飛機(jī)整體油箱的微生物污染及防治

張興金，秦存峰

（航空工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，陜西漢中723000）

噴氣燃料發(fā)生微生物污染，易引發(fā)飛機(jī)整體油箱微生物滋生及微生物腐蝕，嚴(yán)重影響飛機(jī)燃油系統(tǒng)的安全。針對(duì)飛機(jī)整體油箱的安全維護(hù)，探討了油箱微生物污染的危害，提出了預(yù)防措施及治理方法。

1 微生物污染的危害

馬振瀛等［1］認(rèn)為航空燃油系統(tǒng)中存在的微生物主要有細(xì)菌、霉菌和酵母菌等，其中枝胞霉菌（Hormoconis Resinae）和硫酸鹽還原菌（Sulfate Reducing Bacteria，SRB）對(duì)燃油質(zhì)量及儲(chǔ)存影響最大。微生物污染已成為飛機(jī)整體油箱最為普遍的問(wèn)題之一，嚴(yán)重威脅飛機(jī)飛行的安全［2］。

1.1 降低燃油品質(zhì)

微生物的活動(dòng)對(duì)燃油的外觀和理化指標(biāo)產(chǎn)生一定影響，降低燃油品質(zhì)。崔艷雨等［3］研究發(fā)現(xiàn)，噴氣燃料受微生物污染后其外觀和理化指標(biāo)均發(fā)生較大變化，影響其正常使用。

1.2 影響燃油系統(tǒng)使用

微生物的大量生長(zhǎng)，嚴(yán)重影響燃油系統(tǒng)的正常使用。微生物易在儲(chǔ)油罐底部、飛機(jī)油箱底部及輸油管道低點(diǎn)處等積水部位滋生，其體積迅速增大，進(jìn)一步積聚成絮狀物和沉積物，會(huì)堵塞油濾器、油泵、控制元件以及燃油系統(tǒng)其他零件，造成設(shè)備設(shè)施損壞，影響其正常使用，嚴(yán)重威脅飛機(jī)飛行安全。某型機(jī)在南海服役時(shí)發(fā)生多起燃油消耗量無(wú)指示和跳變等故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，燃油系統(tǒng)粗油濾器和細(xì)油濾器中有膠狀物質(zhì)，飛機(jī)整體油箱底部存在絮狀物質(zhì)，判斷為微生物污染，如圖1所示。

圖1 燃油系統(tǒng)微生物污染情況

1.3 對(duì)油箱及附件結(jié)構(gòu)造成腐蝕

微生物對(duì)油箱及附件結(jié)構(gòu)材料的腐蝕也會(huì)對(duì)燃油系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中產(chǎn)生硫化氫、硫酸、十二烷酸和乳酸等代謝產(chǎn)物，對(duì)整體油箱結(jié)構(gòu)中的密封劑和涂層等進(jìn)行降解，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)材料造成電化學(xué)腐蝕，主要腐蝕形態(tài)為點(diǎn)蝕，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生腐蝕穿孔。

2 影響微生物生長(zhǎng)繁殖的因素

2.1 微生物來(lái)源

細(xì)菌和真菌等微生物存在于日常生活環(huán)境中，航空燃油在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程的任一環(huán)節(jié)均有可能被微生物污染。

2.2 微生物生長(zhǎng)繁殖條件

在水分、養(yǎng)分、溫度和時(shí)間等條件具備的情況下，飛機(jī)整體油箱及附屬系統(tǒng)極有可能出現(xiàn)微生物污染。

（1）水分和營(yíng)養(yǎng)

燃油中的水分為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了合適的環(huán)境，且微生物的代謝會(huì)增加燃油中的水分，進(jìn)一步促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)繁殖。燃油中的碳?xì)浠衔铩⑷芙庠谌加椭械牡⒘住⒘颉⑩洝⑩}、鎂、鐵等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素以及油箱結(jié)構(gòu)中的涂層或密封劑等為微生物提供了賴以生存的養(yǎng)分。

因此，飛機(jī)整體油箱微生物污染主要集中在整體油箱底部、燃油過(guò)濾器和燃油管路凹部等油水分界面，且油水分界面面積越大，微生物生長(zhǎng)繁殖越快，長(zhǎng)期停場(chǎng)的飛機(jī)更容易發(fā)生微生物污染。

（2）溫度和時(shí)間

合適的溫度和時(shí)間是微生物生長(zhǎng)繁殖的必要條件。許長(zhǎng)明研究發(fā)現(xiàn)，航空燃油中的微生物在30～38℃溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)繁殖最為旺盛，其中32℃為生長(zhǎng)繁殖的最佳溫度。在32℃溫度環(huán)境中，50 h內(nèi)為微生物調(diào)整期，其生長(zhǎng)繁殖十分緩慢，50～144 h為微生物生長(zhǎng)期，其生長(zhǎng)繁殖旺盛［4］。因此，飛機(jī)整體油箱微生物污染多發(fā)生在國(guó)內(nèi)北方的夏季以及常年高溫的南方地區(qū)。

3 整體油箱微生物污染預(yù)防與控制

3.1 控制燃油中的水含量

（1）減少燃油中的水分

一方面，可采用減壓閃蒸法、電場(chǎng)脫水法和吸附法等方法深度脫除航空燃油中的微量水分；另一方面，盡量采用錐形儲(chǔ)油罐，并定期清理油罐及運(yùn)輸車，在燃油儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中控制水分的進(jìn)入。

（2）減少油箱中的冷凝水

合理地設(shè)計(jì)油箱水分收集和排放裝置，及時(shí)排除燃油中的水分。例如：將放沉淀活門、排水閥、燃油引射泵和增壓泵等設(shè)計(jì)在油箱最低點(diǎn)，在燃油增壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)除水或除濕裝置，盡可能減少油箱積水。

3.2 保持燃油清潔

（1）采取合理有效的殺菌措施

使用安全有效的殺菌劑或抑菌劑是防止微生物污染的重要措施，可將其投加在儲(chǔ)油罐和運(yùn)輸車的涂膜中，也可將其直接混合在燃油中。選擇殺菌劑或抑菌劑時(shí)不但要求其殺菌效果好、抗菌譜廣和使用安全，而且要求不影響燃油性能，能充分溶解在燃油中，燃燒時(shí)對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)任何影響且不造成環(huán)境污染等。目前國(guó)內(nèi)民用航空公司的飛機(jī)普遍使用的生物殺菌劑有KATHON FP1.5和BIOBOR JF，而某些特殊領(lǐng)域使用的飛機(jī)普遍采用國(guó)產(chǎn)的T901A殺菌劑（與BIOBOR JF近似）［5］。

另外，研究還發(fā)現(xiàn)，在清洗儲(chǔ)油罐和整體油箱時(shí)，采用超聲波與紫外線協(xié)同殺菌，效果明顯［6］。

（2）燃油低溫儲(chǔ)存

研究發(fā)現(xiàn)，航空燃油中的大多數(shù)微生物在-5℃環(huán)境下處于休眠狀態(tài)，20℃以下活性較低，生長(zhǎng)繁殖緩慢，難以引發(fā)微生物污染，因此，外場(chǎng)儲(chǔ)油設(shè)施應(yīng)盡量建在地下，并做好保溫工作，使燃油在20℃以下儲(chǔ)存，同時(shí)做好儲(chǔ)油罐中的微生物監(jiān)測(cè)，從而嚴(yán)格控制燃油儲(chǔ)存期間的微生物數(shù)量。

3.3 改善涂層及密封劑的性能

由于整體油箱及附件的涂層和密封劑與微生物直接接觸，可以通過(guò)改善涂層及密封劑的性能來(lái)提高其抑菌功能和耐微生物腐蝕性，避免涂層及密封劑降解成為微生物的營(yíng)養(yǎng)源。

3.4 做好日常維護(hù)

做好整體油箱及附件的日常維護(hù)工作，定期排放油箱中的沉淀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油箱及儲(chǔ)油罐中的微生物，定期檢查排水閥是否通暢，避免微生物大量滋生。

4 整體油箱微生物污染處理措施

4.1 民航飛機(jī)處理措施

在飛機(jī)燃油系統(tǒng)日常維護(hù)過(guò)程中，及時(shí)跟蹤檢測(cè)燃油系統(tǒng)中微生物的污染情況，按照規(guī)定做好檢測(cè)分析，并采取相應(yīng)的處理措施。如果發(fā)現(xiàn)油箱中出現(xiàn)微生物污染，歐洲某飛機(jī)制造公司推薦了一種解決微生物污染的方案，采用微生物檢查和維護(hù)措施，并結(jié)合飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)（AMM）進(jìn)行必要的改進(jìn)［7］，其流程如圖2所示。AMM中規(guī)定了油箱及附件的污染級(jí)別劃分和清洗、 殺菌等具體要求。

圖2 微生物檢查和維護(hù)措施流程

4.2 其他領(lǐng)域的飛機(jī)微生物污染處理措施

近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)某些領(lǐng)域使用的飛機(jī)也多次出現(xiàn)整體油箱微生物污染，由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)差異和處理措施不盡相同，僅對(duì)油箱進(jìn)行清洗和烘干處理，因?yàn)槿狈τ行У臍⒕侄危瑢?dǎo)致微生物污染在同一位置反復(fù)發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

燃油系統(tǒng)中微生物的污染是國(guó)內(nèi)飛機(jī)當(dāng)前亟待解決的難題，這已經(jīng)引起了業(yè)界的普遍關(guān)注。為了及時(shí)有效地控制油箱微生物污染，民用航空公司制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，而在某些領(lǐng)域，由于缺乏系統(tǒng)的防治措施，微生物防治效果不佳。因此，需要工業(yè)部門和使用單位共同協(xié)作，收集和分析飛機(jī)整體油箱微生物污染監(jiān)測(cè)結(jié)果，結(jié)合飛機(jī)自身特點(diǎn)，制定控制微生物污染的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，盡快完善微生物防治體系。