飛機(jī)在使用過程中，由于環(huán)境腐蝕、飛行強(qiáng)度、使用時(shí)間等因素影響，使其產(chǎn)生不同程度的疲勞、腐蝕等損傷，這是一個(gè)隨著服役時(shí)間增加而不斷發(fā)展和累積的不可逆損傷過程。如果置之不理，則很可能導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)生事故。如1981年臺灣播音747事故、1985年日本B747事故以及英國彗星式客機(jī)和美國FIII戰(zhàn)斗機(jī)墜毀事件等，都是非常典型的由于飛機(jī)腐蝕而導(dǎo)致事故發(fā)生的案例。由此，可見飛機(jī)腐蝕問題的重要性、關(guān)鍵性。在老齡飛機(jī)中更是常見腐蝕、老化等問題，這兩個(gè)問題不僅會導(dǎo)致老齡飛機(jī)提前退役，更有很大可能導(dǎo)致飛機(jī)失事的不幸發(fā)生。

    1.老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)故障情況統(tǒng)計(jì)

    由于飛機(jī)機(jī)體多用鋁合金材料，雖然該材料具有高強(qiáng)度和輕重量的優(yōu)點(diǎn)，但對于腐蝕的抵抗力也非常弱，遇到雨雪、高溫、腐蝕氣體、高溫等天氣，非常容易遭受腐蝕。由此，采用隨機(jī)抽取的方法，選取了1架服役超16年老齡飛機(jī)進(jìn)行細(xì)致分解檢查評估。并采取了分解蒙皮和切割桁條等方法來處理代表部位，以便下一步分析。

    通過分解檢查該老齡飛機(jī)，發(fā)現(xiàn)故障共175個(gè)，將其分類可發(fā)現(xiàn)其中機(jī)體結(jié)構(gòu)故障97個(gè)（占55.43%），機(jī)械系統(tǒng)零組件故障8個(gè)（占4.57%），機(jī)械部附件故障11個(gè)（占6.29%），電氣系統(tǒng)部附件故障16個(gè)（占9.14%），電纜故障12個(gè)（占6.85%），電子設(shè)備故障31個(gè)（占17.71%）。

    再對該飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的腐蝕損傷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，主要分7類，艙門周圍區(qū)域腐蝕情況最為嚴(yán)重，有27個(gè)（占27.83%），客艙支承結(jié)構(gòu)25個(gè)（占2.77%），前貨艙支承結(jié)構(gòu)14個(gè)（占14.58%），后貨艙支承結(jié)構(gòu)24個(gè)（占25.00%），機(jī)身下部蒙皮3個(gè)（占3.09%），隔框3個(gè)（占3.09%），垂直安定面1個(gè)（1.03%）。

    由此，可見該飛機(jī)已進(jìn)入腐蝕故障高發(fā)、危險(xiǎn)期，對于研究飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕方面的問題，極具代表性。

    2.老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要腐蝕問題

    2.1 客艙、貨艙結(jié)構(gòu)

    客艙結(jié)構(gòu)腐蝕較多的主要原因有三：一是承受外部大氣壓力以及客艙內(nèi)壓力，機(jī)身大部分采用冷膠接結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生脫膠或者縫隙腐蝕情況。并且，裝飾板內(nèi)所放置的隔熱棉有吸濕保溫功能，長期接觸容易腐蝕機(jī)身長桁。三是客艙乘客容易傾灑食物、飲料等對機(jī)體有不良影響的物品，也易造成腐蝕情況發(fā)生。貨艙在承載水產(chǎn)品類物體時(shí)，包裝不到位則容易破損，從而傾灑到貨艙內(nèi)部。

    2.2 鏈接接頭、耳片及螺栓緊固件

    鏈接接頭、耳片及螺栓緊固件承擔(dān)著連接主要結(jié)構(gòu)的作用，而負(fù)荷較大時(shí)易發(fā)生應(yīng)力分布不均的情況，導(dǎo)致連接件輕微相對振動，而損傷其表面漆層，從而易被腐蝕。

    3. 老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕原因分析

    老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的原因很多，大致可分為如下兩類：

    3.1 自然環(huán)境因素

    通常情況下，沿海地區(qū)飛機(jī)腐蝕情況普遍高于其他地區(qū)，主要是因?yàn)檠睾５貐^(qū)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，其工業(yè)污染也相對較高，受工業(yè)廢氣污染，雨水的pH值也會相對偏低，再加上空氣中許多大量灰塵、霧等腐蝕介質(zhì)，腐蝕速度非相對較快。其次，沿海地帶多為亞熱帶高溫潮濕環(huán)境，降雨較多，空氣濕度較大，溫度較高。當(dāng)大氣中的相對濕度大于65%時(shí)，物體表面會附著一層0.001微米厚的水膜，這些導(dǎo)電的水溶液便是引起結(jié)構(gòu)件腐蝕的最主要、最普遍的環(huán)境介質(zhì)。再次，沿海地區(qū)空氣中含鹽成分遠(yuǎn)高于內(nèi)地，鹽分與飛機(jī)燃料中的礬或硫在一定溫度、時(shí)間的影響下，則會在發(fā)動機(jī)零件上形成硫酸鹽化合物，從而造成合金被腐蝕情況大大增加。

    3.2 人為因素

    設(shè)計(jì)及工藝缺陷 由于老齡飛機(jī)生產(chǎn)較早，其結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)及工藝多存在或多或少的缺陷，如結(jié)構(gòu)選材、防護(hù)涂層體系、結(jié)構(gòu)密封防水以及結(jié)構(gòu)通風(fēng)排水設(shè)計(jì)都存在著諸多問題。并且，為了讓飛機(jī)自重減少，承載增加，飛機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，多采用2024、7075的鋁合金，但在部分強(qiáng)度較大的部位則采用較為結(jié)實(shí)耐用的鋼、銅件，不同金屬相接則非常容易出現(xiàn)電位差及導(dǎo)電通路，最后導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕。

    使用不當(dāng) 由于飛機(jī)的主要作用是承載物體及乘客，所以在使用過程中，如果不注意，很容易發(fā)生所運(yùn)輸物體中水、溶液等貨物泄露問題，客艙中的廁所、廚房不當(dāng)使用或疏忽就有可能導(dǎo)致污物外溢、穢物藏留等問題，導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)縫隙腐蝕或微生物腐蝕情況。

    4.對策與措施

    4.1 提前預(yù)防：

    飛機(jī)在使用過程中，機(jī)務(wù)人員應(yīng)當(dāng)做好如下措施：

    防水防潮。飛機(jī)機(jī)體大部分結(jié)構(gòu)為金屬機(jī)件，在水、空氣的作用下，很容易被腐蝕。所以機(jī)務(wù)人員應(yīng)當(dāng)注意勤通風(fēng)，防止水霧長期與金屬機(jī)件接觸。并且，應(yīng)當(dāng)對機(jī)件表面防腐涂層多加維護(hù)，保證其完整有效。

    防止損傷性物體與機(jī)件接觸。機(jī)務(wù)人員在維護(hù)過程應(yīng)當(dāng)避免各種溶液傾灑在金屬機(jī)件表面造成腐蝕。還要注意避免工具、砂石、其他硬物等與機(jī)件碰撞、摩擦，以免保護(hù)層被破壞。

    鍍鉻層金屬機(jī)件應(yīng)多涂潤滑脂。鍍鉻保護(hù)層硬度較大且耐磨，但被覆密密麻麻的小孔以及細(xì)微網(wǎng)狀裂紋，一旦電解液滲入，就會導(dǎo)致鋼鐵被腐蝕。而為鍍鉻層金屬機(jī)件涂上潤滑脂后，不但鉻保護(hù)層的耐磨性得到了提高，防水性也會大大增加，從而增強(qiáng)了其防腐能力。由此可見，常為鍍鉻零件涂上潤滑脂是必要的，在涂抹時(shí)還需注意抹掉多余的潤滑脂，以免沾上砂粒、塵土等使零件磨損。

    常進(jìn)行鎂合金防護(hù)。由于鎂合金材料電位低，易電化腐蝕，所以，需注意防止鍍銀、鍍銅零件與其接觸，凡是與鎂合金零件相接觸的鋼質(zhì)或銅質(zhì)零件必須鍍鋅，鋁合金件必須氧化處理。在鎂合金上安裝螺栓、螺釘時(shí)，必須在螺孔內(nèi)涂亞硒酸，在螺桿上涂工業(yè)凡士林，螺釘上則蘸漆。如果由于安裝搭鐵線而破壞了零件螺孔周圍的保護(hù)層，裝好后應(yīng)當(dāng)恢復(fù)好。鎂合金機(jī)件裂紋后應(yīng)更換，不允許鉆止裂孔。因?yàn)殂@止裂孔后，孔內(nèi)不易噴鍍保護(hù)層，且不好檢查腐蝕物侵入孔內(nèi)會加速機(jī)件的電化腐蝕。

    定時(shí)清洗機(jī)體和發(fā)動機(jī)，及時(shí)對機(jī)體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部位進(jìn)行探傷。

    4.2 腐蝕修理

    根據(jù)腐蝕深度及面積，及時(shí)采用有效的維護(hù)修理。沒有超過飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊中所規(guī)定容許極限的輕度腐蝕損傷，只需按手冊進(jìn)行簡單的防護(hù)處理；接近手冊容許極限的中度損傷則需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)，并加強(qiáng)損傷處監(jiān)控；已影響到飛機(jī)正常使用和飛行安全的嚴(yán)重腐蝕損傷，則需立即進(jìn)行不見更換。

    此外，對已腐蝕結(jié)構(gòu)，去除腐蝕部位后，可采用碳纖維、鋁合金、Kevlar及玻璃纖維等符合材料進(jìn)行修復(fù)。不但節(jié)約了修理時(shí)間和修復(fù)成本，還能減輕結(jié)構(gòu)重量，增強(qiáng)抗疲勞性能和耐蝕性。

    4.3 改進(jìn)技術(shù)

    應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)有技術(shù)多加改進(jìn)，如結(jié)構(gòu)防護(hù)涂層體系，老齡飛機(jī)多采用20世紀(jì)七八十年代環(huán)氧底漆及聚氨酯面漆，其防腐效果相比于現(xiàn)在的IMR21納米復(fù)合涂層偏弱。北航最新研究出的JMF膠體密封劑具有化學(xué)穩(wěn)定性好，耐介質(zhì)性強(qiáng)、密封防水及防腐效果好的特點(diǎn)，較以往密封劑優(yōu)秀好用。所以，不斷改進(jìn)防護(hù)涂層體系及結(jié)構(gòu)密封防水才是解決老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的最佳對策。

    5.結(jié)語

    本文就老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因與影響因素進(jìn)行了分析，總結(jié)了老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)的對策與措施，得出以下結(jié)論，并報(bào)告如下：

    （1）老齡飛機(jī)出現(xiàn)腐蝕情況較為常見，嚴(yán)重影響到老齡飛機(jī)的正常安全飛行及經(jīng)濟(jì)修理。

    （2）老齡飛機(jī)腐蝕問題多在客艙及貨艙結(jié)構(gòu)、鏈接接頭、耳片及螺栓緊固件，需要對這些部位多加監(jiān)控，注意通風(fēng)與清潔。

    （3）老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因有自然元素及人為因素兩方面，需提高平常維護(hù)與使用技能，減少人為使用不當(dāng)導(dǎo)致的腐蝕情況發(fā)生。

    （4）應(yīng)當(dāng)注意對老齡飛機(jī)定時(shí)監(jiān)護(hù)維護(hù)，機(jī)務(wù)人員需做好防水防潮、防止損傷性物體與機(jī)件接觸、鍍鉻層金屬機(jī)件應(yīng)多涂潤滑脂、常進(jìn)行鎂合金防護(hù)、定時(shí)清洗機(jī)體和發(fā)動機(jī)，及早進(jìn)行對機(jī)體結(jié)構(gòu)、飛機(jī)關(guān)鍵部位探傷等預(yù)防措施。

    （5）應(yīng)當(dāng)多進(jìn)行防護(hù)涂層體系及結(jié)構(gòu)密封防水改進(jìn)，可有效解決老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕問題。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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