飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕與防護(hù)概述講解

腐蝕防護(hù)與控制概述飛機(jī)結(jié)構(gòu)廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院任艷萍腐蝕對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)危害腐蝕的危害性不僅僅表現(xiàn)在對(duì)金屬自身的損害，還會(huì)引起工廠停產(chǎn)或者產(chǎn)品質(zhì)量下降，嚴(yán)重的甚至造成災(zāi)難性事故：2004年4月17日1967年美國(guó)俄亥俄河上銀橋倒塌，造成9人重傷，46人死亡。原因是一鑄件由于應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕而發(fā)生斷裂。重慶天原化工總廠曾發(fā)生氯氣泄漏和爆炸的事故,造成9人死亡或失蹤，15萬(wàn)居民被疏散，主要原因是因?yàn)?號(hào)氯冷凝器出現(xiàn)穿孔，從而造成氯氣泄漏和爆炸。腐蝕引起的民航事故1981年，一架波音737-200飛機(jī)，由于機(jī)身腐蝕引起結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致機(jī)毀人亡；一架波音747客機(jī)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪輪盤(pán)鍍鎳，降低了其抗疲勞性能，引起斷裂，擊穿發(fā)動(dòng)機(jī)著火，被迫返航。2000年2月，中國(guó)化工建設(shè)大連公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)大連化建）要空運(yùn)80桶“8-羥基喹啉”的化工產(chǎn)品，并表示，該化工產(chǎn)品為固體粉末。民航發(fā)生過(guò)數(shù)次由于腐蝕而引起的嚴(yán)重事故：化學(xué)品泄漏致飛機(jī)報(bào)廢：當(dāng)年3月15日，馬來(lái)西亞航空公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)馬航)MH085號(hào)航班從北京飛往吉隆坡。當(dāng)晚，飛機(jī)抵達(dá)吉隆坡機(jī)場(chǎng)。裝卸工人進(jìn)入飛機(jī)貨艙準(zhǔn)備卸貨時(shí)，發(fā)現(xiàn)貨物為液體，且已發(fā)生大量泄漏。其中5名裝卸工因?yàn)槲胗泻怏w，突發(fā)暈厥，后經(jīng)搶救脫離危險(xiǎn)。飛機(jī)隨即被隔離。直到次日，機(jī)場(chǎng)消防救援隊(duì)才將大連化建委托運(yùn)輸?shù)膬蓚€(gè)集裝箱卸下，并發(fā)現(xiàn)貨物中已有兩桶發(fā)生泄漏，而且貨物不是大連化建當(dāng)初所申報(bào)的普通貨物——8-羥基喹啉，而是強(qiáng)腐蝕性化學(xué)藥品草酰氯，屬于危險(xiǎn)貨物。

“我們?nèi)ト∽C時(shí)，當(dāng)時(shí)在場(chǎng)的人都說(shuō)聞到了刺鼻的氣味。幸虧空乘人員及時(shí)疏散乘客，否則后果難以想象?！瘪R航的代理律師說(shuō)，整架飛機(jī)全毀了，只有兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)勉強(qiáng)是好的。記者在現(xiàn)場(chǎng)照片中看到，當(dāng)時(shí)飛機(jī)中彌漫著白色氣體，消防員頭戴防毒面具進(jìn)行搶險(xiǎn)。飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷是飛機(jī)最嚴(yán)重?fù)p傷形式之一。不僅危及著飛機(jī)的飛行安全。而且，在使用壽命期內(nèi)，用于維修結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的費(fèi)用是相當(dāng)高的。1.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的危害環(huán)境苛刻的地區(qū)，飛機(jī)上腐蝕多發(fā)區(qū)域需要更頻繁地打開(kāi)檢查、清潔，需要支付相應(yīng)的材料、工時(shí)成本；修理受腐蝕損傷的零件，或更換零件，或改裝成耐蝕性能更優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式，材料、工時(shí)等成本。增加了使用飛機(jī)的成本1.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的危害因例行的腐蝕控制工作，或腐蝕造成的意外損傷的處理，還會(huì)帶來(lái)飛機(jī)停場(chǎng)的間接損失（停一天多賠幾十上百萬(wàn)）。除了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理的腐蝕，還有一些腐蝕損傷屬于“暗傷”，這些隱蔽的腐蝕損傷長(zhǎng)時(shí)間累積，在機(jī)齡進(jìn)入老年期逐漸顯現(xiàn)甚至爆發(fā)，使維修成本和停場(chǎng)時(shí)間激增，快速耗盡飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)壽命。減少了運(yùn)營(yíng)收益飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷是飛機(jī)最嚴(yán)重?fù)p傷形式之一。它危及著飛機(jī)的飛行安全。在使用壽命期內(nèi)，用于維修結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的費(fèi)用是相當(dāng)高的。腐蝕使零件斷面尺寸減薄，承載力降低，使結(jié)構(gòu)可能過(guò)早失效。正常執(zhí)行維護(hù)工作，嚴(yán)格按適航方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)修理，單純的材料腐蝕是不大可能造成嚴(yán)重事故的。歷史上少數(shù)幾個(gè)因腐蝕造成的嚴(yán)重事故中，都是因?yàn)樵跈z查和維修的若干環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了人為差錯(cuò)，或沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕造成的。造成飛行事故1.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的危害飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷是飛機(jī)最嚴(yán)重?fù)p傷形式之一。它危及著飛機(jī)的飛行安全。在使用壽命期內(nèi)，用于維修結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的費(fèi)用是相當(dāng)高的。飛機(jī)部件失效模式百分比疲勞腐蝕過(guò)載應(yīng)力腐蝕斷裂/腐蝕疲勞磨損/擦傷/風(fēng)蝕高溫腐蝕1988年4月28日，美國(guó)阿羅哈航空公司243號(hào)航班（B737-200）在飛行途中發(fā)生爆裂性失壓事故，前機(jī)身從登機(jī)門(mén)后側(cè)到機(jī)翼前緣的上半部外殼完全破損，機(jī)頭與機(jī)身隨時(shí)有分離的危險(xiǎn)，但10多分鐘后奇跡地在茂宜島的卡富魯伊機(jī)場(chǎng)安全降落。與腐蝕有有關(guān)的事故—阿羅哈243航班2007年4月2日，一架以色列飛機(jī)工業(yè)公司的1124型飛機(jī)（注冊(cè)號(hào)VH-AJP）在起飛爬升至34,000英尺時(shí)，機(jī)組聽(tīng)到幾聲爆破音，緊接著機(jī)艙失壓。機(jī)組緊急下降至10,000英尺，并返回起飛機(jī)場(chǎng)降落。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)后機(jī)身上部蒙皮破裂。蒙皮受到腐蝕導(dǎo)致爆破性失壓取下破裂的蒙皮，發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)60%以上表面有剝落腐蝕。特別是蒙皮的化學(xué)銑切表面，沒(méi)有包鋁層，耐蝕性變差，腐蝕特別嚴(yán)重。腐蝕的蒙皮可以看到在化學(xué)銑切處，因缺少包鋁層而發(fā)生剝落腐蝕。蒙皮試樣的顯微照片飛機(jī)腐蝕問(wèn)題的實(shí)例一、機(jī)身前貨艙下部蒙皮嚴(yán)重腐蝕：2009年10月,南航海口分公司飛機(jī)（

注冊(cè)號(hào)B-2922；飛行小時(shí)：43,463；飛行起落:29,136）在GAMECO執(zhí)行13C檢期間，發(fā)現(xiàn)前貨倉(cāng)底部機(jī)腹蒙皮大面積嚴(yán)重腐蝕，從STA360-540共6.6米長(zhǎng)的范圍內(nèi)，蒙皮打磨超標(biāo)的部位有15處，有3處穿孔；再加上兩處舊修理，在腐蝕超標(biāo)近12處，在切除損傷后，已無(wú)法再做其他修理，只能更換整塊蒙皮，不僅延誤了飛機(jī)出場(chǎng)時(shí)間，而且增加了近百萬(wàn)元的維修費(fèi)用。腐蝕的原因1432該公司有成熟的CPCP方案，

所有分子公司中，唯有?？谇闆r嚴(yán)重，還不止一架飛機(jī)。主要原因是長(zhǎng)期運(yùn)輸海鮮，并且多次嚴(yán)重滲漏,沒(méi)有及時(shí)清潔、防腐。這樣的短期的,快速擴(kuò)展的腐蝕已經(jīng)嚴(yán)重威脅到飛行安全。建議航空公司加強(qiáng)海產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)陌b和管理。2009年9月,某貨運(yùn)航空公司一架737飛機(jī)，B-5046（飛行小時(shí)：51,720，起落：38,780）C檢中，發(fā)現(xiàn)水平安定面后梁上緣條嚴(yán)重腐蝕。二、某個(gè)貨運(yùn)航空公司(郵政)波音MPD推薦首次檢查D檢重復(fù)檢查4C腐蝕的原因是沒(méi)有適當(dāng)完成防腐工作，重復(fù)檢查間隔過(guò)長(zhǎng)，建議首次6C檢查平尾內(nèi)腔重復(fù)間隔定為2C二、某個(gè)貨運(yùn)航空公司(郵政)三、機(jī)身框腐蝕2007年3月，B-2924飛機(jī)，（飛行小時(shí)：36,718,飛行起落：24,816），C檢機(jī)身框腐蝕意外損傷的檢查和修復(fù)2009年1月，東方航空B-6262飛機(jī)，尾部擦地，經(jīng)初步檢查后外場(chǎng)機(jī)務(wù)認(rèn)為問(wèn)題不大，準(zhǔn)備調(diào)機(jī)回基地修理。結(jié)構(gòu)工程師檢查以后認(rèn)為，這樣的損傷顯然不能繼續(xù)飛行。1.2造成民航運(yùn)輸飛機(jī)腐蝕的因素造成民航飛機(jī)發(fā)生腐蝕內(nèi)外部因素材料：結(jié)構(gòu)：防護(hù)層：內(nèi)部因素：因設(shè)計(jì)和制造上的便利，現(xiàn)役民航飛機(jī)仍大量使用金屬材料，特別是高強(qiáng)度鋁合金作為主要結(jié)構(gòu)材料。鋁合金不同于純鋁，由于添加了合金元素，形成了多相結(jié)構(gòu)，易發(fā)生點(diǎn)蝕、晶間腐蝕等局部腐蝕。由于不同金屬連接的情況不可完全避免，如鋁合金與鈦合金、高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)等的連接。如果兩者之間的密封絕緣沒(méi)有做好，就可能造成鋁合金發(fā)生加速腐蝕。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)縫隙。如果密封不好則會(huì)引發(fā)縫隙腐蝕。結(jié)構(gòu)應(yīng)力特別是交變應(yīng)力會(huì)與腐蝕因素共同作用造成應(yīng)力腐蝕。雖然使用防護(hù)層后可以避免材料與外界直接發(fā)生腐蝕反應(yīng)，但防護(hù)層本身厚度薄質(zhì)地軟，使用中易破損，喪失防護(hù)能力。造成民航飛機(jī)發(fā)生腐蝕內(nèi)外部因素環(huán)境：飛行與運(yùn)營(yíng)：維護(hù)與管理：外部因素：由于飛機(jī)是在大氣層這個(gè)宏觀環(huán)境中工作，不可避免地會(huì)受到環(huán)境中的腐蝕因素的作用。比如，在氣溫高、濕度大的氣候條件下飛行、停場(chǎng)的飛機(jī)，其腐蝕問(wèn)題要比在干冷地方飛行的飛機(jī)來(lái)得更為嚴(yán)重。另外，在沿海地區(qū)飛行的飛機(jī)，其腐蝕問(wèn)題要比內(nèi)陸的更為嚴(yán)重。其他因素：如火山活動(dòng)等都會(huì)對(duì)飛機(jī)的腐蝕產(chǎn)生影響。地面溫度高，高空溫度低（可低至-50℃），艙內(nèi)的水氣會(huì)凝成液態(tài)水，聚集在艙底，構(gòu)成腐蝕環(huán)境。飛機(jī)運(yùn)載的貨物，特別是帶海水包裝的海鮮、化工品等，如包裝破損，就會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的腐蝕問(wèn)題。飛機(jī)起降時(shí)，剮蹭出的沙礫會(huì)打壞起落架艙表面的防護(hù)涂層，引起腐蝕。比如：缺乏有效的管理，維護(hù)工作不夠仔細(xì)。防護(hù)層破壞甚至已經(jīng)有腐蝕了，還不報(bào)告、不去進(jìn)行及時(shí)的處理，致使腐蝕逐步蔓延。1.2造成民航運(yùn)輸飛機(jī)腐蝕的因素沿海使用的飛機(jī)腐蝕問(wèn)題比內(nèi)陸地區(qū)嚴(yán)重，離海岸越近越嚴(yán)重。以?xún)?nèi)地機(jī)場(chǎng)為基地，執(zhí)飛內(nèi)陸航線(xiàn)的飛機(jī)，外部蒙皮很少發(fā)現(xiàn)腐蝕。而在沿?；蚝u機(jī)場(chǎng)停場(chǎng)，或長(zhǎng)期執(zhí)飛越海航線(xiàn)的飛機(jī)，腐蝕問(wèn)題較多。大氣污染嚴(yán)重地區(qū)的飛機(jī)腐蝕更加嚴(yán)重。在雨水充沛、鹽霧含量高、空氣濕度大、溫度高的地區(qū)腐蝕嚴(yán)重。服役日歷年限長(zhǎng)的飛機(jī)腐蝕比服役時(shí)間短的更嚴(yán)重。連續(xù)停放時(shí)間長(zhǎng)的飛機(jī)，比經(jīng)常使用和維護(hù)的飛機(jī)腐蝕更嚴(yán)重。1.3飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的一般規(guī)律飛機(jī)的“易腐蝕”部位和結(jié)構(gòu)形式異種金屬接觸部位、存在結(jié)構(gòu)縫隙的部位緊固件和緊固件孔周?chē)⒚芊赓|(zhì)量差的連接結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)死角、易積水或排水條件差、維護(hù)困難的部位表面防護(hù)層質(zhì)量差、防護(hù)層受到損傷的部位民航飛機(jī)的腐蝕多發(fā)區(qū)域前、后貨艙龍骨梁客艙地板結(jié)構(gòu)危害最為嚴(yán)重的是貨艙底部的腐蝕——直接威脅機(jī)身蒙皮的完整性。飛機(jī)也有壽命，周全的腐蝕控制才能獲得更長(zhǎng)的壽命飛機(jī)的壽命是經(jīng)濟(jì)壽命。通過(guò)大修、改裝，升級(jí)設(shè)備，原理上具體的一架飛機(jī)可無(wú)限期地使用下去。但是繼續(xù)使用的收益是有限的，但隨著機(jī)齡增長(zhǎng)，保持可用所需投入越來(lái)越大，最終將超過(guò)收益——繼續(xù)使用不劃算了，則退役報(bào)廢。適航當(dāng)局對(duì)日歷年限長(zhǎng)或飛行循環(huán)數(shù)高的老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性越來(lái)越關(guān)注，繼續(xù)使用老齡飛機(jī)所需執(zhí)行的例行檢查越來(lái)越繁雜，帶來(lái)日益增長(zhǎng)的成本。飛機(jī)的腐蝕控制需要有合理的設(shè)計(jì)、精良的制造、適度的使用和周全的維護(hù)，以獲得充分的安全性和良好的經(jīng)濟(jì)性。1.4飛機(jī)腐蝕的控制飛機(jī)的腐蝕如人的衰老良好的設(shè)計(jì)和制造，如人的先天基因和青少年時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)鍛煉，這些是飛機(jī)（人）抵抗衰老的“本錢(qián)”。合理的使用與精細(xì)的維護(hù)，如人中老年時(shí)期積極但有節(jié)制的生活與適度保養(yǎng)，這是利用本錢(qián)盡量生發(fā)利息，又力爭(zhēng)延年的保證。選用耐蝕性好的材料。針對(duì)結(jié)構(gòu)所處腐蝕環(huán)境特征，選擇腐蝕速率低，且不發(fā)生危險(xiǎn)性大的局部腐蝕形式的材質(zhì)。但由于常用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料，特別是金屬材料（鋁合金、鋼、鈦合金、銅合金）在飛機(jī)內(nèi)部腐蝕環(huán)境下都有發(fā)生局部腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，而且還有比強(qiáng)度、加工工藝性和成本方面的約束，所以?xún)H靠選材來(lái)控制腐蝕困難太大。將來(lái)，大型民航運(yùn)輸飛機(jī)也大量使用樹(shù)脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料后，飛機(jī)的腐蝕控制可能會(huì)成為一個(gè)次要問(wèn)題。如何設(shè)計(jì)一架耐蝕性好的飛機(jī)在零件上施加腐蝕防護(hù)層鋼鐵件可以電鍍，如鍍鋅、鍍鎳、鍍鎘等鋁合金件多用化學(xué)氧化或電化學(xué)陽(yáng)極化涂漆，涂水置換型防腐劑防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)異金屬接觸點(diǎn)的絕緣，和接頭周?chē)拿芊饪p隙密封注意零件相互之間不要形成積水區(qū)，強(qiáng)度允許時(shí)開(kāi)排水孔通風(fēng)（空調(diào)或環(huán)控系統(tǒng)），特別是艙底通風(fēng)可維修性設(shè)計(jì)：可達(dá)、可檢測(cè)、可修復(fù)、可更換如何合理地使用和維護(hù)飛機(jī)加強(qiáng)人員培訓(xùn)，要求接觸飛機(jī)的所有人員，包括空勤和地勤，無(wú)論何時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕事件和可能造成腐蝕的事件，都要及時(shí)報(bào)告；不載運(yùn)含水的生鮮貨品，如需要載運(yùn)則必須按標(biāo)準(zhǔn)做好包裝完