文/李金桂·北京航空材料研究院
 

　　本文通過已發生的腐蝕故障的回顧,引發思考,提出要確保飛行安金、使用壽命,只有從源頭設計開始,實施全員參加的全方位全過程的腐蝕控制系統工程才能達到目標:提高飛行可靠性、延長使用壽命、減少故障發生、減少使用維修費用。
 

　　1956年我國制造的第一架噴氣飛機飛上藍天，至今已發展了適應現狀戰爭需要的多種類機型和以五位數計算的飛機、發動機及其配套的機載設備。這些物體不可避免地要經受所在地域的周圍環境(溫度、濕度、污染了的空氣等)的侵蝕和它們本身運行環境的作用，從而導致制作這些物體的材料的變質和破壞，稱之為材料的腐蝕(包括金屬的腐蝕、非金屬的老化)。這些材料變質和破壞到一定程度后，會在高空、高速、高應力等因素的協同作用下誘發事故，嚴重的導致機毀人亡。
 

結構腐蝕造成的損失
 

　　追溯過去,飛機結構腐蝕的種種表現,可以發現有幾個明顯特點:
 

　　(1)隨機性很強。不同機型,有的腐蝕重,有的腐蝕輕;同—機型,不同地域、空域(南方、北方、沿海、內陸),腐蝕差異更大;機上不同位置構件,腐蝕差別顯著。
 

　　(2)偶然性不斷。例如某發動機壓氣機—級轉子葉片由于晶間腐蝕誘發應力腐蝕折斷,有105h斷、有83h斷、有61h斷、還有20h26min斷的,這真是偶然發生的嗎?
 

　　(3)存在集中性。從材料上講,鎂合金最易腐蝕、T6狀態的鋁合金也易腐蝕,但誘發重大腐蝕故障的往往又是不銹鋼和高強度鋼;從結構上講,腐蝕多集中在蓄電池艙、油箱艙、起落架易積水處等。
 

　　然而,通過分析不難發現,飛機結構腐蝕的根本所在,是那些結構設計不合理,密封不好、易于積水、易于納污、易于遭受濕熱環境侵蝕的部位;或設計選用材料或鍍涂層不恰當,選擇了不耐蝕的材料;或制造過程破壞了材料固有的耐蝕性的零部件。應該說,腐蝕是環境介質侵蝕下的—種必然現象,引起飛機重大事故的腐蝕決不偶然,必定是哪一個環節有了問題。
 

　　國際航空運輸協會早年提出的報告就指出,腐蝕和疲勞是造成飛機提前損壞的兩大因素,而純粹的疲勞是沒有的,多為環境介質作用下的腐蝕疲勞。
 

飛行事故引發的思考
 

　　早期英國彗星式民用客機、美國FH1戰斗機由于應力腐蝕發生空中墜毀,—時,在國際上引起轟動,腐蝕也會引起機毀人亡?
 

　　1981年8月22日我國臺灣民航客機B-737空中失事,八個月后查明是由于該機經常運輸活魚海產,機身下部高強度鋁合金結構件多處發生嚴重的晶間腐蝕、剝蝕,出現裂紋和孔洞,在空中增壓時產生急速破裂,引發爆破解體,導致機毀人亡。
 

　　1981年11月,我國—架直升飛機,由于1號槳葉大梁腐蝕疲勞折斷而導致飛機空中解體。
 

　　1982年9月17日一架日本航空公司的DC-8客機在上海機場著陸時,沖出跑道,造成幾十人受傷,事后查明是緊急剎車用的高壓氣瓶內壁應力腐蝕開裂而爆破,損壞了液壓系統及部分附件,致使正常剎車和應急剎車系統全部失效而釀成事故;美國阿波羅號登月火箭貯存N2O4器在試驗期間發生爆裂,推遲登月半年有余。
 

　　隨著高強度、超高強度材料的使用,沿海或海上用飛機的增多,腐蝕引發的事故不斷,見怪不怪,腐蝕確實會誘發飛行事故,逐漸被人們所認知。
 

　　中央翼盒受力構件嚴重腐蝕
 

　　某型轟炸機在維修時發現中央翼盒受力構件腐蝕嚴重,后查該型飛機普遍存在同類問題。
 

　　進—步追查發現該型飛機排水孔過小,機身密封水平差,下雨時有滲漏水進入,溫差大時有凝露產生,滲漏水、凝露水排放不及時,引起腐蝕,腐蝕產物堵住小孔,腐蝕加劇進行,不得不整個中央翼盒拆除,造成重大損失。
 

　　后來,設計更改圖紙,將排水孔直徑加大—倍,才解決—大群飛機的這個腐蝕問題。設計合理是預防腐蝕、避免腐蝕的最根本、最重要的措施。
 

　　WP6九級盤鎘脆
 

　　—小彈簧片鍍鋅改為鍍鎘,該處溫度已超過320℃ ,鎘鍍層熔化甩于九級盤輪緣,在高速旋轉,很高離心應力作用下,出現鎘熔融金屬作用下的應力腐蝕(簡稱為鎘脆),導致九級壓氣機盤爆裂事故,如圖1所示。
 

　　事故引發幾點值得思考:
 

　　(1)爆裂盤飛出將飛機切成兩半,造成三起—等事故,慘不忍睹,犧牲三位飛行員、毀了三架飛機,幾百架飛機停飛返廠更換九級盤及其相關零件,造成數千萬元直接經濟損失外,誘發其他飛行員的“恐飛癥”懼怕飛行,對國防造成的損失如何計算。
 

　　(2)工廠申請將鍍鋅更改為鍍鎘,是否清楚更換件所處工作環境,鎘鍍層能否適應。
 

　　(3)主管設計員是否忘記該處的確切環境溫度,竟然也同意更改。
 

　　(4)設計所和工廠所擁有的文件,對鎘鍍層的適用范圍有無確切規定?有何教訓?
 

　　多年來,類似的鎘脆故障不斷。
 

　　某發動機起動噴嘴為蒙耐爾合金鍍鎘,帶著鍍鎘層進行補焊,鍍鎘層熔化,滲入基體,工廠試車時引發零件脆性斷裂。
 

　　某直升機旋翼大梁連接螺栓為高強度鋼3OCrMnSiA鍍鎘,在165±5℃溫度下進行樹脂組裝固化處理,由于儀表失控,實際固化溫度為344℃,螺栓鍍鎘層熔化滲入,分解時螺栓頭脫落。
 

　　某殲擊機中軸承蓋螺栓為12Cr2Ni4WA鍍鎘,多次發現,返修拆卸時螺栓沿螺紋根部斷烈,經查是鎘脆導致。

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