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随着飞机服役期的增加,腐蚀会不断扩散并加重,其损伤程度大小,都会影响飞机寿命和机群的出勤率。

2019-01-18

1 .腐蚀发生的原因

 ■1.1 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,不同金属元素之间的存在较高的电位差,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。另外,飞机的各个零部件组装在一起时,由于没有密封或密封失效,结构缝隙中会残留水和污垢而形成电解质溶液,容易产生电化学腐蚀;高拉应力构件容易形成应力腐蚀。

1.2 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,相对湿度越大,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。

■1.2.1湿空气与地理环境的关系:暖季节时比世界上同纬度的国家和地区的温度高,相对湿度和降雨量大,是造成飞机结构腐蚀的重要因素之一。

■1.2.2海洋大气腐蚀环境分析:海洋大气的特点一是湿度高;二是含盐量高。

■1.2.3工业大气腐蚀环境分析:工业大气中含有大量的腐蚀性气体,如SO2、SO3、H2S、NH3、Cl2、HCl、CO2、CO、NO2等,对金属腐蚀最大的是SO2气体。如果大气中含有超过1%的SO2时,腐蚀会急剧加快。

■1.2.4机上腐蚀环境分析:

■1.2.4.1 地面气温高、湿度大时,机内空气在地面处于水饱和状态。另外,乘员的呼吸和出汗也会排出水分。随飞行高度上升,机舱内温度逐渐下降,潮气就凝结成水分,停留在隔音层和蒙皮之间。

■1.2.4.2 运输活牲畜、活海鲜可能会导致飞机的严重腐蚀。一是牲畜的粪便具有较强的腐蚀性;二是牲畜比人产生的热量多,湿度增大;三是运输活海鲜时,容易引起海水的泄漏,腐蚀性极强。

■1.2.4.3 厕所地板密封不严,污水会流到飞机结构上;厨房中食品和饮料发生意外泼溅,也可能会流淌到飞机结构上;前、后登机门和服务门区域,经常受到雨水和污物的影响,地板梁也容易受到腐蚀。

■1.2.4.4飞机做短程飞行时,油箱内燃油量较少,含有大量的潮湿空气,容易产生微生物腐蚀。

■1.2.4.5非金属材料挥发出来的有害气体,有可能使一些金属以及镀锌、镀镉层产生腐蚀。

■1.2.4.6飞机在沙石或草坪跑道上起降,会使飞机蒙皮,特别是起落架舱蒙皮光洁度降低,积存腐蚀介质,引起腐蚀。

■1.3 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。

■1.4 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。

2.腐蚀的一般性修理原则

飞机在出厂时采取了一定的防腐措施,但由于飞行环境、飞机的使用和维护保养情况不同,因此在结构修理过程中,除了要恢复原厂家设计的防腐能力外,必要时还应比厂家提高一步。

■2.1 常用的防腐措施:

■2.1.1全面检查易腐蚀件周边环境,找出产生腐蚀的条件及诱因;及时发现腐蚀的原始痕迹,并彻底清除腐蚀产物、恢复防腐涂层和进行相应的结构修理。

■2.1.2定期清洁飞机容易污染的区域,特别是容易受液压油、强腐蚀介质、电解质污染的区域或结构件,重新喷涂防腐蚀抑制剂。

■2.1.3定期或经常性地疏通漏排水孔,保证漏排水系统一直处于畅通的工作状态。

■2.1.4确保厨房、厕所及货舱地板接缝处的密封,发现密封破损立即修复,防止水及污染物渗入结构表面;如果发现防腐蚀涂层破损,立即修复。

■2.1.5因修理而加工过的铝合金表面,首先,确认腐蚀已经被完全去除掉,并且加工表面要光滑;在修理工作完成后,要保证修理区域的清洁,不允许金属削(特别是铁削、钢削)、油污等污染物滞留在修理区域内;根据相关的维修手册恢复其原有的表面涂层,必要时再增加一层面漆,根据手册要求喷涂防腐蚀抑制剂。

■2.1.6安装修理件的配合表面应涂密封胶,必要时紧固件也应涂密封胶湿安装,所有止裂孔要涂底漆并用软铆钉或密封胶堵住。

■2.1.7安装钢、钛合金的零件,其配合表面应涂密封胶湿安装。

■2.1.8钢修理件一般应局部镀镉或恢复原涂层;如果条件不具备,也可以涂两道底漆。

■2.1.9 地板与金属结构的接触表面,可粘贴聚乙烯胶带绝缘。

■2.1.10如果可能,深入研究腐蚀的起因,制定相应的预防措施并在实施中不断完善和提高。

■2.2 腐蚀的一般性修理原则:在飞机结构修理和日常维护工作中,根据SRM手册、常规理论及经验,一般有以下几种腐蚀的修理原则。

■2.2.1 因去除腐蚀而加工过的铝合金表面,首先确认腐蚀已经被完全去除掉,并且,加工表面光滑、清洁,不允许有金属削、油污等污染物滞留在修理区域内;恢复其原有的表面涂层,必要时再增加一层面漆,然后根据手册要求喷涂防腐蚀抑制剂。

■2.2.2 安装修理件的配合表面均应涂密封胶隔绝,必要时紧固件也应涂密封胶湿安装,所有止裂孔要涂底漆并用软铆钉或密封胶堵住。

■2.2.3修理件、孔壁、埋头窝等处,均应做表面防护处理,并喷涂底漆。

■2.2.4 修理件材料尽量选取与相邻结构相容的材料,尽可能电位相当;复合材料与合金材料之间也要相容,碳纤维树脂板与铝合金材料不能直接接触,必要时可共固化一层玻璃纤维-环氧树脂绝缘层;碳纤维树脂板与钛合金直接接触时,不需要进行特别防护处理。

■2.2.5 在腐蚀环境下,被连接件与紧固件之间尽量相容。如果不相容,则应该使用绝缘套筒、垫圈、涂刷密封剂等方法绝缘,而且,绝缘层要有足够的厚度和覆盖面。

■2.2.6 修理用加强板尽可能选取带包铝层材料。

■2.2.7 安装钢、钛合金的零件,其配合表面应涂密封胶湿安装。

■2.2.8 钢修理件一般应局部镀镉或恢复原涂层;或涂两道底漆。

3.腐蚀的预防

■3.1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。

■3.2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。

■3.3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。

■3.4 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。

■3.5 确保厨房、厕所及货舱地板接缝处的密封。

■3.6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。

■3.7 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漏。

■3.8 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上。

■3.9 在雨季、高温、潮湿季节中,缩短检查周期,加强防腐蚀措施。

■3.10 汞、强酸、强碱泼溅后,要按照有关手册规定彻底清除干净。

■3.11除确保油箱排水通畅外,还应在飞机油箱内加入生物杀虫剂,以减缓细菌的生长。

■3.12严格执行CPCP防腐大纲和结构修理中的防腐工艺,最大限度地提高防腐工作质量。

■3.13 深入研究腐蚀起因,制定预防措施并在实施中不断完善和提高。

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,腐蚀问题必须提到每个航空公司的日程上来。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,确保飞机安全和经济运行。


来源:中国腐蚀与防护网