现性，因此除防冰性能测试无法给出统一的判定标准，但其测试信息可作为用户筛选产品一定程度上的参考，国内有第三方机构可提供相关测试。国产飞机新型材料的相容性：国产飞机蒙皮新型金属材料包括新一代2024和7075家族铝合金、铝锂合金、钛合金，其中新一代2024和7075家族铝合金合金及杂质含量相对较低，综合性能包括耐蚀性能显著提升，在原标准版本中已涵盖相对耐蚀性差的2024铝合金和7075铝合金适航要求，铝合金材料相容性代表已经足够，没有必要进一步验证新一代2024和7075家族铝合金。铝锂合金新材料已经在军用航空器上使用，航化产品对其适航性已进行过大量验证，并形成了明确的技术指标要求。标准编制小组也对中国商飞提供2060-T8E30铝锂合金进行全浸腐蚀、循环腐蚀、夹层腐蚀等测试，实验结果表明现有道面除冰液样品对其基本无明显的腐蚀倾向，其耐蚀性甚至比铝合金要好得多，基于腐蚀裕度考虑，确定了全浸腐蚀的技术指标。同样的对用在国产飞机蒙皮的新型SAEAMS4902（CP-3）钛合金按照铝锂合金的相容性测试，包括全浸腐蚀、抗应力腐蚀测试，结果表明SAEAMS4902钛合金具有极好的耐蚀性，与原标准中SAEAMS4911无显著性差异，因此，SAEAMS4902的全浸适航性指标、抗应力腐蚀要求与原标准中SAEAMS4911适航性指标保持一致。在冰雪气象条件下，当机场积雪、结冰以后，不仅显著降低跑道、滑行道和停机坪的摩擦系数，积雪还可能覆盖起降标记、道面路标等，严重威胁着飞机的正常滑行、起降。即使机场道面上的少量冰雪也会导致摩擦系数大幅下降，对飞机的起降构成严重威胁。因此，机场道面除冰防冰是航空行业保持冬季运行安全必不可少的重要工作之一。如今，确保飞机冬季飞行安全行之有效的方法是使用化学除冰剂防止道面冰和雪的形成，化学除冰剂应无腐蚀、无毒性、不易燃并符合环保规定，也不应对道面材料有害，或者对道面表面的摩擦性能有不利的影响。卤盐类除冰剂价格便宜、除冰效果好，被广泛应用于公路桥梁，但其对飞机金属材料有严重的腐蚀性，能满足适航要求，禁止在机场道面使用。早期用于机场道面除冰的化学物质主要有两类，用作液体除冰剂的乙二醇/丙二醇和用作固体除冰剂的尿素，但是乙二醇/丙二醇液体除冰剂的使用使道面变得湿滑，降低了道面摩擦系数，影响飞机的起降安全；而尿素因其氮含量高，存在环保方面的问题。随着人们对环保问题的越来越关注，新的化学除冰剂如碱金属的低级有机酸盐，即醋酸钾、醋酸钠、甲酸钠、甲酸钾等，在20世纪90年代中期先后投放市场，并逐渐替代乙二醇和尿素。到目前为止，碱金属的甲酸盐和乙酸盐依然是机场道面除冰剂最好的除冰组分。1.镀镉钢循环腐蚀要求碱金属的低级有机酸盐和水组成的机场道面除冰液是一种高浓度的电解质溶液，导电性强，容易对金属造成腐蚀。现场报告不断指出，飞机部件接触到碱金属的低级有机酸盐溶液，可能会遭受损害，特别是飞机起落架、连接件等镀镉部件。波音公司曾提及737NG飞机机轮处阀门连接器的镉腐蚀问题，其结果是导致电线束变脆变弯。美国指令，即AD2005-18-23，要求对接触过道面除冰液的飞机，应详细检查其主起落架轮舱内的电气元件，以防止因这些元件被腐蚀而引发短路、结构失效等安全隐患，这些严格的检查程序导致飞机的维护成本大大增加。由于道面除冰液对起落架高强度钢表面镀镉层的腐蚀，还容易引起起落架高强度钢的失效，造成严重的安全隐患。全美航空公司每年由于醋酸钾道面除冰液造成镀镉部件腐蚀产生的直接损失估计可达300万美元，如果因镀镉部件腐蚀造成航空事故，则可能带来无法估量的损失。机场道面除冰液作为一种航空化学产品，在投放国内市场以前，均需要通过GB/T25356－2010《机场道面除冰防冰液》标准符合性测试，取得合格测试报告。目前机场道面除冰防冰液产品在投放市场前，均按照ASTMF1111《飞机维护用化学品对低氢脆镀镉钢板腐蚀的试验方法》标准进行低脆镉腐蚀试验。但是，就目前应用来看，市场上的机场道面除冰剂即使通过ASTMF1111测试，在实际使用过程中，同样导致了飞机起落架、连接件等镀镉零部件的腐蚀。究其原因，主要是因为现有镀镉层腐蚀测试方法ASTMF1111存在一定的局限性，测试时间短，不能反映可能被腐蚀的飞机镀镉零部件在实际使用过程中的频繁接触到除冰剂的真实情况。比如，飞机上的镀镉零部件在地面时会接触道面除冰液，而在飞机飞行过程中又会完全被吹干，而且这种现象是反复发生，造成镀镉零部件的周期性腐蚀。由此可见，飞机镀镉零部件腐蚀主要是由于镀镉层与环境之间的发生反应造成的破坏。因此，非常有必要在本标准修订版本中增加镀镉钢循环腐蚀测试要求。2.碳刹车催化氧化腐蚀新型机场道面除冰剂的使用有效改善了机场冬季维护活动的运行和环境质量，但几乎在机场使用新型机场道面除冰剂的同时，航空公司就注意到了除冰剂对碳刹车催化、氧化造成的腐蚀损坏。碳刹车催化氧化腐蚀是非常严重的安全问题，因为氧化导致刹车片的碳降解，让坚硬的碳材料粉碎，使刹车效率受到影响。其次，降解之后产生碎片也可能击中飞机的机翼、发动机及其他区域，如果是掉落在道面上，则会形成道面异物。为此，航空公司不得不缩短维修间隔期，更换或翻新等纠正措施可能造成每年道面除冰剂对碳刹车的催化氧化测试方法和评判标准并出版了碳刹车催化氧化测试方法标准SAEAIR5567A，该方法是在相同测试件下对比受除冰剂污染的碳样品与未受污染碳样品的质量变化，以评估道面除冰剂对碳刹车的相对影响程度，并列入SAE制定的SAEAMS1435机场道面液体除冰/防冰剂标准中。国际防冰材料实验室AMIL分别对36个醋酸盐基和31个甲酸盐基道面除冰剂按SAEAIR5567A进行测试，测试结果表明样品重现性较差，无法给出统一的判定指标，因此，仅报告测试结果信息以能指导除冰液的采购和使用。目前，基于碳刹车试件来源和测试条件的限制，仅有AMIL可进行相关测试，因次，本次标准修订未就机场道面除冰液对碳刹车的催化氧化进行规3.沥青混凝土抗降解性在20世纪90年代使用醋酸盐/甲酸盐类除冰剂的同时，欧洲的沥青路面也出现了耐久性问题。因此，在欧洲机场的要求下，沥青混凝土抗降解性列入了SAEAMS1435D的技术要求中，标准也明确指出这项要求仅适用于欧洲机场。与碳刹车催化氧化测试一样，沥青混凝土抗降解性国内测试条件受限，且道面除冰液对沥青道面的影响在除欧洲以外机场并无明确的要求。因此，此次标准修订未将除冰液对沥青道面的影响列入其中。4.国产飞机新型材料的相容性国产飞机外表应用了多种新型合金材料和复合材料，其中新型合金材料包括2024铝合金和7075铝合金家族合金，这些家族合金是ARJ21国产飞机上用量最多的新型合金材料，由于增加铝的纯度，降低其它杂质含量，使其综合性能大大提升，包括耐腐蚀性能，2010年版本中已包含代表性更强的2024铝合金和7075铝合金材料相容性要求，本修订标准不增加对新家族铝合金的适航要求。铝锂合金是C919国产飞机新增材料，铝锂合金密度比传统铝合金更低，锂元素显著提高传统铝合金材料弹性模量和强度以及耐蚀性、损伤容限等综合性能。但铝锂合金在高电解质、高电导率环境下的适航性还没有明确的技术指标要求，有必要进行验证并列入本修订标准中。金牌号，包括低强高塑性、中强中韧、中强高韧、高强高韧及系统用材，其中用于飞机蒙皮材料除了主流机型上使用的传统中强中韧Ti-6Al-4V（SAEAMS4911）钛合金，该牌号钛合金综合力学性能优异、研究最充分、航空航天领域用量最大，其适航性要求已列入2010版本中，其次是低航化品对其腐蚀影响暂未见报道，有必要进行评估，并根据评估结论确定是否列入修订标准中。未来C929飞机上复合材料要达到总重的51%，其中最主要的是碳纤维复合材料，它具备比重小、抗压、抗腐蚀、耐高温、化学性能稳定等特性。由于离子不易由复合材料形成，并且复合材料的电导率极低，即使在高电解质的道面除冰液环境也不易受到电化学腐蚀。因此，本标准未提出对复合材料的技术要求。5.对人体安全、环保性以及摩擦系数的影响根据调研获悉，机场管理部门非常重视除冰液对操作工人的人身安全即对皮肤的刺激性和对机场周边植被的影响即对植物种子发芽率的影响。机场道面除冰液是高盐体系，pH值通常为9~11，加上为提高除冰液适航性引入了其它助剂成分，这些可能对操作人员造成的安全隐患，有必要提供对皮肤刺激性测试数据，以指导除冰液采购和使用。在2010版本中，关于摩擦系数仅要求在产品使用说明书中提醒用户飞机着落之前，机场当局应确定施加除冰液后的摩擦系数满足要求。这样的提醒对刚施加除冰液后的摩擦系数测试是必须的，但随着除冰液的不断溶解稀释或者施加除冰液后并没有下雪的情况，用户除了直接测试摩擦系数外，希望有更直接的可为飞机安全起降提供支持的数据。GB/T23851－2017融雪剂标准提供了路面摩擦衰减率测试方法参考，该方法包括湿基和半湿基路面摩擦衰减率的测试，该测试数据同样可以作为指导除冰液采购和使用的参考。（三）产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况本标准规定了机场道面除冰防冰液的总则、技术要求及试验方法、检验规则、包装、标志、产品说明书、运输和储存等要求，适用于液态的机场道面除冰防冰产品的生产。本标准的修订对促进整个行业产品的技术升级、产业的发展具有极其重大的意义，将更好地指导国内相关产品的研制开发、生产检验和质量审核，更好地为国内民航事四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、样机的有关