飛機(jī)制造腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系研究

駱學(xué)濤　寇潔　高琳

Research on Standard System of Aircraft Manufacturing Corrosion Protection and Control

Luo Xuetao， Kou Jie， Gao Lin

（AVIC Xian Aircraft Industry Group Company Ltd.）

Abstract： This paper introduces the influence of corrosion on flight safety and service life of aircraft， analyzes the factors of corrosion from the aspects of service environment and manufacturing process， and expounds the framework and research ideas of the standard system of corrosion protection and control in aircraft manufacturing.

Key words： airplane， manufacture， corrosion protection and control， standards system

0 引言

飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)與控制工作貫穿設(shè)計(jì)選材、生產(chǎn)制造、使用維護(hù)等全壽命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品重大腐蝕故障調(diào)查和分析的結(jié)果表明，各環(huán)節(jié)對(duì)腐蝕故障承擔(dān)的比重：設(shè)計(jì)占28%、制造占50%、使用和維修占22%。可見(jiàn)，制造過(guò)程中的腐蝕防護(hù)與控制工作直接決定飛機(jī)交付后的腐蝕防護(hù)性能。因此，分析飛機(jī)制造過(guò)程腐蝕防護(hù)的因素，研究制造過(guò)程防護(hù)與控制措施，建立系統(tǒng)、完整的制造腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范指導(dǎo)制造過(guò)程的技術(shù)和管理活動(dòng)，對(duì)制造過(guò)程各環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的腐蝕，實(shí)施有效的管控和防護(hù)措施，對(duì)降低飛機(jī)產(chǎn)品的腐蝕故障、提高飛機(jī)安全性和可靠性、延長(zhǎng)飛機(jī)的使用壽命、節(jié)省成本是至關(guān)重要的。

1 飛機(jī)腐蝕因素分析

1.1 設(shè)計(jì)方面

設(shè)計(jì)方面的腐蝕因素主要有以下幾項(xiàng)：

（1）通風(fēng)、排水、密封設(shè)計(jì)不合理;

（2）結(jié)構(gòu)縫隙、溝槽、內(nèi)腔設(shè)計(jì)不合理;

（3）異種金屬連接/接觸部位缺少必要的防護(hù)措施;

（4）表面防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理;

（5）材料選擇不合理;

（6）結(jié)構(gòu)維修性（含可達(dá)性、可檢測(cè)性）不佳等因素。

1.2 制造方面

制造方面的腐蝕因素主要有以下幾項(xiàng)：

（1）制造過(guò)程各環(huán)節(jié)之間的管理要求不完善，產(chǎn)品加工過(guò)程、周轉(zhuǎn)、交付等缺乏有效的防護(hù)方法和要求;

（2）制造過(guò)程測(cè)試技術(shù)規(guī)范不完善，方法描述不清晰;

（3）制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方法缺乏針對(duì)腐蝕控制的要求，生產(chǎn)過(guò)程中存在工藝方法不合規(guī)現(xiàn)象，如原材料與工藝材料質(zhì)量控制不到位，制造工藝與生產(chǎn)質(zhì)量控制不到位，表面防護(hù)工藝與質(zhì)量控制不到位，密封、裝配工藝與質(zhì)量控制不到位，加工過(guò)程中應(yīng)力和變形引起表面損傷等原因，成為最終制件上的腐蝕源;

（4）對(duì)制造過(guò)程產(chǎn)生的表面缺陷，缺乏針對(duì)性的修復(fù)方法和要求。

1.3 使用維護(hù)

使用方面的腐蝕因素主要有以下幾項(xiàng)：

（1）對(duì)腐蝕損傷疏忽或認(rèn)識(shí)不足;

（2）腐蝕維修計(jì)劃不當(dāng)或措施缺乏;

（3）對(duì)表面損傷未及時(shí)修復(fù)或修復(fù)方法選擇不合理;

（4）固定螺釘在飛機(jī)停放過(guò)程中防護(hù)方法不合理;

（5）排水系統(tǒng)不通暢是使用維護(hù)過(guò)程中常見(jiàn)的腐蝕因素。

從以上分析可以看出，影響飛機(jī)耐腐蝕性能的因素涉及設(shè)計(jì)、制造、使用維護(hù)等諸多環(huán)節(jié)，而制造過(guò)程中存在的技術(shù)及過(guò)程管理等問(wèn)題是影響飛機(jī)耐腐蝕性能的重要原因。

2 飛機(jī)制造腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系

2.1 體系研究思路

（1）系統(tǒng)規(guī)劃，基于飛機(jī)制造生產(chǎn)全過(guò)程研究確定體系框架和主要研究?jī)?nèi)容，涵蓋從生產(chǎn)用器材（包含原材料、標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件）的采購(gòu)管理、零組件加工生產(chǎn)到組部件裝配、飛機(jī)總裝等全過(guò)程，分析各環(huán)節(jié)產(chǎn)生腐蝕因素，制定解決措施，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（2）分類管控，體系的研究圍繞飛機(jī)制造生產(chǎn)全過(guò)程涉及的技術(shù)和管理兩方面，技術(shù)方面主要圍繞制造過(guò)程各專業(yè)技術(shù)腐蝕防護(hù)方法等開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制修訂，管理部分主要圍繞制造過(guò)程各項(xiàng)管理活動(dòng)開(kāi)展流程、管控要求等開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制修訂。

（3）突出重點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制修訂結(jié)合飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程存在腐蝕因素的環(huán)節(jié)、防護(hù)方法、缺陷修復(fù)等技術(shù)和管理要求。

（4）結(jié)合應(yīng)用，不斷優(yōu)化提升，體系的構(gòu)建要結(jié)合飛機(jī)型號(hào)的研制生產(chǎn)情況，新編或修訂的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范通過(guò)應(yīng)用驗(yàn)證，及時(shí)補(bǔ)充完善，提升標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的適用性。

2.2 體系框架

基于飛機(jī)制造生產(chǎn)全過(guò)程，按照管理和技術(shù)兩個(gè)方面規(guī)劃體系，內(nèi)容涵蓋供應(yīng)商管理、器材采購(gòu)存儲(chǔ)配送、產(chǎn)品制造加工過(guò)程、檢驗(yàn)、飛機(jī)維護(hù)管理以及制造工藝、表面處理、測(cè)試和缺陷修復(fù)等技術(shù)，框架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

3 飛機(jī)制造腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)

3.1 制造過(guò)程管理

3.1.1 供應(yīng)商管理標(biāo)準(zhǔn)

供應(yīng)商包含為飛機(jī)產(chǎn)品提供原材料、成品元器件、標(biāo)準(zhǔn)件、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件及擴(kuò)散協(xié)作等的供應(yīng)商，對(duì)供應(yīng)商的管理從管理控制模式、產(chǎn)品制造過(guò)程監(jiān)控、包裝、運(yùn)輸?shù)确矫娣治鲅芯俊?biāo)準(zhǔn)的制定主要圍繞上述幾個(gè)方面制定。

3.1.2 采購(gòu)驗(yàn)收管理標(biāo)準(zhǔn)

分析原材料、標(biāo)準(zhǔn)件、機(jī)載成品的采購(gòu)及入廠驗(yàn)收過(guò)程，提出腐蝕防護(hù)的預(yù)防控制措施和方法。

采購(gòu)環(huán)節(jié)，針對(duì)原材料、成品、標(biāo)準(zhǔn)件的腐蝕防護(hù)要求，要反應(yīng)對(duì)采購(gòu)產(chǎn)品外觀的檢查、包裝要求、運(yùn)輸過(guò)程的防護(hù)等。

驗(yàn)收環(huán)節(jié)，針對(duì)不同的采購(gòu)產(chǎn)品，制定相應(yīng)的入廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，明確驗(yàn)收項(xiàng)目及要求，如原材料應(yīng)對(duì)應(yīng)力腐蝕、剝落腐蝕、表面缺陷等項(xiàng)目提出驗(yàn)收要求;標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)對(duì)表面鍍層質(zhì)量的檢查制定合理的防腐層質(zhì)量檢查要求。

3.1.3 存儲(chǔ)配送管理標(biāo)準(zhǔn)

為減少或預(yù)防大批量毛料、標(biāo)準(zhǔn)件、機(jī)載成品和零件配送過(guò)程中表面擦劃傷和裂紋的發(fā)生，分析預(yù)防和控制方法、措施，在存儲(chǔ)、接收雙方人員職責(zé)、工作流程、過(guò)程預(yù)防等方面制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，規(guī)范指導(dǎo)各環(huán)節(jié)工作，避免出現(xiàn)擦劃傷和裂紋現(xiàn)象。

3.1.4 制造加工過(guò)程管理

針對(duì)飛機(jī)制造過(guò)程中的產(chǎn)品制造加工過(guò)程，分析零組件制造、周轉(zhuǎn)、裝配、表面處理、飛機(jī)檢查維護(hù)等過(guò)程中存在的腐蝕因素并制定解決措施。重點(diǎn)圍繞工具的選用應(yīng)用、切削液應(yīng)用管控、過(guò)程保護(hù)、工序周轉(zhuǎn)等制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，減少因過(guò)程管理不善導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品的表面損傷。

3.1.5 檢驗(yàn)質(zhì)量管理

運(yùn)用質(zhì)量分析方法，從采購(gòu)、零組件制造到產(chǎn)品交付、維護(hù)服務(wù)全過(guò)程，進(jìn)行腐蝕防護(hù)質(zhì)量控制技術(shù)分析，確定腐蝕控制監(jiān)控重點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)熱處理、表面處理、涂敷、復(fù)合材料制造等特種工藝過(guò)程制定腐蝕防護(hù)質(zhì)量控制方法。針對(duì)外購(gòu)器材、表面缺陷、制件損傷等特點(diǎn)，研究制定產(chǎn)品驗(yàn)收的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、缺陷和損傷判定標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 制造腐蝕控制技術(shù)

腐蝕防護(hù)與控制問(wèn)題是所有飛機(jī)都要考慮的，特別是在惡劣環(huán)境下服役的飛機(jī)在此方面的要求尤為突出。通過(guò)開(kāi)展關(guān)鍵新型制造腐蝕控制技術(shù)的應(yīng)用研究，包括適用于控制全面性腐蝕和局部腐蝕的重防腐新技術(shù)，同時(shí)也覆蓋了控制應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、氫脆、微動(dòng)腐蝕以及腐蝕與疲勞交替失效的新技術(shù)，可以增強(qiáng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的抗腐蝕特性，延長(zhǎng)腐蝕維修周期。

3.2.1 零組件加工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)不同類型零件的加工方法和工藝過(guò)程，分析其過(guò)程誘發(fā)表面產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象的因素，研究預(yù)防和控制措施，分析梳理各鈑金、機(jī)加、復(fù)合材料等類型零件的制造工藝標(biāo)準(zhǔn)，圍繞加工生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生擦劃傷以及后續(xù)修復(fù)、加工過(guò)程表面保護(hù)，制定或完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，明確判定要求、制定修復(fù)工藝方法、規(guī)范驗(yàn)收要求。

3.2.2 裝配工藝標(biāo)準(zhǔn)

零組件在裝配過(guò)程中，工藝流程、安裝工具使用、過(guò)程保護(hù)及裝配過(guò)程的反復(fù)拆卸等多個(gè)環(huán)節(jié)均會(huì)存在腐蝕因素，最終導(dǎo)致對(duì)飛機(jī)的防腐蝕性能產(chǎn)生影響。在裝配工藝方面，從工藝流程的改進(jìn)優(yōu)化、安裝工具的選用和使用、螺栓擰緊工藝方法、損傷判別、損傷修復(fù)技術(shù)和方法等方面開(kāi)展技術(shù)研究、工藝試驗(yàn)驗(yàn)證工作，提升相關(guān)的裝配工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

在電纜安裝方面，開(kāi)展電搭接防護(hù)及修復(fù)技術(shù)研究，制定包括電氣搭接前表面清理技術(shù)、電氣搭接過(guò)程防腐保護(hù)技術(shù)及要求等標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 表面處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

零組件在表面處理過(guò)程中由于遮蔽、導(dǎo)電不良或過(guò)程控制不合理等原因，易導(dǎo)致防護(hù)層不完整、均勻性差或與基體材料結(jié)合力不足等現(xiàn)象，會(huì)降低防護(hù)層對(duì)零件的整體腐蝕防護(hù)能力。需圍繞新型防護(hù)涂層涂覆工藝開(kāi)展技術(shù)研究，制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。包括配制方法、涂覆實(shí)施方法以及涂覆后的涂層修復(fù)方法等。

3.2.4 測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

金屬零組件在切削、焊接、鍛壓、鈑金成型、表面處理等主要工藝過(guò)程和裝配過(guò)程中均會(huì)引入有害的殘余拉應(yīng)力，而殘余應(yīng)力從外觀和采取常規(guī)檢測(cè)手段很難檢測(cè)和評(píng)判，需圍繞殘余應(yīng)力的測(cè)試方法、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)以及加工過(guò)程應(yīng)力控制方法研究，制定相關(guān)的方法標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)估及控制標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.5 缺陷分析與修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

飛機(jī)零部件在制造加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種缺陷，某些缺陷會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)零部件在后續(xù)的加工、裝配或存放過(guò)程中出現(xiàn)腐蝕情況。分析這些缺陷的判定方法，研究有效的修復(fù)工藝技術(shù)和再檢查驗(yàn)收要求，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范缺陷修復(fù)方法和要求，保證產(chǎn)品最終質(zhì)量，同時(shí)為飛機(jī)服役期間的維護(hù)修復(fù)提供借鑒。

4 結(jié)論與建議

飛機(jī)制造腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涵蓋飛機(jī)制造生產(chǎn)的多項(xiàng)專業(yè)技術(shù)和管理事項(xiàng)，涉及部門(mén)多，鏈條長(zhǎng)，因此在制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的，應(yīng)充分協(xié)調(diào)溝通，保證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之間內(nèi)容協(xié)調(diào)、層級(jí)清晰。在飛機(jī)生產(chǎn)全過(guò)程，加強(qiáng)腐蝕防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行力度，一方面提高飛機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面，通過(guò)充分的應(yīng)用驗(yàn)證，不斷完善優(yōu)化，進(jìn)而提升為飛機(jī)制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于多型號(hào)的飛機(jī)產(chǎn)品研制生產(chǎn)。

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