飞机结构腐蚀与防护概述讲解

腐蚀防护与控制概述飞机结构广州民航职业技术学院任艳萍腐蚀对国民经济危害腐蚀的危害性不仅仅表现在对金属自身的损害，还会引起工厂停产或者产品质量下降，严重的甚至造成灾难性事故：2004年4月17日1967年美国俄亥俄河上银桥倒塌，造成9人重伤，46人死亡。原因是一铸件由于应力腐蚀和疲劳腐蚀而发生断裂。重庆天原化工总厂曾发生氯气泄漏和爆炸的事故,造成9人死亡或失踪，15万居民被疏散，主要原因是因为2号氯冷凝器出现穿孔，从而造成氯气泄漏和爆炸。腐蚀引起的民航事故1981年，一架波音737-200飞机，由于机身腐蚀引起结构破坏导致机毁人亡；一架波音747客机，由于发动机涡轮轮盘镀镍，降低了其抗疲劳性能，引起断裂，击穿发动机着火，被迫返航。2000年2月，中国化工建设大连公司（以下简称大连化建）要空运80桶“8-羟基喹啉”的化工产品，并表示，该化工产品为固体粉末。民航发生过数次由于腐蚀而引起的严重事故：化学品泄漏致飞机报废：当年3月15日，马来西亚航空公司(以下简称马航)MH085号航班从北京飞往吉隆坡。当晚，飞机抵达吉隆坡机场。装卸工人进入飞机货舱准备卸货时，发现货物为液体，且已发生大量泄漏。其中5名装卸工因为吸入有害气体，突发晕厥，后经抢救脱离危险。飞机随即被隔离。直到次日，机场消防救援队才将大连化建委托运输的两个集装箱卸下，并发现货物中已有两桶发生泄漏，而且货物不是大连化建当初所申报的普通货物——8-羟基喹啉，而是强腐蚀性化学药品草酰氯，属于危险货物。

“我们去取证时，当时在场的人都说闻到了刺鼻的气味。幸亏空乘人员及时疏散乘客，否则后果难以想象。”马航的代理律师说，整架飞机全毁了，只有两个发动机勉强是好的。记者在现场照片中看到，当时飞机中弥漫着白色气体，消防员头戴防毒面具进行抢险。飞机结构的腐蚀损伤是飞机最严重损伤形式之一。不仅危及着飞机的飞行安全。而且，在使用寿命期内，用于维修结构腐蚀损伤的费用是相当高的。1.1飞机结构腐蚀的危害环境苛刻的地区，飞机上腐蚀多发区域需要更频繁地打开检查、清洁，需要支付相应的材料、工时成本；修理受腐蚀损伤的零件，或更换零件，或改装成耐蚀性能更优的结构形式，材料、工时等成本。增加了使用飞机的成本1.1飞机结构腐蚀的危害因例行的腐蚀控制工作，或腐蚀造成的意外损伤的处理，还会带来飞机停场的间接损失（停一天多赔几十上百万）。除了能及时发现及时处理的腐蚀，还有一些腐蚀损伤属于“暗伤”，这些隐蔽的腐蚀损伤长时间累积，在机龄进入老年期逐渐显现甚至爆发，使维修成本和停场时间激增，快速耗尽飞机的经济寿命。减少了运营收益飞机结构的腐蚀损伤是飞机最严重损伤形式之一。它危及着飞机的飞行安全。在使用寿命期内，用于维修结构腐蚀损伤的费用是相当高的。腐蚀使零件断面尺寸减薄，承载力降低，使结构可能过早失效。正常执行维护工作，严格按适航方法进行结构修理，单纯的材料腐蚀是不大可能造成严重事故的。历史上少数几个因腐蚀造成的严重事故中，都是因为在检查和维修的若干环节上出现了人为差错，或没有及时发现腐蚀造成的。造成飞行事故1.1飞机结构腐蚀的危害飞机结构的腐蚀损伤是飞机最严重损伤形式之一。它危及着飞机的飞行安全。在使用寿命期内，用于维修结构腐蚀损伤的费用是相当高的。飞机部件失效模式百分比疲劳腐蚀过载应力腐蚀断裂/腐蚀疲劳磨损/擦伤/风蚀高温腐蚀1988年4月28日，美国阿罗哈航空公司243号航班（B737-200）在飞行途中发生爆裂性失压事故，前机身从登机门后侧到机翼前缘的上半部外壳完全破损，机头与机身随时有分离的危险，但10多分钟后奇迹地在茂宜岛的卡富鲁伊机场安全降落。与腐蚀有有关的事故—阿罗哈243航班2007年4月2日，一架以色列飞机工业公司的1124型飞机（注册号VH-AJP）在起飞爬升至34,000英尺时，机组听到几声爆破音，紧接着机舱失压。机组紧急下降至10,000英尺，并返回起飞机场降落。经检查发现后机身上部蒙皮破裂。蒙皮受到腐蚀导致爆破性失压取下破裂的蒙皮，发现内侧60%以上表面有剥落腐蚀。特别是蒙皮的化学铣切表面，没有包铝层，耐蚀性变差，腐蚀特别严重。腐蚀的蒙皮可以看到在化学铣切处，因缺少包铝层而发生剥落腐蚀。蒙皮试样的显微照片飞机腐蚀问题的实例一、机身前货舱下部蒙皮严重腐蚀：2009年10月,南航海口分公司飞机（

注册号B-2922；飞行小时：43,463；飞行起落:29,136）在GAMECO执行13C检期间，发现前货仓底部机腹蒙皮大面积严重腐蚀，从STA360-540共6.6米长的范围内，蒙皮打磨超标的部位有15处，有3处穿孔；再加上两处旧修理，在腐蚀超标近12处，在切除损伤后，已无法再做其他修理，只能更换整块蒙皮，不仅延误了飞机出场时间，而且增加了近百万元的维修费用。腐蚀的原因1432该公司有成熟的CPCP方案，

所有分子公司中，唯有海口情况严重，还不止一架飞机。主要原因是长期运输海鲜，并且多次严重渗漏,没有及时清洁、防腐。这样的短期的,快速扩展的腐蚀已经严重威胁到飞行安全。建议航空公司加强海产品运输的包装和管理。2009年9月,某货运航空公司一架737飞机，B-5046（飞行小时：51,720，起落：38,780）C检中，发现水平安定面后梁上缘条严重腐蚀。二、某个货运航空公司(邮政)波音MPD推荐首次检查D检重复检查4C腐蚀的原因是没有适当完成防腐工作，重复检查间隔过长，建议首次6C检查平尾内腔重复间隔定为2C二、某个货运航空公司(邮政)三、机身框腐蚀2007年3月，B-2924飞机，（飞行小时：36,718,飞行起落：24,816），C检机身框腐蚀意外损伤的检查和修复2009年1月，东方航空B-6262飞机，尾部擦地，经初步检查后外场机务认为问题不大，准备调机回基地修理。结构工程师检查以后认为，这样的损伤显然不能继续飞行。1.2造成民航运输飞机腐蚀的因素造成民航飞机发生腐蚀内外部因素材料：结构：防护层：内部因素：因设计和制造上的便利，现役民航飞机仍大量使用金属材料，特别是高强度铝合金作为主要结构材料。铝合金不同于纯铝，由于添加了合金元素，形成了多相结构，易发生点蚀、晶间腐蚀等局部腐蚀。由于不同金属连接的情况不可完全避免，如铝合金与钛合金、高强度钢结构等的连接。如果两者之间的密封绝缘没有做好，就可能造成铝合金发生加速腐蚀。结构设计中难免会出现缝隙。如果密封不好则会引发缝隙腐蚀。结构应力特别是交变应力会与腐蚀因素共同作用造成应力腐蚀。虽然使用防护层后可以避免材料与外界直接发生腐蚀反应，但防护层本身厚度薄质地软，使用中易破损，丧失防护能力。造成民航飞机发生腐蚀内外部因素环境：飞行与运营：维护与管理：外部因素：由于飞机是在大气层这个宏观环境中工作，不可避免地会受到环境中的腐蚀因素的作用。比如，在气温高、湿度大的气候条件下飞行、停场的飞机，其腐蚀问题要比在干冷地方飞行的飞机来得更为严重。另外，在沿海地区飞行的飞机，其腐蚀问题要比内陆的更为严重。其他因素：如火山活动等都会对飞机的腐蚀产生影响。地面温度高，高空温度低（可低至-50℃），舱内的水气会凝成液态水，聚集在舱底，构成腐蚀环境。飞机运载的货物，特别是带海水包装的海鲜、化工品等，如包装破损，就会带来相应的腐蚀问题。飞机起降时，剐蹭出的沙砾会打坏起落架舱表面的防护涂层，引起腐蚀。比如：缺乏有效的管理，维护工作不够仔细。防护层破坏甚至已经有腐蚀了，还不报告、不去进行及时的处理，致使腐蚀逐步蔓延。1.2造成民航运输飞机腐蚀的因素沿海使用的飞机腐蚀问题比内陆地区严重，离海岸越近越严重。以内地机场为基地，执飞内陆航线的飞机，外部蒙皮很少发现腐蚀。而在沿海或海岛机场停场，或长期执飞越海航线的飞机，腐蚀问题较多。大气污染严重地区的飞机腐蚀更加严重。在雨水充沛、盐雾含量高、空气湿度大、温度高的地区腐蚀严重。服役日历年限长的飞机腐蚀比服役时间短的更严重。连续停放时间长的飞机，比经常使用和维护的飞机腐蚀更严重。1.3飞机结构腐蚀的一般规律飞机的“易腐蚀”部位和结构形式异种金属接触部位、存在结构缝隙的部位紧固件和紧固件孔周围、密封质量差的连接结构结构死角、易积水或排水条件差、维护困难的部位表面防护层质量差、防护层受到损伤的部位民航飞机的腐蚀多发区域前、后货舱龙骨梁客舱地板结构危害最为严重的是货舱底部的腐蚀——直接威胁机身蒙皮的完整性。飞机也有寿命，周全的腐蚀控制才能获得更长的寿命飞机的寿命是经济寿命。通过大修、改装，升级设备，原理上具体的一架飞机可无限期地使用下去。但是继续使用的收益是有限的，但随着机龄增长，保持可用所需投入越来越大，最终将超过收益——继续使用不划算了，则退役报废。适航当局对日历年限长或飞行循环数高的老龄飞机结构可靠性越来越关注，继续使用老龄飞机所需执行的例行检查越来越繁杂，带来日益增长的成本。飞机的腐蚀控制需要有合理的设计、精良的制造、适度的使用和周全的维护，以获得充分的安全性和良好的经济性。1.4飞机腐蚀的控制飞机的腐蚀如人的衰老良好的设计和制造，如人的先天基因和青少年时期的营养锻炼，这些是飞机（人）抵抗衰老的“本钱”。合理的使用与精细的维护，如人中老年时期积极但有节制的生活与适度保养，这是利用本钱尽量生发利息，又力争延年的保证。选用耐蚀性好的材料。针对结构所处腐蚀环境特征，选择腐蚀速率低，且不发生危险性大的局部腐蚀形式的材质。但由于常用的飞机结构材料，特别是金属材料（铝合金、钢、钛合金、铜合金）在飞机内部腐蚀环境下都有发生局部腐蚀的风险，而且还有比强度、加工工艺性和成本方面的约束，所以仅靠选材来控制腐蚀困难太大。将来，大型民航运输飞机也大量使用树脂基纤维增强复合材料后，飞机的腐蚀控制可能会成为一个次要问题。如何设计一架耐蚀性好的飞机在零件上施加腐蚀防护层钢铁件可以电镀，如镀锌、镀镍、镀镉等铝合金件多用化学氧化或电化学阳极化涂漆，涂水置换型防腐剂防腐蚀结构设计异金属接触点的绝缘，和接头周围的密封缝隙密封注意零件相互之间不要形成积水区，强度允许时开排水孔通风（空调或环控系统），特别是舱底通风可维修性设计：可达、可检测、可修复、可更换如何合理地使用和维护飞机加强人员培训，要求接触飞机的所有人员，包括空勤和地勤，无论何时发现腐蚀事件和可能造成腐蚀的事件，都要及时报告；不载运含水的生鲜货品，如需要载运则必须按标准做好包装完