飞机腐蚀常见种类及防腐措施
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飞机腐蚀的类型及其防护措施作者:张吉琴来源:《中国高新技术企业》2015年第22期摘要:近些年来,随着航空事业的蒸蒸日上,对推动社会经济发展做出了不可磨灭的贡献。
随着飞机服役时间的增加,有效地检查出飞机结构上存在的各种腐蚀,并予以去除,更是成为延长飞机使用寿命的关键。
所以,我们必须要加强对飞机腐蚀原因的研究,针对不同的腐蚀问题采取不同的防护措施,最大限度地降低飞机腐蚀,这是当前我们航空领域亟待研究的重要课题。
关键词:飞机腐蚀;腐蚀原因;防护措施;结构腐蚀;电化学腐蚀;应力腐蚀文献标识码:A中图分类号:V267 文章编号:1009-2374(2015)21-0114-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.21.0571 飞机腐蚀类型介绍1.1 结构腐蚀飞机结构腐蚀指的是飞机结构受到周边环境的影响,比如空气湿度大,使飞机的结构构件材料发生质变,结构强度降低,达不到原来飞机安全飞行设计要求。
1.2 电化学腐蚀飞机电化学腐蚀指的是飞机的一些金属构件同电解质溶液接触后,二者发生氧化还原反应,使得金属构件的晶格排列顺序发生变化,金属构件原有的物理、化学以及机械性能同设计要求不相符。
1.3 应力腐蚀飞机应力腐蚀指的是飞机上的一些构件在拉应力和腐蚀介质作用下产生的腐蚀。
这类腐蚀一般在飞机构件的高接应力区出现,这类腐蚀对飞机的危害性最为严重,被腐蚀的构件上产生树枝状的裂纹,并且裂纹被腐蚀物覆盖,如果不经仔细检查很难发现。
2 解决飞机腐蚀问题的对策和防护措施2.1 做好飞机设计阶段的防腐蚀性工作飞机的腐蚀问题一般出现在使用阶段,为了能够有效避免飞机使用过程中出现腐蚀问题,应加强飞机设计阶段的防腐蚀工作,避免在飞机使用过程中因飞机发生腐蚀再采取相关的处理措施,增加维修费用和降低飞机飞行的安全系数。
所以在飞机设计阶段就将防腐蚀作为设计的重要内容,合理制定防腐蚀设计方案,最大限度地减少飞机腐蚀问题和腐蚀所产生的危害。
飞机大修中常见腐蚀种类及防腐措施前言航空技术发展到今天,人们已能充分认识到,飞机结构腐蚀在一定意义上是比纯粹的机械疲劳更为严重的飞机结构损伤。
防止飞机的腐蚀对于保证飞行安全和设计使用寿命显然有重要的意义。
另外,实践证明飞机维修当中与腐蚀有关的修理费用十分可观,所以有效的防止好飞机的腐蚀,不仅可以降低维修成本,减少经济损失,还可以防止飞机因腐蚀而出现的事故,延长飞机的使用寿命。
1 常见腐蚀种类、部位及处理腐蚀的产生主要是由于两种不同的金属(正极和负极)之间存在导电介质(如液体、潮气),在微电流的作用下,正极逐渐消耗的过程。
由于飞机是由多种金属材料构成,因而几乎所有的腐蚀在飞机上都有发现。
但在飞机最常见的腐蚀损伤有以下六种。
1.1应力腐蚀,这种腐蚀是结构件在拉伸或压缩应力及腐蚀介质共同作用下的产物。
一般出现在承受大负荷的飞机结构部分,如龙骨梁上下缘条,机翼前后翼梁上下缘条。
国航B747 - 400飞机在D检时,出现龙骨梁下缘条的腐蚀图1。
腐蚀出现在下缘条水平和垂直边上,由于腐蚀比较严重,无法进行修理,所以对整个下缘条进行了更换。
图 1 747龙骨梁下缘条水平和垂直边的腐蚀1.2电化学腐蚀,这种腐蚀是两种不同的金属相互连接,在潮湿环境下形成的腐蚀典型。
主要特征是腐蚀主要发生在两种不同的金属或金属与非金属导体相互接触的边缘附近。
在飞机大修过程中,机翼上蒙皮经常会被发现有些紧固件周围有轻微腐蚀,如图2。
根据电化学腐蚀的机理,在制定结构修理方案时就必须按照以下原则。
修理材料与原材料不一致时,应做好两种材料的隔绝工作,如使用钢件修理铝件时,必须在钢件上涂至少两遍的底漆,并在两种材料的结合面涂封严胶。
图2与钢紧固件接触的2024铝合金1.3缝隙腐蚀,这类腐蚀是水分进人缝隙后,由于缝隙口边的水分含氧量与位于缝隙中间及底部的水分含氧量不同,形成电位差。
在含氧量高的缝隙口处,金属就成为正极面被腐蚀,如图3。
在结构中不可避免会出现缝隙,如螺母压紧面、铆钉头底面等。
飞机结构腐蚀与防护摘要:本文对飞机的结构腐蚀及防护进行了简要的介绍,首先表达了飞机腐蚀的重要性,由腐蚀造成的飞机事故屡屡发生,给人们带来了非常严重的损失。
接着介绍了影响飞机腐蚀的因素、飞机腐蚀的种类以及去腐蚀的方法和简单的预防维护措施。
腐蚀带来了昂贵的维护问题,严重影响人们的生命财产安全。
这一问题必须引起重视,做好防护与控制,确保飞机安全和经济运行。
关键词:影响因素、腐蚀类型、去腐蚀、防护1.飞机腐蚀的重要性从目前波音公司采集的数据来看,世界航空公司机队发生在飞机结构上的二级以上腐蚀的报告率,从1993年至1997年呈下降趋势,而1998年以后则呈上升趋势。
这就迫使航空公司要充分重视腐蚀问题。
腐蚀给航空公司带来了代价高昂的维护问题,而不当的维护和对腐蚀的忽视,进一步导致了腐蚀的产生和蔓延,其代价将是更加昂贵的。
目前飞机的服役期一般都要在20 年以上,从飞机的整体情况来看,飞机结构腐蚀比机械疲劳问题更为严重。
在航空史上,因腐蚀问题造成的飞行事故,过去也是屡屡发生。
如1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡人数达500余人。
而英国慧星式客机和美国FIII战斗机坠毁事件,则是国际上著名的应力腐蚀典型事故。
因此飞机机体的腐蚀,特别是结构件的应力腐蚀和疲劳腐蚀往往会造成灾难性事故,危及人们的生命和财产安全。
2.影响飞机腐蚀的因素自然环境因素対腐蚀的影响潮湿空气是造成飞机结构腐蚀的重要因素之一。
潮湿空气与地理环境是紧密相连的,我国地理环境和气候条件十分复杂,受季风影响明显,全国大部地区都处在温暖而潮湿的东南季风和西南季风控制下,暖季节时比世界上同纬度的国家和地区的温度高,相对湿度和降雨量大。
这些都是我国各机场的飞机腐蚀问题较为严重的原因。
别外,工业大气中含有大量的腐蚀性气体,这些污染物中对金属腐蚀最大的是二氧化硫气体。
如果大气中含有超过百分之一的二氧化硫气体时,腐蚀会急剧加快,特别是相对湿度超过百分之七十六时,腐蚀急剧加速同时对镀锌、镀镉层也有相当严重的腐蚀作用。
飞机结构腐蚀与防护浅谈摘要:随着飞机服役时间的增加,飞机结构腐蚀会不断扩散加重,严重影响着飞机结构的安全性,成为制约飞机使用寿命的关键,本文就飞机腐蚀的种类进行介绍,并对其预防提出相应措施。
关键词:飞机腐蚀;种类;检查;腐蚀去除;维护4飞机结构腐蚀常见分类介绍大致分六类。
1.1电化学腐蚀,就是飞机金属零部件和电解质组成两个电极,二者发生氧化还原反应。
1.2应力腐蚀,最为普遍且危害最大。
通常出现在大载荷的飞机结构部位,在老旧飞机中,应力腐蚀开裂的比率已占腐蚀破坏事故的40%~60%。
1.3隙间腐蚀(又称浓差腐蚀),由金属表面局部两极分化引起,通常隙间腐蚀都是由于暴露于滞留浓液中的由金属表面局部被氧化(即水分进入缝隙后,由缝隙口处与位于缝隙中间及底部水分含量不同形成电位差)。
在飞机登机门处,飞机地板结构等含氧量高的缝隙口处。
1.4坑点腐蚀(或剥离腐蚀、剥落腐蚀),其特点是金属表面分层隆起并剥落,主要发生在锻压件、液压件和挤压型材、棒材。
1.5丝状腐蚀,其特征是在包铝层与漆膜间产生的细小,纤维状的腐蚀产物。
通常紧固件的漆层老化后成缝隙,由于水分、潮气、液压油或润滑油进入后腐蚀。
1.6摩擦腐蚀,这是两种相互连接的结构件相对振动或振荡使其磨损,而新的磨损表面暴露,加速腐蚀。
通常发生现在机翼安装点,机身对接处,机翼安装螺栓等。
2腐蚀的检查方法2.1目视检查目视检查是发现腐蚀快速有效的主要检查,如图1,也可以借助检查工具来提高目视的准确度,检查工具如放大镜、内窥镜、内孔探仪。
图12.2渗透检查渗透检查是一种快速有效的检查方法,它可以用于在部件表面,目视检查无法查出。
通过渗透剂可以增加与背景的对比。
2.3敲击检查敲击检查是利用一种带球头的小圆棒敲击部件表面的手工操作方法,并根据听到的声音,来判断所敲击部件的厚度截面上的状态(因为腐蚀和剥离造成的分层会改变共鸣的频率)。
2.4 X射线检查X射线便于检查复杂的结构,可得到结构的内部图像。
飞机腐蚀常见种类及防腐措施文/朱永红(机务部质检科)飞机在使用过程中随着日历年的增长,结构腐蚀会日见严重,所以,摆在飞机机务工程维修工作者面前的一项重要任务便是要进行飞机机体结构的防治包含了两种意思,就是即要预防又要处置已发生了的腐蚀。
但是否腐蚀的预防工作仅仅是在飞机上采取一些技术手段,而与其它飞机的使用部门无关呢?进一步思考,是否仅凭借飞机制造厂在飞机交付使用前一在飞机上采取的防腐措施来抵抗日益恶化的自然环境和人造恶劣环境,等到腐蚀发生恶化以后在进行处理。
答案是显然的。
一是因为腐蚀的发生和发展会带来飞行安全问题,二是处理腐蚀、会带来经济成本。
下面就具体分析一下造成腐蚀的物理原因、自然原因和人为原因,从而让我们大家明白,怎样做才能将腐蚀的预防,处理工作做得更好地保证飞行安全,减少维修成本,为公司创造更好经济效益。
一.常见腐蚀的种类、部位及处理腐蚀的产生主要由两种不同金属之间存在的导电介质在微电流作用下,正极金属逐渐消耗的过程。
飞机的结构腐蚀大概可分为六种。
1.应力腐蚀,这种腐蚀是结构在拉伸或压缩应力及腐蚀介质共同作用下的产物。
一般出现在承受大载荷的飞机结构部位,如地板龙骨梁上、桁条,机翼前后翼梁上、下桁条等处。
如99年9月B-2340飞机在GAMECO完成“3C”检时发现空调组件安装舱的隔框横梁中段有一长约100mm,宽120mm的严重腐蚀。
依据SRM的要求挖掉腐蚀部位,对其进行搭接修理,喷涂防腐剂。
2.电化学腐蚀,这种腐蚀是两种不同金属相互联结在潮湿环境下形成的腐蚀。
一般出现在装有卡片的螺帽及托板螺帽的结构件处。
如A320/A321飞机货舱梁螺栓孔周围及整流包皮安装螺栓孔周围。
3.缝隙腐蚀——也叫浓差腐蚀,这类腐蚀是水分进入缝隙后,由于缝隙口处与位于缝隙中间及底部的水分含量不同形成电位差。
在含氧量高的缝隙口处,金属就成为正极而被腐蚀。
该类腐蚀一般出现在飞机的登机门门槛结构,飞机的货舱地板结构,以及飞机客舱、厨房、卫生间下部。
飞机腐蚀常见种类及防腐措施
文/朱永红(机务部质检科)
飞机在使用过程中随着日历年的增长,结构腐蚀会日见严重,所以,摆在飞机机务工程维修工作者面前的一项重要任务便是要进行飞机机体结构的防治包含了两种意思,就是即要预防又要处置已发生了的腐蚀。
但是否腐蚀的预防工作仅仅是在飞机上采取一些技术手段,而与其它飞机的使用部门无关呢?进一步思考,是否仅凭借飞机制造厂在飞机交付使用前一在飞机上采取的防腐措施来抵抗日益恶化的自然环境和人造恶劣环境,等到腐蚀发生恶化以后在进行处理。
答案是显然的。
一是因为腐蚀的发生和发展会带来飞行安全问题,二是处理腐蚀、会带来经济成本。
下面就具体分析一下造成腐蚀的物理原因、自然原因和人为原因,从而让我们大家明白,怎样做才能将腐蚀的预防,处理工作做得更好地保证飞行安全,减少维修成本,为公司创造更好经济效益。
一.常见腐蚀的种类、部位及处理
腐蚀的产生主要由两种不同金属之间存在的导电介质在微电流作用下,正极金属逐渐消耗的过程。
飞机的结构腐蚀大概可分为六种。
1.应力腐蚀,这种
腐蚀是结构在
拉伸或压缩应
力及腐蚀介质
共同作用下的
产物。
一般出现在承受大载荷的飞机结构部位,如地板龙骨梁上、桁条,机翼前后翼梁上、下桁条等处。
如99年9月B-2340飞机在GAMECO完成“3C”检时发现空调组件安装舱的隔框横梁中段有一长约100mm,宽120mm的严重腐蚀。
依据SRM的要求挖掉腐蚀部位,对其进行搭接修理,喷涂防腐剂。
2.电化学腐蚀,这种腐蚀是两种不同金属相互联结在潮湿环境下形成的腐蚀。
一般出现在装有卡片的螺帽及托板螺帽的结构件处。
如A320/A321飞机货舱梁螺栓孔周围及整流包皮安装螺栓孔周围。
3.缝隙腐蚀——也叫浓差腐蚀,这类腐蚀是水分进入缝隙后,由于缝隙口处与位于缝隙中间及底部的水分含量不同形成电位差。
在含氧量高的缝隙口处,金属就成为正极而被腐蚀。
该类腐蚀一般出现在飞机的登机门门槛结构,飞机的货舱地板结构,以及飞机客舱、厨房、卫生间下部。
当发现这类腐蚀,
应按照SRM进行修理或换件,并对腐蚀进行认真清除,喷涂防腐剂。
4.坑点腐蚀(或称剥落),这是晶界腐蚀的一种。
主要发生在机体结构中的锻压件、滚压件和挤压型材。
当然一旦发现腐蚀就应当及时处理,并彻底清除腐蚀。
5.丝状腐蚀,这是表面喷漆层的铝合金表面腐蚀。
外观呈绿丝线及网状,通常是紧固件头部的漆层老化开裂后形成缝隙,由于潮气、水分、液压油和滑油等的侵入,成为一种腐蚀源。
6.摩擦腐蚀,这是两种相连接的结构件,由于震动所造成的相对运动使结构件磨损,将新的磨损表面暴露于环境中,而加速磨损产生腐蚀,如飞机发动机
吊架与机翼安装点的主螺栓,机身对接,机翼对接
的安装螺栓等。
二.加强防腐工作对腐蚀的抑制及延缓作用
腐蚀的发生是不可避免的,但预防腐蚀和延缓腐蚀显得尤为重要。
而且对于飞机的每一个使用者都有义务参与到它的防腐工作中。
比如在货物装卸过程中,造成地板破损,液体渗漏;在厨房间工作时,发生饮料外溢漏洒,卫生间溢水,维护工作中液压油、滑油渗漏。
这些,都是产生腐蚀的重要源头。
发生结构腐蚀后,首先应严格按照结构维修手册SRM、防腐手册CPM及维护手册AMM的有关章节的要求,彻底清除腐蚀或更换腐蚀件,早作处理,将腐蚀消灭在萌芽状态。
彻底清洗腐蚀,该道工序非常重要,否则,腐蚀将继续扩展。
据观察,有的工作者因担心清除腐蚀会造成打磨深度过大,使金属材料去处量过多,因此去处未达标,造成了残留腐蚀。
而残留腐蚀本身就是一种更加严重的腐蚀根源,它会在结构内继续扩展,维持到下一次维修间隔而平时又无法检查到。
当再次发现腐蚀时所作的工作量反而更大,时间更长。
在彻底清除腐蚀后,应按照SRM对腐蚀的结构进行修理,若超过了SRM的范围,则应与飞机制造厂商取得联系,重新制订维修方案并获适航当局的批准。
在防腐中最普遍使用的是漆层,它主要是将金属结构与环境及腐蚀介质隔绝开。
因此,漆层质量的好坏,直接影响防腐效果,这一步是作好防腐工作的关键。
而修理过程中若达不到要求,这样的部件装上飞机后其防腐性就会大打折扣,所以在清楚腐蚀时一定要认真彻底,喷漆要严格按工艺要求执行。
正确使用和喷涂防腐剂,是控制腐蚀的又一种方法。
由于腐蚀是不可避免的,正确使用防腐剂就显得尤为重要。
在出现应力腐蚀、电化学腐蚀、缝隙腐蚀、坑点腐蚀、丝状腐蚀、摩擦腐蚀等腐蚀发生的地方和区域,正确使用防腐剂,可以大大地抑制腐蚀形成条件,延缓腐蚀的发生。
根据资料常用的附加防腐涂层是一种新型的抗腐化合物,即CIC(CORROSION INHTING COMPOUNDS)BMS3-23/26/29,其中BMS3-23适用于缝隙及不易接近区域的防腐处理。
三.提高人员素质及树立质量意识,增加防腐效果。
加强飞机使用及维护人员的基础教育,增强人员素质,严把质量关口,是保证飞机防腐工作得以顺利实施的关键。
任何好的飞机维修方案和腐蚀控制方案,再先进的飞机及性能良好的防腐剂,都需要依靠各类人员按工作程序认认真真地执行,才能得到保证。
由于飞机维修方案及腐蚀控制方案中有些内容并未覆
盖或非常适合所执管飞机的具体用户。
因此,应根据维护工作中的信息反馈,对飞机的腐蚀控制方案的内容和间隔及时进行增改和调整。
比如99年9月至10月B-2340、B-2341飞机在GAMECO完成“3C”检时,发现的结构腐蚀,当初由于工艺条件只做了临时修理,到2000年底在完成“4C”检时才进行最终修复;并将货舱地板更换为加强型地板。
但现在B-2340、B-2341、B-2342飞机的货舱地板也受到不同程度的损伤,部分密封带也受到了损伤,这样就给腐蚀的生成提供了扩展条件,也给维护工作带来了很大的困难。
今年,维修人员在B-2340飞机的前卫生间发现了壁板下部有腐蚀,并在第一时间进行了处理。
然后对其进行监控至“5C”检时修复。
我公司所执管的A320/A321飞机,目前没有一架飞机的货舱地板是完好的,可以说是千疮百孔。
A320/A321的地板采用的工艺仍为内层蜂窝组件(减轻重量),外层为薄金属板。
当表面遭到破坏后,接着内层必定受到损伤,最终造成地板报废。
但是在这期间,如果遇到货舱所装货物发生液体渗漏,就会通过受损地板侵蚀飞机结构使腐蚀迅速生成。
如B-2370飞机前货舱后隔板底部L型件腐蚀,B-2373飞机散货舱下底版腐蚀,就是因为地板破损,液体渗漏造成。
再如B-2371飞机后货舱入口处地板损伤,B-2340/41/42/97等多架飞机的地板损伤,均系重、大货物在装卸过程中撞击所致。
如果长期发展下去,后果不堪设想。
因此,作为飞机的
每个使用者都应当意识到防腐的重要性。
如客舱厕所发生渗漏时,厨房间发生渗漏,特别是发生饮料洒漏,货舱运送海鲜发生渗漏;都应及时向飞机维修部门报告,以便及时做出处理或是在定期维护中增加检查项目和维修工作项目,避免发生腐蚀。
对于海鲜运输问题,“空客”公司有专门的建议,希望有关用户遵循SIL 25-098 的建议和家畜运输手册LTM;采用货盘或集装箱,以及装在水密的箱内,且箱体上有“朝上”的标签。
为什么说运输活牲畜可能会导致飞机机身结构的严重腐蚀呢?这有两方面的原因,一是牲畜的粪便,二是牲畜比人产生的热量多,这会使飞机内部温度升高,湿度增大,机内有更多的机会出现凝水。
由于航空公司所处的地理环境无法选择,潮湿恶劣的天气无法改变,各种工业废气和尘埃日益增多,飞机不断老化,使腐蚀难以最终避免。
但是,只要:其一。
飞机使用部门和清洁人员严格案《飞行运行手册》要求进行货物包装和运输及客舱清洁标准(MH3145.15-1996)工作。
唯其如此,防腐质量才能提高,防腐的效果才能随之日益明显,才能把腐蚀所造成的影响和危害降低到最低程度。
对于飞机维修人员在维修工作中按照工艺卡或工作指令的要求,认真执行。
对每一个环节,每一道工序都应仔细地完成。
现场维修质量检验人员也要做到不折不扣地检查。