有關飛機結構腐蝕的研究

摘要：本文從飛機結構腐蝕的危害性、定義、機理、原因、常見部位、一般性修理原則等幾個方面，全面論述了飛機結構腐蝕與維護的有關問題，同時對未來飛機腐蝕的控制提出了一些建議。

關鍵詞：飛機 結構腐蝕

飛機結構的腐蝕實質上是結構元件在使用環境下 ，通過化學或電化學作 用 所發生的積累性化學 損傷和破壞。飛機腐蝕的 嚴重程度與使用年限密切 相關，并隨著使用年限的增長迅速加快。飛機結構在制造過程中均 已采取了一定的表面防腐措施。但是，當飛機使用 一定年限后，特別是在沿海、沿湖、多雨、潮濕、高溫地區 使用 的飛機，其構件表面防腐涂層會逐漸變質，失去與基體表面的結合力而脫落，于是 ，構件就發 生腐蝕。構件的局部位置一旦 發生腐蝕，由于腐蝕產物的體積效應，腐蝕介質更 易吸附，進人基體而難以排除，從而加速構件腐蝕。如不及時地實施有效的腐蝕修理與控制，已腐蝕部位將加劇腐蝕，原來沒發生腐蝕的部位，也可能出現新的腐蝕[1]。

1、飛機結構上 不同的部位所產生的腐蝕形式

1.1均勻腐蝕

均勻腐蝕是以金屬表面的剝落為特征的 ，化學或電化學反應在 金屬表面均勻進行，結果使金屬表面均勻變薄，直 至破壞，一 般來說，均勻腐蝕對機體結構危害性小，易發現，易 于修理。

1.2電化腐蝕

在電解液存在的 前提下，兩種不 同電位的金屬或金屬與非金屬導體電化聯接所引起 的腐蝕，又稱接觸腐蝕。這種腐蝕形式在飛機結構上最為普遍。

1.3縫隙腐蝕

處于腐蝕介質中的金屬結構，由于金屬結構件之間形成縫隙 ，腐蝕介質就會進人并留在縫隙內，從而使縫隙 內部腐蝕加速。在飛機結構 中，不銹鋼、鋁合金 、欽合金對縫隙腐蝕最為敏感[2]。

1.4孔蝕( 點蝕或坑蝕)

金屬表面在拉應力或化學物質作用下 ，保護層遭到破壞，使金屬直接暴露在腐蝕環境 中，形成局部腐蝕 小孔并向深入 發 展的一種破壞形式。其腐蝕部位常被腐蝕產物所覆蓋，不易發現，易產生應力集 中，成為腐蝕疲勞的裂紋源。孔蝕危害性極大，有可能導致飛機結構的 突發性事故。

1.5晶間腐蝕

沿著晶體的晶粒邊界或晶界附近發生的腐蝕，其結果使晶粒間的結合力遭到破壞，從而使金屬的強度和塑性大大降低。在飛機結構中，用 來制造承力構件的機翼梁緣條、長析等鋁合金構件易產生晶間腐蝕。

1.6應力腐蝕開裂

簡稱為應力腐蝕，是指金屬材料在拉應力和特定的腐蝕介質共 同作用下引起的開裂。這是一種危險性最大的 腐蝕形態，往往引起結構 件的突然斷裂，造成災難性事故。

1.7腐蝕疲勞

是腐蝕介質和交變應力共同作用 下引起的材料或構件的疲勞破壞，也是飛機結構中出現比較多的，且危險性大的一種破壞形式，直接影響著飛機結構的使用壽命。

2.腐蝕發生的原因

2.1設計和制造原因

從飛機設計和制造來看，飛機設計師盡量采用重量輕、強度大的高效材料，如高強度鋁合金、鈦合金、復合材料、超高強度合金鋼等材料。其中，高強度鋁合金本身由多種金屬熔煉而成，不同金屬元素之間存在較高的電位差，如遇到電解質溶液，極易發生電化學腐蝕。不同的金屬相接時，造成不同金屬之間的電位差和導電通路。而各個部件組裝在一起時，縫隙會存水和贓物形成電解質。有些結構處于高應力狀態形成應力腐蝕的根源。在制造過程中，由于生產工藝不當，操作失誤等原因，保護性涂層質量不高，缺乏腐蝕控制措施等原因，都可能造成腐蝕[3]。

2.2環境原因

在飛機使用過程中，由于環境惡劣，如雨、雪、霧、沙塵天氣較多，空氣潮濕、鹽霧、工業大氣等原因，容易造成飛機表面涂層損壞，進而發生化學、電化學腐蝕、應力腐蝕。當大氣中的相對濕度大于65%時，物體表面會附著一層0.001微米厚的水膜，相對濕度較大，水膜越厚。當相對濕度為100%時，物體表面會產生冷凝水。這些導電的水溶液便是引起結構件腐蝕的最主要、最普遍的環境介質。

2.3裝載原因

野蠻裝卸會造成貨艙地板、側壁板、頂板的損傷，由于滲漏或冷凝水，加上結構縫隙中殘留的污垢，容易形成腐蝕液或電解質溶液而產生腐蝕。

2.4維護原因

由于維護不當，沒有實施正確的腐蝕防護，也會造成腐蝕。

常見腐蝕部位：客艙座椅安裝軌道；靠近廚房、廁所附近的地板梁及貨艙地板梁的腐蝕；活體動物、鳥類貨物的飼料及排泄物的污染等；機翼大梁的前后結合面。機翼大梁與腹板結合面，機身蒙皮與桁條結合面發生的腐蝕，一般是隱蔽性腐蝕。

3、腐蝕的維護

（1）加強對維護人員的防腐教育和培訓，高度重視并自覺做好防腐工作。

（2）經常性、定期疏通漏排水孔和漏排水通道；客艙、貨艙、廁所等區域，要經常通風，以排除水蒸氣。

（3）定期清潔容易污染的區域，并重新噴涂防腐蝕抑制劑；在每個短停時，先清掃貨艙地板，擦干水分后再裝貨。

（4）經常性地檢查易腐蝕環境結構件，徹底清除腐蝕產物、恢復防腐涂層和進行規范的結構修理。

（5）確保廚房、廁所及貨艙地板接縫處的密封。

（6）建議在貨艙地板梁和插片螺母之間用聚乙烯膠帶隔離/絕緣；安裝螺釘時，建議沾密封膠濕安裝。

（7）加強對運輸活牲畜、活海鮮、果菜的管理，防止腐蝕性污物的泄露。

（8）加強對貨物裝卸過程的管理，杜絕因野蠻裝卸造成的飛機貨艙地板、側壁板損壞，避免腐蝕介質滲入到構件中。

（9）在雨季、高溫、潮濕季節中，縮短檢查周期，加強防腐蝕措施。

（10）汞、強酸、強堿潑濺后，要按照有關手冊規定徹底清除干凈。

（11）除確保油箱排水暢通外，還應在飛機油箱內加入生物殺蟲劑，以減少細菌的生長。

4、結束語

腐蝕帶來了昂貴的維護問題，并將產生嚴重后果。隨著飛機的老齡化，以及運行環境的變化，腐蝕問題將成為飛機維護的重要問題。腐蝕是一個自然現象，最好的辦法是采取完善的腐蝕防護與控制措施，將腐蝕破壞的速率降低到最小，使飛機實際壽命達到或超過設計壽命，確保飛機安全與經濟運行。

參考文獻：

［1］蘇云洪，劉秀娟，胡鐵玉.飛機結構腐蝕檢查方法與預防對策研究［J］..工程與試驗，2009，(02):44-46.

［2］宋慧志.飛機腐蝕與防護［J］.飛機設計，2006，(01):24-26.

［3］陳磊，周惠文，馮振宇.飛機整體油箱的微生物腐蝕及維護［J］.航空維修與工程，2009，(03):39-41.