飛機(jī)腐蝕損傷等級劃分探討

王 豪，王文亮，李文欽，徐 輝

（海軍駐南昌地區(qū)航空軍事代表室，江西 南昌330024）

1 腐蝕損傷等級劃分影響因素

腐蝕等級劃分應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)腐蝕的腐蝕原因、腐蝕類別、腐蝕程度、可檢性、檢出的時(shí)間歷程等多種影響因素。“腐蝕原因”是偶然因素還是非偶然因素、“腐蝕類別”是局部腐蝕還是廣布腐蝕、“腐蝕程度”是否超出允許損傷極限，是腐蝕等級評級的決定因素。

1.1 腐蝕原因

結(jié)構(gòu)腐蝕原因是評定腐蝕級別的首要決定性因素。腐蝕原因可分為“非偶然因素”和“偶然因素”。

1）非偶然因素

結(jié)構(gòu)腐蝕在整個(gè)機(jī)隊(duì)普遍存在 （如源于飛機(jī)使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷等）；并且通過采取調(diào)整CPC(飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制)任務(wù)/要求、重復(fù)檢查間隔等手段，能夠有效地將結(jié)構(gòu)腐蝕控制在一級或者更好水平。這類結(jié)構(gòu)腐蝕的原因稱為“非偶然因素”。

非偶然因素包括：結(jié)構(gòu)表面保護(hù)層自然老化；防腐劑自然老化；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷等。

2）偶然因素

如果結(jié)構(gòu)腐蝕原因在整個(gè)機(jī)隊(duì)中并不具有普遍性，且通過采取調(diào)整CPC任務(wù)/要求、重復(fù)檢查間隔等手段，并不能夠有效地將個(gè)體飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕控制在一級或者更好的水平 （但偶然因素導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)腐蝕均為一級腐蝕）。這類結(jié)構(gòu)腐蝕的原因稱為 “偶然因素”。

偶然因素包括：結(jié)構(gòu)修理工藝不當(dāng) (將可能導(dǎo)致二次腐蝕)；構(gòu)件安裝密封不當(dāng)；排污通道不暢；意外滲漏 (包括如裝置/設(shè)備中的腐蝕液、化工品貨物等)；防腐措施不當(dāng) (清潔不徹底,忘噴防腐劑)等。

1.2 腐蝕類別

腐蝕類別包括局部腐蝕和廣布腐蝕。局部腐蝕只可能導(dǎo)致單個(gè)結(jié)構(gòu)失效，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)持續(xù)性危害程度較小。廣布腐蝕屬于廣布結(jié)構(gòu)損傷的一種，可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體剩余強(qiáng)度嚴(yán)重降低，對飛機(jī)持續(xù)性危害遠(yuǎn)大于局部腐蝕。

1）發(fā)生局部腐蝕的典型部位

（1）機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等部件不相鄰隔間蒙皮或腹板上發(fā)生的腐蝕；

（2）單個(gè)或兩個(gè)以上（含兩個(gè)）不相鄰框、肋、緣條、長桁或加強(qiáng)件等同類構(gòu)件上發(fā)生的腐蝕；

（3）蒙皮、腹板、框、肋、緣條、長桁或加強(qiáng)件等不同類構(gòu)件腐蝕,但腐蝕并不在同一隔間區(qū)域。

2）發(fā)生廣布腐蝕的典型部位

（1）機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等部件相鄰兩個(gè)或者兩個(gè)以上隔間蒙皮或腹板上發(fā)生的腐蝕；

（2）兩個(gè)或者兩個(gè)以上相鄰框、肋、緣條、長桁或加強(qiáng)件等同類構(gòu)件發(fā)生的腐蝕；

（3）同一隔間內(nèi)兩類或兩類以上結(jié)構(gòu)件(蒙皮、腹板、框、肋、緣條、長桁或加強(qiáng)件等)上發(fā)生的腐蝕。

1.3 腐蝕損傷量化表征

腐蝕程度直接決定了飛機(jī)結(jié)構(gòu)的剩余承載能力,直接關(guān)系到腐蝕損傷等級的評定結(jié)果和飛機(jī)持續(xù)性。清除腐蝕后的結(jié)構(gòu)承載能力,是腐蝕程度的評定標(biāo)準(zhǔn)。

腐蝕特征量是表示腐蝕程度的尺度。一般用三維尺度如長、寬、深描述腐蝕嚴(yán)重程度。根據(jù)不同腐蝕形態(tài)可以用不同的腐蝕特征量來描述,如孔蝕一般用最大深度來描述；嚴(yán)重剝蝕一般用腐蝕面積來描述；對受力構(gòu)件而言,剖面面積的削弱,取決于腐蝕深度和寬度，在構(gòu)件寬度方向上,腐蝕寬度相同時(shí),構(gòu)件剖面的削弱,僅取決于腐蝕深度。

按結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求,結(jié)構(gòu)承載能力不允許低于設(shè)計(jì)的極限載荷。因而，清除腐蝕后的結(jié)構(gòu)是否能夠承受設(shè)計(jì)極限載荷,就表明了結(jié)構(gòu)腐蝕損傷程度是否在允許損傷極限范圍內(nèi)。

2 腐蝕損傷等級劃分原則

根據(jù)其他類飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕損傷等級判別原則并借鑒國外老齡飛機(jī)有關(guān)使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，可將腐蝕等級劃分為三級。能否將結(jié)構(gòu)腐蝕控制在一級或者更好的水平，是判斷CPC任務(wù)活動(dòng)/技術(shù)要求是否有效的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

1）一級腐蝕損傷

（1）在兩次相鄰的檢查間隔內(nèi)發(fā)生的局部腐蝕，其損傷去除量在結(jié)構(gòu)允許損傷極限值內(nèi)；

（2）在兩次相鄰的檢查間隔內(nèi)發(fā)生的廣布腐蝕，但其損傷去除量明顯小于結(jié)構(gòu)允許損傷極限值；

（3）在兩次相鄰的檢查間隔內(nèi)發(fā)生腐蝕，其損傷去除量超過結(jié)構(gòu)允許損傷極限值，但是腐蝕起因?yàn)榕既灰蛩兀ㄔ谡麄€(gè)機(jī)隊(duì)并不具有普遍性）；

（4）結(jié)構(gòu)檢查表明，在兩次相鄰檢查中僅有的輕微腐蝕，但最近一次的檢查發(fā)現(xiàn)，歷次累計(jì)損傷去除量已超出了結(jié)構(gòu)允許損傷極限值。

2）二級腐蝕損傷

（1）在兩次相鄰的檢查間隔內(nèi)發(fā)生的局部腐蝕，其損傷去除量超出結(jié)構(gòu)允許損傷極限值；

（2）在兩次相鄰的檢查間隔內(nèi)發(fā)生的廣布腐蝕，其損傷去除量接近結(jié)構(gòu)允許損傷極限值。

3）三級腐蝕損傷

當(dāng)?shù)谝淮位螂S后的檢查發(fā)現(xiàn)的腐蝕，已嚴(yán)重影響到飛機(jī)的安全性，此種情況在機(jī)隊(duì)中其他飛機(jī)上也可能發(fā)生，對機(jī)隊(duì)同型號飛機(jī)需要緊急關(guān)注。

需要指出的是，腐蝕等級的判定與是否需要修理或更換無直接關(guān)系，當(dāng)總損傷超過允許極限時(shí)，不管是Ⅰ級腐蝕還是Ⅱ級腐蝕，都需要修理或更換。腐蝕等級的判定直接影響的是為腐蝕防護(hù)方案的修改。如果在腐蝕防護(hù)中發(fā)現(xiàn)了Ⅰ級腐蝕，則不影響腐蝕防護(hù)方案；如果發(fā)現(xiàn)了Ⅱ級腐蝕，則需要評估并確定是否需要修改腐蝕防護(hù)方案。

如果在腐蝕檢查中發(fā)現(xiàn)了Ⅱ級以上腐蝕損傷，發(fā)現(xiàn)的單位要及時(shí)將檢查和腐蝕損傷的結(jié)果報(bào)告相應(yīng)的修理廠家與飛機(jī)設(shè)計(jì)制造單位，飛機(jī)設(shè)計(jì)制造單位分析腐蝕原因并改進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)。同時(shí)，要考慮對同機(jī)型的機(jī)隊(duì)進(jìn)行普查或修改腐蝕防護(hù)方案。

3 腐蝕損傷等級邏輯決斷

根據(jù)以上腐蝕損傷等級劃分原則，并權(quán)衡考慮腐蝕損傷等級評定的主要影響因素，構(gòu)建科學(xué)、合理、工程實(shí)用的腐蝕損傷等級邏輯決斷圖 （如圖1所示）。

圖1 腐蝕損傷等級邏輯決斷圖

[1]牛志燕.飛機(jī)腐蝕原因與防護(hù)控制[J].航空工程與維修,2001.1.

[2]黃昌龍,萬小明.飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕級別評定準(zhǔn)則詳析[J].中國民航大學(xué)學(xué)報(bào).2007,25(1).

[3]劉秀麗.飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕檢測技術(shù)研究[J].機(jī)械強(qiáng)度.2004，26(S)：60-62.

[4]楊賓峰等.飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕檢測中的脈沖渦流無損檢測技術(shù).測試技術(shù)學(xué)報(bào).2005,19(1).