論航空維修中的玻璃銀紋損傷

許坤XU Kun

（國航工程技術分公司重慶維修基地，重慶401120）

飛機客艙玻璃，存在多種損傷形式，常見的有裂紋、劃痕、分層等。但有一種損傷，在日常維護中容易被忽略，這就是銀紋。那么，什么是銀紋呢？在英文中銀紋被稱為“crazing”，波音將其定義為“Many very fine fissures with no visible width at the surface of a ply”。銀紋一般是不容易檢查到的，必須在一定的角度和光線下才能看到，它是發生在玻璃表層并且寬度不可測的細小裂縫，這種狀態屬于微觀裂紋。

有機玻璃線膨脹系數比金屬材料相差很大，如果安裝在金屬骨架內的有機玻璃沒有足夠的熱間隙，材料膨脹收縮受到限制，也會產生應力集中，這種應力及使用應力將加速裂紋的擴展。

高分子聚合物的疲勞破壞機理在拉應力作用下，由于非晶態聚合物的表面和內部會出現銀紋，因此，不同結構的聚合物疲勞破壞機理也有差異,易產生銀紋的非晶態聚合物的疲勞破壞過程主要決定于外加名義應力。高循環應力時，應力很快便達到或超過材料銀紋的引發應力，產生銀紋，并隨之轉變成裂紋，擴展后導致材料疲勞破壞；中應力循環時也會引發銀紋，并轉變為裂紋，裂紋擴展速度比高應力區低，但機理、過程相同；低應力循環時因難以引發銀紋，由材料微損傷累積及微觀結構變化產生微孔洞及裂紋，并導致宏觀破壞。

飛機從地面到空中又回到地面的循環過程，被稱為飛行循環。在每一次飛行循環中，飛機將承受溫度的變化，這是從地面常溫到升空后降到-36℃至-55℃的冷熱變化；同時飛機還將承受機械應力變化，這是從地面的正常大氣壓力到升空后的機外壓力降低引起的壓力變化。客艙玻璃是由內外層玻璃組成的套件，外層復合材料的有機玻璃在受到溫度變化和機械應力變化的反復循環中將承受熱疲勞和機械疲勞，然后逐步產生銀紋。有機玻璃零件中存在大的內應力及裝配時應力過高，也會誘發銀紋甚至裂紋。

銀紋是復合材料的有機玻璃發生失效的先兆，是復合材料的有機玻璃發生疲勞破壞的必然過程，如果不采取有效措施消除隱患可能會造成嚴重的安全后果。英國在1954年就發生過因類似原因引發的空難。盡管在這幾十年間高分子聚合物的研發得到了長足的發展，復合材料的有機玻璃壽命也不可同日而語，但銀紋的形成并最終發展成裂紋導致宏觀破壞依然是是客觀存在的。應用到飛機上，則是由于客艙外層玻璃破損導致座艙失密的隱患也是客觀存在的。

如何在維護工作中消除銀紋所帶來的安全隱患呢？首先應按照飛機制造廠家的相關文件制定定期的檢查計劃，國航的維修計劃中規定每24個月或4000飛行循環對玻璃進行檢查，別的航空公司也有類似的維修計劃；其次要對銀紋的特點有詳細的認知并應用到實際工作中。銀紋的初始階段會呈現細小的密密麻麻的點狀，肉眼看起來是很多細小的白點（圖1），這是該舷窗疲勞（熱疲勞+壓差疲勞）失效的先兆，這最初的點狀會逐步發展為微觀裂紋，從而形成銀紋。在充分照明的條件下，變換光源角度，如果發現有銀色反光，就可確定銀紋已從其初始階段演變為銀紋了；最后就是必須采取有效措施消除隱患。每個飛機制造廠都有相應的更換和修理標準。

以波音為例，根據波音手冊AMM56-21-00的要求，玻璃允許出現銀紋，當銀紋深度達到手冊標準才更換，即邊緣的銀紋深度超過0.03英寸，中央的銀紋深度超過0.05英寸（圖2-1和圖2-2）。但銀紋深度的測量必須有特殊工具并且要在拆下的狀態下測量才準確，這對于航線維護來說，測量工作的不可操作性較大，因此在維護工作中一旦確認有銀紋存在，最簡潔有效的措施就是將其更換，拆下的玻璃送廠修理。銀紋可以通過打磨去除，只要打磨后的玻璃剩余厚度超過0.265英寸（6.731毫米），則修理后的玻璃仍然可用。另外，在組裝玻璃套件的施工過程中，工作者往往可能會擔心漏氣而將內外層玻璃進行緊配合安裝，這種做法是錯誤的，必須按飛機制造廠家手冊或部件制造廠家手冊中的標準施工程序完成組裝，避免因裝配時應力過高，誘發銀紋。

對于航空公司來說，客艙玻璃銀紋損傷的安全性問題來自于日常維護中該損傷易被忽略且不太容易被發現，從而錯過最佳維護時機導致埋下了安全隱患。但這種情況并非不能避免，只要對銀紋有了足夠的認知并在日常工作中嚴格執行相關規定和檢查標準，這一安全隱患完全可以消除。

[1]BOEING 737NG AMM Part II,P&P D633A101-BEJ,Revision No.51.

[2]BOEING 737-FTD-56-11004:Passenger Window Outer Pane Cracks and Departures.

[3]BOEING 737NG MPD,D626A001.

[4]楊挺青,左朝鳳,安群力.含銀紋的高聚物裂紋擴展[J].高分子材料科學與工程,2000(06).

[5]于杰,金志浩,周惠久.銀紋萌生機制及判據[J].高分子材料科學與工程,1997(06).