淺談海洋環境下運8/9系列飛機結構腐蝕防護技術

張興金 譚小輝 秦存峰

摘 要 本文結合海洋環境腐蝕特點，針對運8/運9系列飛機腐蝕控制及防護技術現狀進行分析，并提出運8/運9系列海軍飛機腐蝕控制及防護技術研究的幾點建議。

關鍵詞 海洋環境;腐蝕控制;防護技術

隨著運8/運9系列特種飛機在海軍部隊的大量裝備，飛機結構腐蝕成為用戶備受關注的問題。海洋腐蝕會導致飛機結構損傷、服役壽命縮短，嚴重的腐蝕還會引發突發性災難事故。根據國內外經驗，如果采用有效的防護措施，25%-40%的腐蝕損失可以被避免[1]。

1海洋環境腐蝕特點

海洋環境是腐蝕性最為嚴酷的自然環境。飛機主要腐蝕環境在海洋大氣區，海洋大氣中含有大量的鹽類，包括氯化鈉以及含有鉀、溴、碘等元素鹽類，對金屬有較強腐蝕性。金屬材料的大氣腐蝕是以電化學機理進行的。金屬暴露在大氣環境中，會從大氣環境中吸收水分，并在金屬表面形成一薄層電解液膜。這層電解液膜的存在使得金屬表面發生電化反應成為可能。

海洋環境下軍用飛機結構腐蝕原因涉及設計、制造和使用維護/維修等各方面。首先是設計，包括結構的密封和排水，結構縫隙、溝槽、內腔，異種金屬使用連接，表面防護體系的設計，材料的選擇，工藝的選擇，應力和變形的控制，結構的可達性，構件的具體使用環境控制等。第二是制造，包括表面生產質量控制，密封、裝配工藝及質量控制，生產質量控制，結構件的運輸機儲存等。第三是使用和維護、維修，包括結構件表面的損傷情況，使用環境的影響，疏忽或對腐蝕損傷認識不足，修理和維護不當，排水系統堵塞，腐蝕維修計劃不當或措施缺乏等。

2運8/運9飛機腐蝕及防護現狀

我國海岸線長海域面積大，氣候差異性較大。其中以南海腐蝕性最為嚴酷，南海終年高溫，年平均氣溫在25-28℃，且雨量充沛，年平均濕度85%以上。因此針對運8/運9系列飛機主要面對的腐蝕環境極其嚴酷，主要有高溫、高濕、高鹽、霉菌等。

從目前用戶反饋信息，運8/運9系列飛機防護體系已不能完全適應南海嚴酷海洋環境。飛機起落架艙等經常開啟的非密封艙、發動機周圍、機翼部分位置腐蝕較為嚴重。

3運8/運9飛機腐蝕控制及防護技術研究

針對運8/運9系列海軍飛機服役環境及任務剖面，結合其腐蝕情況，運8/運9系列飛機腐蝕控制及防護技術應從以下幾方面開展：

3.1 綜合防護設計

在結構設計中應盡量防止或減小腐蝕現象的發生，并將抗腐蝕設計思想貫徹到設計、生產、使用整個過程中。在選用合理的材料和防護體系的同時，應控制機體結構環境，杜絕滲漏。飛機無論是飛行或停放期內，均應保證密封，防止水及其他介質進入機體內部，并加強通風、排水、可達性以及抗應力腐蝕設計等。

3.2 選用綜合性能優良的耐蝕材料

針對可能出現的腐蝕類型選擇相應的耐腐材料，尤其在易產生腐蝕和不容易維護的部位，應盡量選擇耐腐蝕性能好的材料，所選用的材料應具有相容性。應按材料-環境組合體系選擇合適的材料及熱處理狀態，應盡量避免選擇對腐蝕敏感的熱處理狀態，避免選擇會引起應力腐蝕和氫脆敏感性的表面加工工藝。

3.3 阻蝕密封技術

采用鉻硫化體系，環境友好的低密度緩蝕改性聚硫密封劑，提高粘接能力和防腐性能。同時加強精細密封施工工藝的應用。增加貼合面密封，內部貼合面做陽極化處理并涂底漆。托板螺母采用濕裝配，在低濕度環境下進行濕裝配施工。可拆卸緊固件采用不硫化密封膩子，永久緊固件采用硫化密封劑等。

3.4 新型先進表面處理技術

金屬零件應采用鍍層、覆蓋層或沉積層，以提高材料制件的耐蝕性、耐磨性、導電性、減摩性、隔熱性、裝飾性等。目前飛機表面處理技術向提高材料綜合防護性能及環保需求方向發展。

3.5 高性能表面防護涂料

有機防護涂層是飛機腐蝕防護的重要材料之一。現代海軍飛機蒙皮涂層體系多數為雙層防護體系。而高性能涂料兼具有防潮防水、高柔韌性、“三防”涂層是最佳解決方案。全機外表面采用耐濕熱抗鹽霧表面涂料，局部腐蝕環境惡劣區域，采用專門的重防腐涂料，在結構孔和縫隙、連接部位噴涂滲透型防銹劑進行補充防護。

3.6 生產過程中的腐蝕控制

飛機結構的生產過程要經歷材料入廠、保管、鑄造、鍛造、熱處理、機械加工、鈑金成形、焊接、膠接、鉚接、特種加工、表面防護、裝配等一系列過程。需要進行全過程的腐蝕控制，只有證明不會損傷材料固有耐蝕性的工藝才能使用。

3.7 腐蝕控制維護/維修技術

飛機在交付后的外場使用過程中，其機體結構在海洋大氣等強腐蝕環境條件下，不可避免地會出現不同程度的腐蝕破壞。因此，外場使用維護過程中的腐蝕控制對于飛機的使用和壽命至關重要。采用清洗、緩蝕、快速腐蝕修復技術等可以有效控制腐蝕的發生和發展[2]。

飛機在停放和飛行期間，表面會沉積鹽霧、灰塵、油污等。不但影響飛機外觀，而且成為腐蝕的誘發因素。清潔飛機可保持美觀，是防止腐蝕發生的重要手段。據了解美國海軍針對艦載飛機規定了具體的清洗頻率，大大減緩了飛機的腐蝕。目前運8/運9系列海軍飛機尚缺乏該方面的研究及規范。

脫水防銹劑是一種緩蝕防銹劑具有極強的滲透能力和水置換能力，噴涂或刷涂在飛機金屬結構上，可自動去除表面及縫隙中水分和鹽分，并很快形成一層透明的硬模，對飛機上鋼、鋁、鎂、銅、鎘、鋅等多種金屬均有良好的防護作用。

在外場使用維護過程中，原位快速結構鋼/鋁合金的腐蝕膏維護/維修技術對于飛機的使用和壽命至關重要，它可快速、有效地去除生成腐蝕產物，同時在清理部位形成一層耐腐蝕涂層以及與漆膜結合良好的底層，保證局部腐蝕部位維護、修理需要。

4結束語

海洋環境下的飛機結構腐蝕控制及防護技術發展研究對避免重大安全事故，保障戰斗力和使用壽命至關重要。海洋環境下的飛機結構腐蝕控制及防護技術是一門多專業、跨學科的系統工程。

為解決或減少結構腐蝕帶來的損失，應建立完善的頂層管理制度，成立腐蝕防護攻關團隊，建立飛機腐蝕控制管理體系、完善飛機腐蝕控制文件體系，從飛機方案論證、結構設計、選材、表面防護、生產制造和使用維護等全壽命周期貫徹、體現腐蝕預防與控制理念。

參考文獻

[1] 張泰峰，張勇，黃海亮，等.某型飛機結構件局部腐蝕仿真與試驗驗證[J].腐蝕與防護，2019，40（7）：523-529.

[2] 劉春陽，汪小娜，王向軍.潛艇電化學腐蝕電場特性研究[J].艦船電子工程，2017，37（10）：16-18.