問題的發(fā)現(xiàn)

    在修理過程中發(fā)現(xiàn)， 海軍飛機(jī)結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重腐蝕， 比較典型的有某型飛機(jī)的機(jī)翼主輪艙第二大梁腹板腐蝕 （如圖1所示） ， 平尾配重 （鋼件） 與平尾壁板（鋁合金） 連接處嚴(yán)重腐蝕 （如圖2所示） ； 某型轟炸機(jī)中央翼下壁板梳狀件凹槽和中央翼I大梁下緣條對(duì)接螺栓凹槽嚴(yán)重腐蝕； 某型戰(zhàn)斗機(jī)的42框和垂尾后接頭腐蝕； 某直升機(jī)機(jī)身下部嚴(yán)重腐蝕等。這些腐蝕部位大部分是機(jī)體的主要承力結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遭到極大削弱， 將嚴(yán)重影響飛機(jī)的飛行安全和使用壽命 ， 且這些腐蝕部位在外場(chǎng)條件下不易被發(fā)現(xiàn)， 存在事故隱患。

圖1 大梁腹板腐蝕

圖2 平尾配重與平尾壁板連接處腐蝕

    在修理腐蝕時(shí)， 還要消耗大量的人力、 物力和財(cái)力， 大大增加了修理工作量和維修成本。飛機(jī)的腐蝕問題已嚴(yán)重影響到了飛行安全和戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能， 必須引起高度重視。

    原因分析

    腐蝕是由于金屬與周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致金屬被消耗的現(xiàn)象 。下面對(duì)引起飛機(jī)常見腐蝕的主要原因作簡(jiǎn)要分析。

    設(shè)計(jì)缺陷

    早期設(shè)計(jì)的軍用飛機(jī)， 主要以滿足戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能為主， 而飛機(jī)的使用維護(hù)性、 結(jié)構(gòu)完整性， 特別是飛機(jī)結(jié)構(gòu)的防腐要求方面， 沒有明確的設(shè)計(jì)指標(biāo)， 導(dǎo)致這些飛機(jī)的抗腐蝕能力差， 在使用中無法避免機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕的產(chǎn)生。比較常見的如沒有考慮飛機(jī)防水和排水設(shè)計(jì)， 導(dǎo)致飛機(jī)極易積水， 造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕， 絕大多數(shù)的飛機(jī)腐蝕都與積水有關(guān)。還有在選材上， 以前多選用質(zhì)量輕、 強(qiáng)度高的超硬鋁材料作為主承力件，超硬鋁材料是鋁-鋅-鎂-銅系合金。它與硬鋁不同的是加入了強(qiáng)化鋅， 雖然提高了強(qiáng)度， 但降低了抗腐蝕性能， 且超硬鋁易產(chǎn)生應(yīng)力集中， 造成應(yīng)力腐蝕。

    電化學(xué)反應(yīng)

    電化學(xué)反應(yīng)是目前飛機(jī)腐蝕產(chǎn)生的主要原因。

    在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)， 兩種不同金屬的連接是難免的。當(dāng)兩種不同金屬接觸時(shí)， 在金屬表面涂層遭到破壞后， 金屬接觸面之間會(huì)有水分存在， 由于不同金屬存在電位差， 這兩種金屬之間便形成了微電池， 發(fā)生氧化還原反應(yīng)， 造成金屬的電化學(xué)腐蝕 。電化學(xué)腐蝕在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中普遍存在， 最典型的例子就是上述某殲擊機(jī)平尾配重處鋁合金蒙皮的腐蝕， 幾乎所有該型飛機(jī)都存在這種腐蝕。原因是平尾有一個(gè)下反角， 在翼尖處易積水， 而配重是鋼制件， 蒙皮為鋁合金， 在配重和蒙皮對(duì)縫處產(chǎn)生了一個(gè)微電池， 使低電位的鋁合金蒙皮產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕在飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕中占了很大比例， 而且腐蝕范圍大、 程度深、 危害重、 維修成本高， 必須引起高度重視 。

    化學(xué)反應(yīng)

    金屬和非電解質(zhì)或干燥的氣體相互作用產(chǎn)生的腐蝕屬于化學(xué)腐蝕， 它的特點(diǎn)是在腐蝕過程中無電流產(chǎn)生， 其中最重要的化學(xué)腐蝕形式是氣體腐蝕， 并且在高溫作用下容易發(fā)生。大氣中含有大量的腐蝕性氣體， 如SO 2 ， H 2 S， NH 3 ， HCL， CO 2 ， CO， NO 2 等， 對(duì)金屬構(gòu)件腐蝕影響最大是SO 2 ， 如果大氣中含量超過1%的SO 2 時(shí)， 腐蝕會(huì)急劇加快 。在北方沿海某地服役的某型殲擊機(jī)機(jī)翼下表面鉚釘孔周邊的腐蝕， 主輪艙機(jī)翼第二大梁嚴(yán)重腐蝕， 就是由于該機(jī)場(chǎng)周圍有很多化工廠， 有害氣體造成鋁合金的化學(xué)腐蝕。

    濕熱氣候

    駐守南方某海島的某型殲擊機(jī)機(jī)翼和平尾下表面的腐蝕， 是由于該島地面氣溫高、 濕度大、 空氣中含鹽量高造成的。當(dāng)大氣中相對(duì)濕度大于65%時(shí)， 物體表面會(huì)附著一層0.001 μm厚的水膜， 相對(duì)濕度越大，水膜越厚。這些水膜與濕熱空氣中的氯分子形成有害的介質(zhì)， 腐蝕了機(jī)體結(jié)構(gòu) 。雷達(dá)罩表面的霉變，就是濕熱空氣引起的。

    微生物腐蝕

    微生物對(duì)飛機(jī)的腐蝕也日趨嚴(yán)重， 特別是飛機(jī)整體油箱， 微生物的腐蝕已影響到了油箱結(jié)構(gòu)和燃油系統(tǒng)的安全 。微生物的排泄物會(huì)對(duì)油箱殼體造成腐蝕， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成油箱漏油。同時(shí)微生物還會(huì)造成燃油系統(tǒng)的污染和堵塞， 影響飛行安全。飛機(jī)低空飛行時(shí)， 會(huì)撞死很多小蟲子， 這些小蟲子的體液對(duì)飛機(jī)迎風(fēng)面的腐蝕非常嚴(yán)重， 像一些天線罩已被腐蝕穿透。

    制造工藝缺陷

    制造工藝主要指材料的熱表處理和噴漆工藝， 如果表面處理質(zhì)量不好， 表面鍍層很容易被破壞 。如果噴漆環(huán)境不好， 不能嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境溫度和空氣質(zhì)量要求， 使噴漆質(zhì)量得不到保證， 或油漆選用不當(dāng)和油漆質(zhì)量不好， 都會(huì)使飛機(jī)油漆層很快就被破壞。飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面保護(hù)層被破壞以后， 金屬就會(huì)裸露在大氣中， 很快就會(huì)發(fā)生腐蝕。

    使用維護(hù)不當(dāng)

    在飛機(jī)使用維護(hù)過程中， 維護(hù)人員的不當(dāng)行為，往往會(huì)造成結(jié)構(gòu)表面保護(hù)層的損傷或機(jī)體積水， 如鞋底帶有泥沙上機(jī)， 很容易劃傷蒙皮表面； 下雨過后的飛機(jī)沒有及時(shí)揭開蒙布進(jìn)行晾曬； 機(jī)翼和平尾下表面積露沒有及時(shí)擦干； 機(jī)內(nèi)積水沒有及時(shí)排除等， 都會(huì)造成機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕的產(chǎn)生。

    腐蝕的防護(hù)與修理

    對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕應(yīng)采用預(yù)防為主， 防治結(jié)合的措施。針對(duì)腐蝕產(chǎn)生的原因， 采取有效的措施， 防止腐蝕的產(chǎn)生； 對(duì)已產(chǎn)生的腐蝕， 要及時(shí)修理， 阻止腐蝕蔓延。

    完善設(shè)計(jì)

    飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕絕大部分是積水引起的， 在飛機(jī)使用中避免不了雨水侵入。如何防止水的侵入， 機(jī)內(nèi)積水如何排出是飛機(jī)結(jié)構(gòu)防腐必須考慮的問題。對(duì)現(xiàn)有飛機(jī)， 設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮防水、 排水的， 需進(jìn)行防水改裝， 對(duì)易被雨水侵入的部位進(jìn)行密封處理， 對(duì)易積水的部位進(jìn)行排水改裝， 這樣能有效地避免飛機(jī)積水，預(yù)防腐蝕的產(chǎn)生。

    在對(duì)飛機(jī)腐蝕進(jìn)行修理時(shí)， 在保證強(qiáng)度、 剛度的情況下， 盡量不要選用抗腐蝕性能差的材料來修理，如鋁鎂合金等。

    完善涂層體系

    如果飛機(jī)的涂層不遭到破壞， 機(jī)體結(jié)構(gòu)就不會(huì)直接與外界接觸， 是很難產(chǎn)生腐蝕的， 完善的涂層體系是提高飛機(jī)防腐能力的必需要素。

    我國大部分海軍飛機(jī)， 地處鹽霧濕熱的沿海地區(qū)， 并且工業(yè)廢氣污染嚴(yán)重， 極易對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生腐蝕 。所以必須研究出適合我國飛機(jī)飛行環(huán)境的耐腐涂層來提升飛機(jī)的防腐能力， 如納米涂層。

    只有好的涂層還不夠， 還要改進(jìn)熱表處理和噴涂工藝。在維修飛機(jī)時(shí)， 要嚴(yán)格控制噴涂工藝， 保證噴涂質(zhì)量， 保證飛機(jī)出廠后到下次大修這段時(shí)間內(nèi)， 涂層不會(huì)遭到破壞。

    避免直接接觸

    在設(shè)計(jì)和維修過程中應(yīng)盡量避免兩種電位差較大的金屬接觸， 如迫不得已， 應(yīng)用涂隔離層等措施防止兩種金屬直接接觸發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕。零件在對(duì)接前進(jìn)行表面處理； 磨擦部位涂防磨層； 鉆孔后涂防護(hù)漆層； 緊固件的連接采用濕鉚接或濕安裝； 密封膠隔離等都是防止兩種金屬直接接觸的有效措施。

    加強(qiáng)機(jī)務(wù)作風(fēng)

    飛機(jī)腐蝕有一部分是人為操作不當(dāng)造成的， 好的機(jī)務(wù)作風(fēng)能大大減少此類腐蝕的產(chǎn)生。如在飛行結(jié)束后盡快清洗飛機(jī)外表， 能避免微生物腐蝕的產(chǎn)生。

    定期對(duì)飛機(jī)進(jìn)行清洗， 飛機(jī)進(jìn)水后及時(shí)排除晾干， 加強(qiáng)并規(guī)范對(duì)飛機(jī)的日常維護(hù)等都能有效地減少飛機(jī)腐蝕的產(chǎn)生。

    腐蝕的控制

    在飛機(jī)結(jié)構(gòu)的修理過程中， 腐蝕的修理占很大比重， 是重點(diǎn)、 難點(diǎn)修理部分。腐蝕的嚴(yán)重程度對(duì)維修難易程度和飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命有著直接的影響， 所以對(duì)腐蝕的控制顯得尤為重要。

    飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)維修時(shí)， 首先嚴(yán)格按技術(shù)文件結(jié)合檢測(cè)設(shè)備對(duì)飛機(jī)全面檢查， 發(fā)現(xiàn)腐蝕部位， 劃分腐蝕損傷程度， 判斷是可允許損傷 （僅表面處理即可修復(fù)） 、 可修理損傷 （表面處理后仍需加強(qiáng)修理） 還是不可修理損傷 （換新處理） 。

    對(duì)未發(fā)生腐蝕的部位和艙段進(jìn)行防水修理， 用密封膠、 膩?zhàn)硬肌?防雨水膠帶等對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封， 防止雨水進(jìn)入。同時(shí)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行排水改進(jìn)， 對(duì)沒有排水措施的艙段增加排水通道和配打漏水孔， 確保能將偶爾流進(jìn)的雨水排出。這樣能有效地控制腐蝕的產(chǎn)生速度。

    對(duì)已發(fā)生的結(jié)構(gòu)腐蝕， 用砂紙或風(fēng)動(dòng)工具打磨，打磨后不允許留有凹坑， 對(duì)于槽內(nèi)腐蝕必須在周圍允許范圍內(nèi)打磨成光滑曲面； 對(duì)于桁條和蒙皮腐蝕， 沿寬度方向打磨成光滑曲面， 沿長(zhǎng)度方向在腐蝕坑的兩端打磨， 每邊打磨程度至少是腐蝕深度的5~10倍， 并光滑過渡。腐蝕深度打磨干凈后， 再打磨0.05~0.1倍腐蝕深度， 然后用水磨砂紙打磨光滑， 用量具測(cè)量打磨深度應(yīng)滿足修理標(biāo)準(zhǔn)。打磨后對(duì)打磨表面進(jìn)行防護(hù)處理， 鋁合金涂阿洛丁溶液保護(hù)， 鋼件涂205防腐劑保護(hù)， 鎂合金涂亞硒酸溶液保護(hù)， 溶液嚴(yán)格按要求控制。形成保護(hù)層后表面可以再涂漆層防護(hù)。腐蝕物清理干凈后再進(jìn)行防水和加強(qiáng)修理， 這樣能有效地控制腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展。腐蝕產(chǎn)生后， 必須及時(shí)處理，嚴(yán)格按工藝要求清除所有的腐蝕部位， 千萬不能怕腐蝕清除時(shí)會(huì)減弱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度而在沒有完全清除腐蝕的情況下進(jìn)行加強(qiáng)和防腐， 這樣會(huì)掩蓋腐蝕的發(fā)展， 存在事故隱患  。

    日常修理工作中， 加強(qiáng)對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)的通風(fēng)和除潮；對(duì)拆下的零部件進(jìn)行密封保管； 控制存放環(huán)境； 修理中采用濕裝配； 修理中不采用強(qiáng)腐蝕溶劑； 裸露的緊固部位涂防腐蝕軟膏等， 都是控制腐蝕的有效手段。

    結(jié)語

    結(jié)構(gòu)腐蝕已是機(jī)體結(jié)構(gòu)損傷的主要形式， 飛機(jī)在維修過程中， 約有80%的結(jié)構(gòu)修理工作是針對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕進(jìn)行的， 因此， 腐蝕問題必須引起高度重視， 加強(qiáng)防腐工作的開展， 預(yù)防為主， 防治結(jié)合。結(jié)合文中的分析， 提出幾點(diǎn)建議：

    1）開展腐蝕問題的研究和試驗(yàn)， 并將研究成果應(yīng)用到實(shí)際中去， 切實(shí)提高飛機(jī)的防腐能力， 確保飛機(jī)在全壽命內(nèi)不發(fā)生重大腐蝕問題。

    2）加強(qiáng)新涂層的開發(fā)與研究， 提高表面處理和噴涂工藝。

    3）加強(qiáng)飛機(jī)使用及維護(hù)人員的基礎(chǔ)教育和機(jī)務(wù)作風(fēng)建設(shè)， 增強(qiáng)人員素質(zhì)。

    4）廣泛宣傳、 全員參與， 使每位工作者都能獲得必要的防腐知識(shí)， 建立起腐蝕危機(jī)安全與我密切相關(guān)的工作意識(shí)， 避免人為原因引發(fā)的腐蝕問題。同時(shí)，讓大家養(yǎng)成好的工作習(xí)慣， 早發(fā)現(xiàn)、 早報(bào)告、 早處理，將腐蝕消滅在萌芽狀態(tài)。

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