有关飞机结构腐蚀的

摘 要：本文从飞机结构腐蚀的危害性、定义、机理、原因、常见部位、一般性修理原则等几个方面,全面论述了飞机结构腐蚀与维护的有关问题,同时对未来飞机腐蚀的控制提出了一些建议.

关 键 词：飞机结构腐蚀

飞机结构的腐蚀实质上是结构元件在使用环境下,通过化学或电化学作用所发生的积累性化学损伤和破坏.飞机腐蚀的严重程度与使用年限密切相关,并随着使用年限的增长迅速加快.飞机结构在制造过程中均已采取了一定的表面防腐措施.但是,当飞机使用一定年限后,特别是在沿海、沿湖、多雨、潮湿、高温地区使用的飞机,其构件表面防腐涂层会逐渐变质,失去与基体表面的结合力而脱落,于是,构件就发生腐蚀.构件的局部位置一旦发生腐蚀,由于腐蚀产物的体积效应,腐蚀介质更易吸附,进人基体而难以排除,从而加速构件腐蚀.如不及时地实施有效的腐蚀修理与控制,已腐蚀部位将加剧腐蚀,原来没发生腐蚀的部位,也可能出现新的腐蚀[1].

1、飞机结构上不同的部位所产生的腐蚀形式

1.1均匀腐蚀

均匀腐蚀是以金属表面的剥落为特征的,化学或电化学反应在金属表面均匀进行,结果使金属表面均匀变薄,直至破坏,一般来说,均匀腐蚀对机体结构危害性小,易发现,易于修理.

1.2电化腐蚀

在电解液存在的前提下,两种不同电位的金属或金属与非金属导体电化联接所引起的腐蚀,又称接触腐蚀.这种腐蚀形式在飞机结构上最为普遍.

1.3缝隙腐蚀

处于腐蚀介质中的金属结构,由于金属结构件之间形成缝隙,腐蚀介质就会进人并留在缝隙内,从而使缝隙内部腐蚀加速.在飞机结构中,不锈钢、铝合金、钦合金对缝隙腐蚀最为敏感[2].

1.4孔蚀(点蚀或坑蚀)

金属表面在拉应力或化学物质作用下,保护层遭到破坏,使金属直接暴露在腐蚀环境中,形成局部腐蚀小孔并向深入发展的一种破坏形式.其腐蚀部位常被腐蚀产物所覆盖,不易发现,易产生应力集中,成为腐蚀疲劳的裂纹源.孔蚀危害性极大,有可能导致飞机结构的突发性事故.

1.5晶间腐蚀

沿着晶体的晶粒边界或晶界附近发生的腐蚀,其结果使晶粒间的结合力遭到破坏,从而使金属的强度和塑性大大降低.在飞机结构中,用来制造承力构件的机翼梁缘条、长析等铝合金构件易产生晶间腐蚀.

1.6应力腐蚀开裂

简称为应力腐蚀,是指金属材料在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下引起的开裂.这是一种危险性最大的腐蚀形态,往往引起结构件的突然断裂,造成灾难性事故.

1.7腐蚀疲劳

是腐蚀介质和交变应力共同作用下引起的材料或构件的疲劳破坏,也是飞机结构中出现比较多的,且危险性大的一种破坏形式,直接影响着飞机结构的使用寿命.

2.腐蚀发生的原因

2.1设计和制造原因

从飞机设计和制造来看,飞机设计师尽量采用重量轻、强度大的高效材料,如高强度铝合金、钛合金、复合材料、超高强度合金钢等材料.其中,高强度铝合金本身由多种金属熔炼而成,不同金属元素之间存在较高的电位差,如遇到电解质溶液,极易发生电化学腐蚀.不同的金属相接时,造成不同金属之间的电位差和导电通路.而各个部件组装在一起时,缝隙会存水和赃物形成电解质.有些结构处于高应力状态形成应力腐蚀的根源.在制造过程中,由于生产工艺不当,操作失误等原因,保护性涂层质量不高,缺乏腐蚀控制措施等原因,都可能造成腐蚀[3].

2.2环境原因

在飞机使用过程中,由于环境恶劣,如雨、雪、雾、沙尘天气较多,空气潮湿、盐雾、工业大气等原因,容易造成飞机表面涂层损坏,进而发生化学、电化学腐蚀、应力腐蚀.当大气中的相对湿度大于65%时,物体表面会附着一层0.001微米厚的水膜,相对湿度较大,水膜越厚.当相对湿度为100%时,物体表面会产生冷凝水.这些导电的水溶液便是引起结构件腐蚀的最主要、最普遍的环境介质.

2.3装载原因

野蛮装卸会造成货舱地板、侧壁板、顶板的损伤,由于渗漏或冷凝水,加上结构缝隙中残留的污垢,容易形成腐蚀液或电解质溶液而产生腐蚀.

2.4维护原因

由于维护不当,没有实施正确的腐蚀防护,也会造成腐蚀.

常见腐蚀部位：客舱座椅安装轨道；靠近厨房、厕所附近的地板梁及货舱地板梁的腐蚀；活体动物、鸟类货物的饲料及排泄物的污染等；机翼大梁的前后结合面.机翼大梁与腹板结合面,机身蒙皮与桁条结合面发生的腐蚀,一般是隐蔽性腐蚀.

3.腐蚀的维护

（1）加强对维护人员的防腐教育和培训,高度重视并自觉做好防腐工作.

（2）经常性、定期疏通漏排水孔和漏排水通道；客舱、货舱、厕所等区域,要经常通风,以排除水蒸气.

（3）定期清洁容易污染的区域,并重新喷涂防腐蚀抑制剂；在每个短停时,先清扫货舱地板,擦干水分后再装货.

（4）经常性地检查易腐蚀环境结构件,彻底清除腐蚀产物、恢复防腐涂层和进行规范的结构修理.

（5）确保厨房、厕所及货舱地板接缝处的密封.

（6）建议在货舱地板梁和插片螺母之间用聚乙烯胶带隔离/绝缘；安装螺钉时,建议沾密封胶湿安装.

（7）加强对运输活牲畜、活海鲜、果菜的管理,防止腐蚀性污物的泄露.

（8）加强对货物装卸过程的管理,杜绝因野蛮装卸造成的飞机货舱地板、侧壁板损坏,避免腐蚀介质渗入到构件中.

（9）在雨季、高温、潮湿季节中,缩短检查周期,加强防腐蚀措施.

（10）汞、强酸、强碱泼溅后,要按照有关手册规定彻底清除干净.

（11）除确保油箱排水畅通外,还应在飞机油箱内加入生物杀虫剂,以减少细菌的生长.

4.结束语

腐蚀带来了昂贵的维护问题,并将产生严重后果.随着飞机的老龄化,以及运行环境的变化,腐蚀问题将成为飞机维护的重要问题.腐蚀是一个自然现象,最好的办法是采取完善的腐蚀防护与控制措施,将腐蚀破坏的速率降低到最小,使飞机实际寿命达到或超过设计寿命,确保飞机安全与经济运行.