(整理)淺談飛機(jī)的腐蝕原因與防護(hù)措施.doc 超超

1、精品文檔緒論腐蝕控制是實現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)長壽命、高可靠性、低維修成本的重要保證。為提高飛機(jī)，尤其是特種飛機(jī)，如水上飛機(jī)、艦載機(jī)的安全使用壽命，低維護(hù)費用，保證飛行安全，必須認(rèn)真研究探索飛機(jī)的腐蝕規(guī)律及腐蝕損傷機(jī)理，把傳統(tǒng)的腐蝕控制技術(shù)與新興的防腐手段結(jié)合起來。加強(qiáng)飛機(jī)制造廠、機(jī)務(wù)保障人員防腐意識教育與技能培訓(xùn)。改善維護(hù)手段，提高飛機(jī)的日常保養(yǎng)與管理能力，使飛機(jī)向“長壽命、高可靠性、良好的可檢性和維修性”方向發(fā)展在以往飛機(jī)設(shè)計中，一般沒有明確密封、排水、腐蝕防護(hù)等特殊要求和使用中的防腐蝕控制措施。尤其是在沿海地區(qū)使用的飛機(jī)服役環(huán)境比較惡劣。隨飛機(jī)使用壽命的增加，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中占70%以上的高強(qiáng)度鋁合金材料

2、腐蝕嚴(yán)重。且高強(qiáng)度鋁合金所發(fā)生的腐蝕是一種局部腐蝕，在同一腐蝕環(huán)境條件下，同一架飛機(jī)上所發(fā)生的腐蝕嚴(yán)重程度差別較大。即使是飛機(jī)上同一部位或同一個結(jié)構(gòu)件，因腐蝕的具體環(huán)境存在差異，有的地方發(fā)生腐蝕，有的不腐蝕，腐蝕坑的深度、面積差異也較大。這主要是高強(qiáng)度鋁合金材料腐蝕的發(fā)生具有隨機(jī)性和偶然性。從飛機(jī)外場維護(hù)的角度來看，外場檢查中一旦發(fā)現(xiàn)腐蝕部位，按技術(shù)要求要馬上進(jìn)行防腐處理。因此很難在飛機(jī)構(gòu)件上得到同一部位腐蝕坑連續(xù)擴(kuò)展數(shù)據(jù)。故采用數(shù)理統(tǒng)計的方法，結(jié)合某型飛機(jī)大修及外場維護(hù)中得到的部分腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，研究其腐蝕失效模型及腐蝕損傷規(guī)律，以提高外場腐蝕實測數(shù)據(jù)的應(yīng)用可靠性。第一章飛機(jī)的主要腐蝕

3、類型從飛機(jī)設(shè)計和制造來看，不同金屬的零部件相接觸，造成不同金屬之間的電位差和導(dǎo)電通路。而各個部件組裝在一起時，縫隙會存水和臟物形成電解質(zhì)。有些結(jié)構(gòu)由于受力的需要又處于高應(yīng)力狀態(tài)形成應(yīng)力腐蝕的根源。而在制造過程中，由于生產(chǎn)工藝不當(dāng)，保護(hù)性涂層做得不好，缺乏腐蝕控制措施等等原因，都可能帶來腐蝕的隱患。而在飛機(jī)使用過程中，飛行環(huán)境的惡劣，飛機(jī)表面涂層損壞，運(yùn)輸牲畜、海鮮等易產(chǎn)生強(qiáng)電解液體的貨物都會使飛機(jī)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕問題。偶然污染如水銀外溢，化學(xué)品外溢，廁所、廚房污物外溢和滅火劑殘留物等，也都可能造成直接或間接的腐蝕。而不恰當(dāng)?shù)娘w機(jī)維修和勤務(wù)，也會使飛機(jī)面臨更多的腐蝕問題。飛機(jī)的腐蝕按其成因來分，主要

4、可分為電化學(xué)腐蝕、表面銹蝕、應(yīng)力腐蝕三大類，而電化學(xué)腐蝕是目前飛機(jī)最普遍和最嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)腐蝕之一。電化學(xué)腐蝕是金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸時，在界面上發(fā)生有自由電子參加的廣義氧化和廣義還原反應(yīng)，使金屬元素以及晶格間的排列順序發(fā)生改變，從而改變了原有金屬的化學(xué)、物理、力學(xué)等性能。飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)件的腐蝕大多數(shù)屬于電化學(xué)腐蝕。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)腐蝕如果不能得到有效的預(yù)防和控制，會造成結(jié)構(gòu)修理工作量加大、修理周期延長、結(jié)構(gòu)件大面積的加強(qiáng)和更換，由此導(dǎo)致很大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，并造成飛機(jī)自身的不安全隱患。1.1腐蝕原因分析1.1.1潮濕空氣腐蝕環(huán)境潮濕空氣是造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的重要因素之一。潮濕空氣與地理環(huán)境是緊密相連

5、的，我國地理環(huán)境和氣候條件十分復(fù)雜，受季風(fēng)影響明顯，全國大部地區(qū)都處在溫暖而潮濕的東南季風(fēng)和西南季風(fēng)控制下，暖季節(jié)時比世界上同緯度的國家和地區(qū)的溫度高，相對濕度和降雨量大。這些都是我國各機(jī)場的飛機(jī)腐蝕問題較為嚴(yán)重的一個非常重要的原因。1.1.2海洋大氣腐蝕環(huán)境海洋大氣的特點是濕度高、含鹽量高，也就是說含有大量的氯離子。這些氯離子沉降在飛機(jī)上，對結(jié)構(gòu)件起到催化腐蝕的效果。所以，海洋大氣中的氯離子對飛機(jī)結(jié)構(gòu)有很大的腐蝕作用。1.1.3工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境工業(yè)大氣中含有大量的腐蝕性氣體，這些污染物中對金屬腐蝕最大的是SO2氣體。如果大氣中含有超過1%的SO2時，腐蝕會急劇加快，特別是相對濕度超過76%時

6、，腐蝕急劇加速同時對鍍鋅、鍍鎘層也有相當(dāng)嚴(yán)重的腐蝕作用。機(jī)上腐蝕環(huán)境（1）當(dāng)?shù)孛鏆鉁馗?、濕度大時，機(jī)內(nèi)空氣在地面處于水飽和狀態(tài)。另外，乘員的呼吸和出汗也會排出水分。飛機(jī)起飛后，隨飛行高度上升，機(jī)艙內(nèi)溫度逐漸下降，潮氣就凝結(jié)成水分，停留在隔音層和蒙皮之間。這些水分是飛機(jī)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重腐蝕環(huán)境。（2）運(yùn)輸活牲畜、活海鮮可能會導(dǎo)致飛機(jī)的嚴(yán)重腐蝕。這有三方面原因，一是牲畜的糞便具有較強(qiáng)的腐蝕性；二是牲畜比人產(chǎn)生的熱量多，使飛機(jī)內(nèi)部溫度增高，濕度增大；三是運(yùn)輸活海鮮時，容易引起海水的泄漏，而海水腐蝕性極強(qiáng)。另外，運(yùn)輸瓜果蔬菜，水分大，也容易造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕。（3）廁所地板密封不嚴(yán)，污水會流到飛機(jī)結(jié)構(gòu)上；廚

7、房中食品和飲料發(fā)生意外潑濺，也可能會流淌到飛機(jī)結(jié)構(gòu)上；前、后登機(jī)門和服務(wù)門區(qū)域，經(jīng)常受到雨水和污物的影響，地板梁也容易受到腐蝕。（4）飛機(jī)做短程飛行時，油箱內(nèi)燃油較少，含有大量的潮濕空氣。隨著飛行高度升高，氣溫下降，油箱內(nèi)會凝結(jié)大量水分。一種細(xì)菌會在燃油和水面之間滋生、繁殖，形成一種黏稠的酸性物質(zhì)，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的腐蝕作用。（5）非金屬材料揮發(fā)出來的氣體，有可能使一些金屬以及鍍鋅、鍍鎘層產(chǎn)生腐蝕。（6）飛機(jī)在沙石或草坪跑道上起降，會使飛機(jī)蒙皮，特別是起落架艙蒙皮光潔度降低，積存腐蝕介質(zhì)，引起腐蝕。1.2腐蝕預(yù)防（1）加強(qiáng)對飛機(jī)維護(hù)人員的防腐教育和培訓(xùn)，使每個人員從思想上高度重視并自覺做好飛機(jī)

8、的防腐工作。（2）經(jīng)常性、定期疏通漏排水孔和漏排水通道，保證漏排水系統(tǒng)一直處于暢通的工作狀態(tài)；客艙、貨艙、廁所等區(qū)域，要經(jīng)常通風(fēng)，以排除水蒸氣。（3）定期清潔飛機(jī)容易污染的區(qū)域，特別是容易受液壓油、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)、電解質(zhì)污染的區(qū)域或結(jié)構(gòu)件，并重新噴涂防腐蝕抑制劑。（4）經(jīng)常性地檢查易腐蝕環(huán)境結(jié)構(gòu)件，及早發(fā)現(xiàn)腐蝕的原始痕跡，徹底清除腐蝕產(chǎn)物、恢復(fù)防腐涂層和進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)修理。（5）確保廚房、廁所及貨艙地板接縫處的密封，若發(fā)現(xiàn)密封破損或結(jié)構(gòu)件防腐蝕涂層破損，應(yīng)立即修復(fù)。（6）加強(qiáng)對運(yùn)輸活牲畜、活海鮮、瓜果蔬菜的管理，防止污物的泄漏。（7）加強(qiáng)對貨物裝卸過程的管理，杜絕因野蠻裝卸造成的飛機(jī)貨艙地板、側(cè)壁

9、板損壞，以避免腐蝕介質(zhì)滲入到飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上。（8）在雨季、高溫、潮濕季節(jié)中，應(yīng)縮短檢查周期，加強(qiáng)防腐蝕措施。（9）如果可能，深入研究腐蝕的起因，制定相應(yīng)的預(yù)防措施并在實施中不斷完善和提高。（10）水銀、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿潑濺后，要按照有關(guān)手冊規(guī)定徹底清除干凈。（11）為防止微生物在油箱內(nèi)滋生、蔓延，除確保在潮濕氣候條件下油箱排水通暢，每日排放積水外，還應(yīng)在飛機(jī)油箱內(nèi)加入生物殺蟲劑，以減緩細(xì)菌的生長。（12）嚴(yán)格執(zhí)行防腐工藝。SRM對防腐的規(guī)定，是確保飛機(jī)維護(hù)質(zhì)量的指令性文件，必須不折不扣地執(zhí)行?？茖W(xué)有效控制腐蝕等級。根據(jù)音飛各機(jī)型MPD的CPCP部分的要求，所發(fā)現(xiàn)的腐蝕一般可以分為三級。1.3.1一級腐

10、蝕（1）腐蝕損傷發(fā)生在連續(xù)檢查之間，屬于局部腐蝕，經(jīng)重新加工或清除腐蝕后，損傷在制造廠規(guī)定的允許極限內(nèi)（例如SRM、SB等）（2）腐蝕損傷為局部損傷，雖然超出允許極限，但這種損傷是出于某種偶然事件造成的，對同一型飛機(jī)的其他飛機(jī)不具有典型性（如水銀潑濺造成的腐蝕）（3）多年的經(jīng)驗表明，在歷次連續(xù)檢查中，只發(fā)現(xiàn)輕微腐蝕，但在最近一次的檢查中發(fā)現(xiàn)累積清除腐蝕后，損傷超出了允許極限。（4）腐蝕損傷發(fā)生在連續(xù)檢查之間，是大面積腐蝕，經(jīng)重新加工或清除腐蝕后，損傷大大低于制造廠規(guī)定的允許極限。1.3.2二級腐蝕（1）腐蝕損傷發(fā)生在連續(xù)的檢查之間，重新加工或清除腐蝕后損傷超出允許極限，要求進(jìn)行修理/加強(qiáng)，或全

11、部或部分更換重要結(jié)構(gòu)部件以及其他列在基本方案里的結(jié)構(gòu)部件。（2）腐蝕損傷發(fā)生在連續(xù)的檢查之間，其分布面積大，清除腐蝕后損傷接近允許重新加工的極限。1.3.3三級腐蝕三級腐蝕發(fā)生在第一次或其后連續(xù)的檢查中，這種腐蝕被認(rèn)為對適航性有潛在的緊急的影響并且需要立即采取措施?？茖W(xué)有效的維修方案應(yīng)該能夠控制所有列在基本方案中的主要結(jié)構(gòu)件和其他結(jié)構(gòu)件的腐蝕在一級腐蝕或更好的水平。在根據(jù)一架飛機(jī)的檢查結(jié)果制定腐蝕等級時，應(yīng)該考慮到機(jī)群中其他飛機(jī)上也潛在著類似的腐蝕，但是腐蝕可能是大面積腐蝕和/或在相同檢查區(qū)域的其他部位出現(xiàn)腐蝕。圖1將有助于確定腐蝕等級。腐蝕的一般性修理原則在飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理和日常維護(hù)工作中，根據(jù)

12、SRM手冊、常規(guī)理論及經(jīng)驗，一般有以下幾種腐蝕的修理原則。（1）因去除腐蝕而加工過的鋁合金表面，首先確認(rèn)腐蝕已經(jīng)被完全去除掉，并且加工表面光滑、清潔，不允許有金屬削、油污等污染物滯留在修理區(qū)域內(nèi)；根據(jù)相關(guān)的維修手冊恢復(fù)其原有的表面涂層，必要時再增加一層面漆，然后根據(jù)手冊要求噴涂防腐蝕抑制劑。（2）安裝修理件的配合表面均應(yīng)涂密封膠隔絕，必要時緊固件也應(yīng)涂密封膠濕安裝，所有止裂孔要涂底漆并用軟鉚釘或密封膠堵住。（3）修理件、孔壁、埋頭窩等處，均應(yīng)做表面防護(hù)處理，并噴涂底漆。（4）修理件材料盡量選取與相鄰結(jié)構(gòu)相容的材料，電位相當(dāng)；復(fù)合材料與合金材料之間也要相容，碳纖維樹脂板與鋁合金材料不能直接接觸，

13、必要時可共固化一層玻璃纖維-環(huán)氧樹脂絕緣層；碳纖維樹脂板與鈦合金直接觸時，不必進(jìn)行特別防護(hù)處理。（5）碳纖維樹脂板不能與鋁合金蜂窩材料直接接觸，必要時可共固化一層玻璃纖維-環(huán)氧樹脂絕緣層。（6）在腐蝕環(huán)境下，被連接件與緊固件之間盡量相容。如果不相容，則應(yīng)該使用絕緣套筒、墊圈、涂刷密封劑等方法絕緣，而且，絕緣層要有足夠的厚度和覆蓋面。（7）修理用加強(qiáng)板盡可能選取帶包鋁層材料。（8）安裝鋼、鈦合金的零件，其配合表面應(yīng)涂密封膠濕安裝。（9）鋼修理件一般應(yīng)局部鍍鎘或恢復(fù)原涂層；如果條件不具備，也可以在手冊允許的情況下涂兩道底漆。目前，世界上各大航空公司都十分重視飛機(jī)的防腐工作，各國相繼制定了有關(guān)的適航

14、條例，并在條例的條款中規(guī)定了防止飛機(jī)腐蝕的具體要求和防護(hù)措施。我國在20世紀(jì)80年代初已著手進(jìn)行這項工作，也制定了中國民用航空條例（CCAR）,都對飛機(jī)的腐蝕控制加以具體化，從材料到結(jié)構(gòu)都有嚴(yán)格的規(guī)定。各國民用適航條例有關(guān)腐蝕控制的條款基本上都是參照FAR第25部制定的。由此可見，飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的防護(hù)和控制，對飛行安全起著至關(guān)重要的作用；因腐蝕而造成的飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理和停場，是制約航空公司發(fā)展的重要因素。第二章飛機(jī)的腐蝕原因與防護(hù)措施沿海地區(qū)腐蝕因素分析沿海地區(qū)腐蝕因素按形態(tài)可分為：物理因素、化學(xué)因素、生物因素三種。物理因素，主要是指空氣中的顆粒和太陽輻射引起的腐蝕：化學(xué)因素，主要是指海洋大氣（海霧

15、）、降雨、濕度、溫度和工業(yè)廢氣造成的腐蝕；生物因素，主要是指珊瑚塵、海藻、海生物尸體和鳥糞對飛機(jī)的腐蝕。其中對航空裝備危害最大的是空氣中的顆粒、海霧和工業(yè)廢氣。各機(jī)場因地理位置不同，腐蝕因素的影響也各有不同，應(yīng)根據(jù)不同實際情況，找出重要的腐蝕因素，進(jìn)行有針對性的維（防）護(hù)。2.1.1空氣中的顆粒和太陽輻射空氣中含有的、直徑較大的顆粒一般叫沙塵。沙塵對航空裝備影響很大，它可造成航空裝備表面擦傷，使涂層失去光澤，產(chǎn)生龜裂和脫落從而失去保護(hù)作用。當(dāng)金屬表面擦傷后，易受濕氣，雨水和海霧的侵蝕。當(dāng)飛機(jī)低空飛行或起飛降落時，沙塵使機(jī)翼前緣、機(jī)頭前部、發(fā)動機(jī)前罩等部位的漆層脫落。同時，塵能引起酸、堿和氧化等

16、化學(xué)作用。據(jù)測定，直徑15um的沙塵對航空裝備影響較大，強(qiáng)風(fēng)可將其通過裝備的縫隙吹進(jìn)航空裝備的內(nèi)部，使運(yùn)動機(jī)件卡滯，沙塵會增大電氣設(shè)備觸點的導(dǎo)電電阻，灰塵吸濕則會降低電氣設(shè)備的絕緣性能。無論沙塵集于機(jī)件表面或者內(nèi)部，都能形成水分的凝結(jié)中心，使之受潮并促使霉菌的生長繁殖，從而直接影響機(jī)件的工作正常。太陽輻射會促進(jìn)金屬表面的光敏輻射反應(yīng)及真菌之類的生物活性，后者叉助長了捕集腐蝕性水粒和塵埃。而在熱帶地區(qū)。珊瑚塵與海鹽混在一起的腐蝕性特別大。沿海機(jī)場飛機(jī)腐蝕的兩個主要因素便是珊瑚塵污染和強(qiáng)太陽輻射。2.1.2海洋大氣海洋大氣的腐蝕性主要取決于氯化物含量、相對濕度、溫度及晝夜變化、沉積物、金屬結(jié)構(gòu)潮濕

17、的時間和被腐蝕活性物質(zhì)污染的程度等。海洋大氣的一個主要特點是大氣中含有大量的鹽，在一定溫度、時間條件下，鹽霧與燃料中的釩或硫作用，在發(fā)動機(jī)零件上形成硫酸鹽化合物，從而降低了合金的耐蝕性。根據(jù)不同的條件，發(fā)動機(jī)的腐蝕又分為低溫?zé)岣g（650800C）和高溫?zé)岣g（800900C）。目前葉片的高溫氧化和熱腐蝕破壞已成為影響發(fā)動機(jī)性能、壽命、成本和安全的主要問題之一。由于海浪及大風(fēng)將海水帶人大氣中，經(jīng)過蒸發(fā)，并由季風(fēng)或臺風(fēng)帶到遠(yuǎn)方。低空大氣含鹽量與海岸距離有極大的關(guān)系。一般離海岸20000m起，空氣中含鹽成分比海上降低50100倍。所以，距離海岸越近，空氣中含鹽粒子越多，航空裝備受空氣中鹽成分的侵蝕

18、越重?？諝庵泻}量越多，對金屬的腐蝕就越厲害，表l列出了鋼的腐蝕速度與海岸距離的關(guān)系。從表中可以看出，鋼在距海岸45m處的腐蝕速度幾乎是離海岸400m腐蝕速度的8倍。秦1鋼的腐燭速度與海岸距離的關(guān)系商海岸距離/m45901180270,400鋼的腐辿治如月2350195060037530012.1.3降雨、濕度和溫度對材料起腐蝕作用的物質(zhì)中，水是最主要的，它的作用可以概述如下：在一定條件下，水是一種腐蝕劑。水還是一種電解質(zhì)，能溶解大量的離子，從而引起金屬腐蝕。在大氣環(huán)境下停放或工作的飛機(jī)的腐蝕，實質(zhì)上是水膜下的電化學(xué)腐蝕。降雨沿海地區(qū)年平均降雨量一般在9001342mm左右，年降雨日數(shù)一般在1

19、50天左右。一年有兩個雨期第一個雨期分“春雨期”和“梅雨期”，春雨期一般多在三、四月份，特點是降雨日數(shù)多，降雨量少；梅雨期多在五、六月份，特點是降雨日數(shù)多，降雨量大。梅雨期降雨量為春雨期的16倍以上。第二個雨期一般發(fā)生在九月，受臺風(fēng)影響。雨量大而集中。濕度空氣中相對濕度（RH）的大小，對金屬在大氣中腐蝕速度有較大影響。當(dāng)RH65時，物體表面上附著0.001um0.01urn的水膜。金屬出現(xiàn)腐蝕，若水中溶解有酸、堿、鹽，則會加速腐蝕。由于受氣候影響。沿?？諝馑募镜南鄬穸确謩e為：春季8l86%，夏季8O92%，秋季6780%,冬季6676%。天氣濕熱時，霉菌迅速繁殖，容易損壞光學(xué)設(shè)備，造成電路漏

20、電，加速有機(jī)材料老化等。溫度夏季飛機(jī)從地面飛到1萬米高空，溫度變化可從+40C到一50C在高空進(jìn)氣道氣流溫度可降至一17C，蒙皮溫度有的區(qū)域可降至一22C。溫度影響主要表現(xiàn)在：當(dāng)空氣溫度變化大，引起金屬表面凝霜從而大大加速腐蝕。空氣溫度在5C50C范圍內(nèi)，當(dāng)氣溫劇烈變化范圍達(dá)CC左右時。只要相對濕度達(dá)到65%75%左右，就會發(fā)生凝霜現(xiàn)象且溫差愈大，發(fā)生凝露的相對濕度也愈低。沿海工業(yè)污染在受工業(yè)廢氣污染程度不同的地區(qū)，雨水的pH值也不同，一般農(nóng)村的pH值為6.5,沿海地區(qū)pH值為6.9,工業(yè)區(qū)pH值為4.&而大工業(yè)區(qū)的pH值則會達(dá)到4.2或4.0。在工業(yè)廢氣污染的環(huán)境中，霧、雪、雨、露、霜及灰塵

21、內(nèi)都帶有較大濃度的腐蝕介質(zhì)。對航空裝備的危害極大。空氣中二氧化硫、氯化氫、二氧化氮、三氧化硫、氨以及雨水中的硫酸根和氯離子的不同對鋁合金腐蝕速度也不相同。一般相對濕度越大，腐蝕速度差值越大。設(shè)計和制造時的腐蝕控制腐蝕控制應(yīng)在飛機(jī)設(shè)計和制造時就開始，并貫穿于飛機(jī)的使用和維護(hù)過程中。設(shè)計人員首先要在飛機(jī)初始階段最大限度的防止腐蝕。大修的維修人員也可以在大修時有效地防止腐碰或者對初始設(shè)計上的不足予以彌補(bǔ)。表2給出了一些可能影響飛機(jī)結(jié)構(gòu)的因素。這些因素是制造商在結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以直接控制的。飛機(jī)設(shè)計和制造時的防腐是個系統(tǒng)工程它涉及到從材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計到零件加工、防腐工藝等各個方面。只有緊緊抓住上述各個環(huán)節(jié)，

22、才能實現(xiàn)防腐目的。表2產(chǎn)生腐諭的原因一設(shè)計制造因素原岡排水乘統(tǒng)性能差縫障基本設(shè)計2.2.1設(shè)計時考慮防腐蝕問題不同金屬表面處理系統(tǒng)材料選擇工藝選擇結(jié)構(gòu)可達(dá)性、先進(jìn)的防腐經(jīng)驗，結(jié)合飛機(jī)的使齋境特寺點，研制新合材料有寸對容易發(fā)生腐蝕的部件和部位應(yīng)盡量采用耐腐蝕性能高、耐疲勞性好的材料。同時，可借鑒國夕型實用的緩蝕劑、清洗劑等應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的維護(hù)授如采用新的復(fù)助于解決發(fā)動機(jī)冷端部件的腐蝕問題。在美國的聯(lián)合技術(shù)研究中心開發(fā)了一種玻璃基陶瓷纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，該材料在海上惡劣條件下實驗。用做飛機(jī)噴氣推2.2.2結(jié)構(gòu)布局要設(shè)計合理進(jìn)系統(tǒng)的靜子件。在渦輪葉片表面施加熱障陶瓷涂層是隔絕燃?xì)?、防止熱有效方法。目?/p>

23、研究應(yīng)用多的是金屬熱擴(kuò)散層及熱涂涂層。；儲存在發(fā)動機(jī)設(shè)計上要有良好的可達(dá)性和開敞性，易維護(hù)一在國夕的美制T70o和英法制RTM322渦軸發(fā)動機(jī)以及運(yùn)輸機(jī)用的大型渦扇發(fā)動機(jī)采用慣性塵埃分離技術(shù)，這種分離器對粗沙粒的分離高達(dá)92%，細(xì)沙粒的分離可達(dá)80%，能使發(fā)動機(jī)的壽命增加20倍，我國某些發(fā)動機(jī)也采用了這種技術(shù)。2.2.3加工、制造、裝配對零部件加工質(zhì)量、加工工序、加工方法、裝配間隙以及表面處理、涂鍍層選擇、焊接等要充分注意防腐。比如新型飛機(jī)普遍采用了耐腐蝕性好的底漆。蒙皮零件采用了有機(jī)硅環(huán)氧鍶黃底漆，內(nèi)部鋁合金零件通用底漆也采用了新型的底漆。維護(hù)預(yù)防措施除飛機(jī)制造工廠在設(shè)計制造方面采取措施外，

24、使用部門在維護(hù)工作中也必須采取相應(yīng)措施。表3給出了許多因素，這些因素是制造廠商無法控制的，需要維護(hù)人員予以注意。當(dāng)然有的也超出了維護(hù)人員控制的范圍。表3產(chǎn)生腐迪的原因錐護(hù)使用SR素表面處理退化攪垢化磨積老脫落擦務(wù)緊固件周圍破裂液斥油飛機(jī)內(nèi)部越擬水微牛物生長航空機(jī)務(wù)人員外場維護(hù)要特沿海地帶熱帶環(huán)境下幾點2.3.1要防止各種油生腐蝕。油漆層遇到面沾上了這些液體。保護(hù)層很薄，容易損料、酸等溶液灑在金屬機(jī)件表面上以免金屬機(jī)件或保護(hù)層產(chǎn)各種油料酒精等溶劑會被溶解脫落如果不慎使金屬機(jī)件表腐蝕控制計劃或措施缺乏應(yīng)及時清除干凈，并立即恢復(fù)破壞了的保護(hù)層。金屬機(jī)件的傷，機(jī)務(wù)人員在外場飛機(jī)維護(hù)中要特別注意避免與工

25、具、砂石和其它較硬物體碰撞、摩擦。要做好防潮工作，注意飛機(jī)及其機(jī)件的防水和通風(fēng)。在機(jī)務(wù)維護(hù)中，盡可能地改善飛機(jī)的總體環(huán)境與局部環(huán)境，保護(hù)防腐涂層在壽命期內(nèi)完整有效。做到勤通風(fēng)。防止潮氣、水分或其它腐蝕性介與機(jī)體結(jié)構(gòu)件長期接觸沒有保護(hù)層的金屬機(jī)件表面如有水分，會fjl起電化腐蝕。對有氧化膜保護(hù)層、油漆保護(hù)層和鉻保護(hù)層的屬機(jī)件，要防止水分長時間留在機(jī)件表面上。因為氧化膜保護(hù)層和保護(hù)層的組織多孔，附著或吸收水分后，其防腐能力會大大降低；油保護(hù)層長時間附著水分后，容易變軟而脫落。因此平時應(yīng)及時擦去機(jī)及其機(jī)件上的水分；用煤油清洗零件后應(yīng)擦干凈，以防煤油吸附金屬零件上。在雨、雪、霧、霜之后，應(yīng)打開艙口通風(fēng)

26、，使飛機(jī)內(nèi)部的氣散發(fā)。對鍍鉻層的金屬機(jī)件要經(jīng)常涂潤滑脂。鍍鉻保護(hù)層硬度較大且耐磨，但有許多小孔，并有肉眼看不見的網(wǎng)狀裂紋，如果有電解液進(jìn)入其中，由于鉻的電位比鋼鐵的高，所以被保護(hù)的鋼鐵就容易腐蝕，這是鉻保護(hù)層的弱點。是鉻保護(hù)層和網(wǎng)狀裂紋可以貯存潤滑脂。當(dāng)潤滑脂滲入鉻保護(hù)層后，一方面提高了鉻保護(hù)層的耐磨性，另一方面可防止水分進(jìn)入鉻層，從而提高了鉻保護(hù)層的防腐能力。所以，飛機(jī)的鍍鉻零件要經(jīng)常涂潤滑脂，使其滲入鉻層的小孔和網(wǎng)狀裂紋，然后將機(jī)件表面的潤滑脂擦去，以免沾上砂粒、塵土等使零件磨損。重視鎂合金零件的防護(hù)。鎂合金的電位很低，極易電化腐蝕，因而鎂合金零件的防腐問題特別重要。嚴(yán)禁鍍銀、鍍銅的零件與

27、鎂合金零件接觸，凡是與鎂合金零件相接觸的鋼質(zhì)或銅質(zhì)零件必須鍍鋅，鋁合金件必須氧化處理。軸承外環(huán)允許不鍍鋅。但必須涂上一層2號潤滑脂。在鎂合金上安裝螺栓、螺釘時，必須在螺孔內(nèi)涂亞硒酸，在螺桿上涂工業(yè)凡士林，螺釘上則蘸漆。如果由于安裝搭鐵線而破壞了零件螺孔周圍的保護(hù)層，裝好后應(yīng)當(dāng)恢復(fù)好。鎂合金機(jī)件裂紋后應(yīng)更換，不允許鉆止裂孔。因為鉆止裂孔后，孔內(nèi)不易噴鍍保護(hù)層，且不好檢查腐蝕物侵入孔內(nèi)會加速機(jī)件的電化腐蝕。水上飛機(jī)、艦載機(jī)長時間停放或者執(zhí)行任務(wù)后，要及時按照規(guī)定清洗機(jī)體和發(fā)動機(jī)。換季維護(hù)時要及時對機(jī)體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部位進(jìn)行探傷。2.4飛機(jī)的腐蝕修理新技術(shù)采用復(fù)合材料修復(fù)腐蝕損傷部位的新技術(shù)例如具有大量

28、的復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)種，在世界各地已服役者甚多。同時復(fù)合材料還用于飛機(jī)的方向舵，采用的是碳纖維復(fù)合材料面板的蜂窩結(jié)構(gòu)，如有的飛機(jī)在外襟翼的上、壁板上采用了鋁合金面板的金屬面板蜂窩結(jié)構(gòu)，襟翼前緣、后緣采用的是KevJar復(fù)合材料面板蜂窩結(jié)構(gòu)，有些軍用運(yùn)輸機(jī)的側(cè)面板則采用了玻璃纖維，環(huán)氧樹脂面板蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)等。這樣既可以減輕了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量。同時也可以減少飛機(jī)在飛行和運(yùn)營過程中的油耗。創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。戰(zhàn)斗機(jī)還可以提高飛機(jī)的機(jī)動性能。采用復(fù)合材料修復(fù)金屬腐蝕損傷部位的修理方法是一種外場腐蝕修理方法，非常適用作戰(zhàn)飛機(jī)戰(zhàn)時的快速搶修。該技術(shù)具有結(jié)構(gòu)增重小、抗疲勞性能和耐蝕性能好、修理時間短、

29、易保證修理后的氣動外形，尤其是對復(fù)雜的曲面形狀，無需制作桁架和工裝，成本較低等優(yōu)點。采用激光熔敷技術(shù)修理、腐蝕、損傷部位目前該技術(shù)正處在研究之中，英美等國已在嘗試采用激光熔敷技術(shù)修復(fù)發(fā)動機(jī)零部件，有望在短的時間內(nèi)取得實質(zhì)性的應(yīng)用。2.5腐蝕監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建立與管理飛機(jī)腐蝕狀況的監(jiān)控是整個飛機(jī)腐蝕防護(hù)體系的一個重要方面。對阻止和延緩飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的發(fā)生是十分必要的。建立有效的腐蝕防控體系，建立網(wǎng)絡(luò)化管理，主要是研究網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集方法和數(shù)據(jù)處理手段。監(jiān)控網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)可以完全依托現(xiàn)有體制。各飛行質(zhì)量控制室和發(fā)動機(jī)監(jiān)控室作為網(wǎng)絡(luò)的最基層組織，主要負(fù)責(zé)組織和部門按照擬定的方式，進(jìn)行原始腐蝕數(shù)據(jù)的采集

30、、匯總上報“數(shù)據(jù)處理中心”?！皵?shù)據(jù)處理中心”與各飛行質(zhì)量控制室建立直接的業(yè)務(wù)關(guān)系，并負(fù)責(zé)指導(dǎo)腐蝕部位的數(shù)據(jù)采集和確定傳遞方式。數(shù)據(jù)的采集首先要研究確定飛機(jī)腐蝕嚴(yán)重的監(jiān)控部位、檢查時機(jī)、檢查方法和數(shù)據(jù)記錄方式。每種機(jī)型要單獨進(jìn)行分析研究后，我出監(jiān)控點，并對飛機(jī)的修理情況和與腐蝕相關(guān)的故障進(jìn)行記錄，原則上數(shù)據(jù)的采集時機(jī)與飛機(jī)日常維護(hù)工作同步。數(shù)據(jù)處理必須依賴于“數(shù)據(jù)處理軟件”，該軟件要求能夠?qū)?shù)據(jù)快速有效的輸入和整理，能進(jìn)行必要的分析，對單架飛機(jī)或機(jī)群的腐蝕發(fā)展趨勢和發(fā)展速度做出預(yù)測。整個腐蝕監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采集和處理的飛機(jī)腐蝕數(shù)據(jù)，可作為新機(jī)研制部門、科研院所選材時評定的科學(xué)依據(jù)。隨著飛機(jī)腐蝕監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的

31、不斷完善和防腐控制技術(shù)的深入研究，有關(guān)部門應(yīng)該編寫如飛機(jī)腐蝕預(yù)防和控制大綱、飛機(jī)腐蝕控制設(shè)計維護(hù)指南等相關(guān)資料下發(fā)到具體維護(hù)部門。第三章飛機(jī)結(jié)構(gòu)件最大腐蝕深度的統(tǒng)計規(guī)律分析在以往飛機(jī)設(shè)計中，一般沒有明確密封、排水、腐蝕防護(hù)等特殊要求和使用中的防腐蝕控制措施。尤其是在沿海地區(qū)使用的飛機(jī)服役環(huán)境比較惡劣。隨飛使用壽命的增加，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中占70%以上的高強(qiáng)度鋁合金材料腐蝕嚴(yán)重。且高強(qiáng)度鋁合金所發(fā)生的腐蝕是一種局部腐蝕，在同一腐蝕環(huán)境條件下，同一架飛機(jī)上所發(fā)生的腐蝕嚴(yán)重程度差別較大。即使是飛機(jī)上同一部位或同一個結(jié)構(gòu)件，因腐蝕的具體環(huán)境存在差異，有的地方發(fā)生腐蝕，有的不腐蝕，腐蝕坑的深度、面積差異也較大。

32、這主要是高強(qiáng)度鋁合金材料腐蝕的發(fā)生具有隨機(jī)性和偶然性。從飛機(jī)外場維護(hù)的角度來看，外場檢查中一旦發(fā)現(xiàn)腐蝕部位，按技術(shù)要求要馬上進(jìn)行防腐處理。因此很難在飛機(jī)構(gòu)件上得到同一部位腐蝕坑連續(xù)擴(kuò)展數(shù)據(jù)。故采用數(shù)理統(tǒng)計的方法，結(jié)合某型飛機(jī)大修及外場維護(hù)中得到的部分腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，研究其腐蝕失效模型及腐蝕損傷規(guī)律，以提高外場腐蝕實測數(shù)據(jù)的應(yīng)用可靠性。鋁合金材料腐蝕失效模型以往的研究表明，高強(qiáng)度鋁合金產(chǎn)生點蝕的最大腐蝕深度服從Gumbel（I型極大值）分布?，F(xiàn)以LY12CZ鋁合金型材為例，外場普查到的腐蝕部位其腐蝕過程經(jīng)歷了點蝕、品間腐蝕、剝蝕，它的最大腐蝕深度服從何種分布類型并不清楚，現(xiàn)以Gumbel、

33、正態(tài)、雙參數(shù)威布爾分布等分布模型進(jìn)行檢驗。Gumbel分布概率密度函數(shù)和分布函數(shù)概率密度函數(shù)為:分布函數(shù)為：由式（2）可得：P(QDj=/f(DiD=exjJyxp(-(3)其中：u、6不是分布的均值和方差，而是位置參數(shù)和尺度參數(shù)。對(3)式進(jìn)行線性變換，得到:Y=BDA概率密度函數(shù)為：分布函數(shù)為：FD)=f八陸=f由式(7)式可得到：尸(訃/由于最大腐蝕深度取負(fù)值或取正。都沒意義，因此在積分變量的下限取0，A=-t則(4)式變?yōu)?173.1.2正態(tài)分布概率密度函和分布函數(shù)上限取構(gòu)件腐蝕坑可能的最大腐蝕深度，最大值為構(gòu)件的幾何厚度。雙參數(shù)威爾概率密度函數(shù)和分布函數(shù)概率密度函數(shù)為：式中：m為形狀

34、參數(shù)，a為尺度參數(shù),進(jìn)行線性變換得:9一為真尺度參數(shù)。對（11）式F(Z)=JfDfiD=-e由式（10）式可得到;J-吃如丿=m*L(D)-mL(q)(12)令：K=LnA=L?i(?7)*則(12)式變?yōu)?(13)Y=2?L/i(D)+A3.2某型機(jī)其梁的最大腐蝕深度分布規(guī)律某飛機(jī)機(jī)翼大梁的腐蝕深度普查數(shù)據(jù)如表1所示。該飛機(jī)已使用10余年，翼梁緣條的材料為高強(qiáng)度鋁合金LY12CZ，表面經(jīng)過陽極化處理并涂有H06-1012H航空環(huán)氧鋅黃底漆。表1某型飛機(jī)機(jī)翼大梁腐蝕深度統(tǒng)計數(shù)值表腐倆應(yīng)幅慷探度W腐諛深度號D/(mm)號號D/(mm).50.7O9O.20.40.30.60期.50.00.00

35、90.90.60.40.4010.203070腕.70加血,60.50An1i-T1L-1.1-1Id41-1tj_lan1l.567s9fll234567s90l23456789055555666666666677777777778oooooooooooortvo_flflooooooooooo9&0*5389461272&3280310178Tss-fa-BKA+TFTX+r_11nILL_ILn1nn22.n2,1-2n8901234522333333678-90123567890123433334-44444444455553黑.80.70w.3030m.20.60第空.90.70.7

36、0.50.40.30.20誥器405012I21111I212,2+將表1中的外場飛機(jī)翼梁上實測到的腐蝕深度數(shù)據(jù)按從小到大的次序排列，第1號是數(shù)值最小的測量值D,第80號是值最大的腐蝕深度測量值D80。若第I號的腐蝕深度測量為D;，按下式計算腐蝕點的統(tǒng)計概率：式中：i二1,2,3.N;N為腐蝕部位即測量值的總個數(shù),本式中N=80.表2翼梁鋁合金型材腐蝕坑深度有關(guān)統(tǒng)計參數(shù)計算結(jié)果LfljLwfZjJLnLn.012351,2351.48034-1.20397-438824.024的2.469130868-1.20397-3.68&83.037043.7041.19266-1.20397-3277

37、03.049384.9381.10133-.9162929加4.061736.173),02425-.91629-2.75332.074077.40795655-.91629-2.56446.08642&64289549-.69315-2.4036922.9506295.062d一1.002020.46998丿(-j227WI=2.27596(14)(15)利爾福斯法檢驗及鋁合金型材的腐蝕發(fā)展過程圖檢驗方法簡單實用，可以初步推斷出飛機(jī)外場腐蝕普查到的鋁合金材料最大腐蝕深度服從正態(tài)分布，即D-N(p,(y2),L為均值，6，為方差。但圖檢法往往不夠精確，采用利爾福斯法進(jìn)一步檢驗。用極大似然法對未

38、知參數(shù)進(jìn)行估計：八1N中+石D26375A31Nf-Vcr=029981假設(shè)外場檢查到的的最大腐蝕深度服從正態(tài)分布，即經(jīng)計算得到取檢驗水平a=0.05，即其置信水平1-a=0.95.查利爾福斯法檢驗的臨界值(D.a)表使得滿足：由于D=0.09059D.q,所以通過假設(shè)檢驗。即飛機(jī)高強(qiáng)度鋁合金翼梁型材外場普查到的腐蝕部位最大深度符合正態(tài)分布規(guī)律。一般來說，總體樣本服從什么分布與腐蝕失效機(jī)理和失效模式有很大的關(guān)系。LY12CZ高強(qiáng)度鋁合金一般會發(fā)生品間腐蝕和剝蝕，而不是僅僅發(fā)生點蝕。發(fā)生點蝕時，構(gòu)件上各處的腐蝕深度差異很大，腐蝕孔底部的腐蝕深度要比沒有腐蝕孔的區(qū)域大得多，因而其最大腐蝕深度符合極

39、值分布(Gumbel)的統(tǒng)計規(guī)律。機(jī)場維護(hù)人員檢查機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕部位時，由于飛機(jī)的使用日歷年限己較長，鋁合金型材制造的承力構(gòu)件多在飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，被機(jī)組人員所能檢查到并登記記錄的腐蝕部位，一般來說該部位已腐蝕比較嚴(yán)重，統(tǒng)計測量到的腐蝕深度己達(dá)到鋁合金剝蝕的程度。這主要是高強(qiáng)度鋁合金的品粒之間存在著容易發(fā)生腐蝕的陽極相，因此，腐蝕優(yōu)先沿晶界擴(kuò)展，在晶界形成連續(xù)的陽極溶解通道，即發(fā)生晶間腐蝕。在晶間腐蝕過程中，由于腐蝕產(chǎn)物的體積膨脹，在晶界發(fā)生“楔入效應(yīng)”而產(chǎn)生張應(yīng)力，導(dǎo)致沿品裂紋的形成和擴(kuò)大。對于具有平行于表面、有高度方向性的扁平品粒結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度鋁合金型材來說，沿晶裂紋很容易沿著與表面平行的方向擴(kuò)展

40、，從而使表層的金屬發(fā)生層狀開裂和剝落。一吃機(jī)鋁合金翼梁緣條多為擠壓或模鍛型材，腐蝕最初期是點蝕，隨后就逐漸發(fā)展成品間腐蝕和剝蝕。隨著腐蝕的發(fā)展，腐蝕深度不僅沿著與型材表面垂直的方向擴(kuò)展，而且還沿著與型材表面平行的方向發(fā)展，所以，外場檢查到的腐蝕損傷部位其腐蝕深度符合正態(tài)分布的統(tǒng)計規(guī)律。用正態(tài)分布統(tǒng)計規(guī)律估算最大腐蝕深度根據(jù)上述的分析和驗證，高強(qiáng)度鋁合金型材的最大腐蝕失效深度服從正態(tài)分布規(guī)律，即：D幺/)由式(8)知；72、汽b取95%的置信度，令P(DDn,)二0.95,則有：查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分位點U0.95=1.65即：2Z上L65|=0.95,則可得到:令Dnt=1.65-(74-/門)根據(jù)(17)式估算出的最大腐蝕深度幾。具有95%的置信度。經(jīng)統(tǒng)計推斷某飛機(jī)高強(qiáng)度鋁合金翼梁服役十余年后，其最大腐蝕深度的估計值為:Dm=1.656+U=2.1672mm。結(jié)束語這次的畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過兩個多月的努力，終