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飞机结构的腐蚀与防护措施研究论文

发布时间:2021-12-09 10:32:51 文章来源:SCI论文网 我要评论














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 摘  要 :随着社会发展,飞机服役时间越来越长,其使用强度也越来越大,虽然飞机制造技术逐渐增强,但是由于受到各种因 素影响,导致飞机金属结构的腐蚀现象较为严重,如果不对其进行及时检查和防护,容易增加飞机维修成本,甚至危害人们的 生命安全。本文主要对飞机结构的腐蚀以及防护措施进行研究,旨在进一步提升飞机结构稳定性,降低其腐蚀几率,保障飞机 稳定安全运行。

关键词 :飞机结构 ;腐蚀 ;防护措施

由于飞机飞行环境较为恶劣,其表面涂层容易被破坏,而且 在运输海鲜、胜牲畜产品时,容易产生强电解液体,对飞机金属 结构产生严重的腐蚀作用, 增加飞机维修负担, 影响其服役寿命 和运行安全性。因此要对飞机金属结构的腐蚀情况进行研究, 查 找原因,制定合理的防范措施,强化预防效果,降低飞机金属结 构出现腐蚀现象的几率。
                        
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1  飞机结构出现腐蚀现象的原因分析

1.1  飞机制造问题

飞机设计缺陷是引起飞机结构腐蚀作用的不可抗拒因素。 在飞机结构设计中, 主要使用材料是相应型号的铝合金材料, 但 是在部分关键结构部位, 对强度和耐磨性要求较高, 需要使用钢 件、铜件等材料。金属类型不同、性质不同, 因此金属相接问题, 其彼此之间的电位差较大,形成导电通路,引起电化学反应。此 外,飞机结构各个部件在接触组装过程中,会留有一定的缝隙, 引起积水,形成电解质 [1]。此外飞机结构在长期高应力作用下形 成应力腐蚀。而且在飞机早期设计制造中, 往往更加注重飞机的 使用性能,对其防腐设计要求不高,而且在生产技术、涂层等方 面做得不到位,缺乏防水、排水设计等,留下腐蚀隐患问题。此 外,在对飞机结构进行热表处理和喷漆工艺施工时, 施工技术不 规范, 对飞机结构表面处理效果不佳, 容易引起表面镀层损坏问 题。尤其是在恶劣天气环境下飞行时,如果喷漆质量不合格,油 漆类型不适当等, 都会加快表层镀层的破坏速度, 这样一来飞机 金属结构直接暴露在空气中,受到水分腐蚀影响以及其他化学 发反应影响, 出现腐蚀现象。

1.2  使用维护不合理

科学合理的维护管理是降低飞机结构腐蚀性的重要因素。 但是在实际工作中,很多工作人员对飞机结构维护方式不合理, 引起其表面涂层严重的破坏, 或者是雨水侵蚀到结构内部, 引起 金属结构腐蚀问题,如机内空气较为潮湿,对飞机晾晒不及时, 对飞机表面积水擦拭不及时,积水排出不及时等 [2]。此外,如果 厨房饮料溅到机体上, 或者运输活海鲜等, 都很可能引起飞机结 构腐蚀问题。

1.3  环境因素

在气候潮湿的区域,降雨量比较大,而且空气湿度较大,容 易引起飞机结构腐蚀问题。此外,在工业发达区域,工业废气排 放量比较大, 导致空气中含有大量的污染物质, 对飞机金属结构 产生严重的腐蚀作用, 尤其是大气中的二氧化硫气体, 对飞机结 构表面的镀锌、镀铬保护层的腐蚀作用较为明显 [3]。由于飞机飞 行高度较高,而且地面和高层温度差异较大,在温差作用下,飞 机内部产生大量冷凝水, 这些水分中含有大量的氯离子, 具有导 电作用, 对飞机金属结构腐蚀性较大。

1.4  电化学反应

电化学反应是引起飞机结构腐蚀作用的重要因素。形成电 化学反应的主要因素是阴极和阳极之间形成电位差,从而彼此 之间进行电流传递,并产生氧化作用,可对金属结构造成腐蚀。 在飞机结构中, 如果两种不同类型的金属发生连接, 当其连接部 位处理不当时,其表面涂层受到破坏,两种金属直接接触,如果 连接部位存在水分等溶液, 容易引起电位差现象, 两者构成一个 微小的电池。因此,在飞机结构设计时,应尽量避免使用大量电 位差较大的金属材料。但是在飞机运用生命过程中, 容易在温差 应力作用下, 产生大量水蒸气并凝结为水珠, 其中融合了大量带 电离子,形成电解溶液,一旦飞机漆层受到破坏,这些溶液就会 对飞机金属结构造成腐蚀 [4]。该种因素引起的飞机结构腐蚀往往 影响程度较深, 腐蚀范围广, 难以维修等特点。

1.5  化学反应

飞机结构中的金属构件和非电解质发生反应引起结构腐蚀 现象,即化学腐蚀。此外,金属结构和干燥气体接触反应引起的 腐蚀现象也叫做化学腐蚀。在这一过程中不会产生电流, 主要是 以气体形式进行腐蚀。大气中含有很多的腐蚀物质,如二氧化 硫、二氧化氮等, 对飞机金属结构造成严重的腐蚀作用。

1.6  微生物腐蚀

微生物腐蚀主要发生在飞机油箱结构中,对其整体结构稳 定性和燃油安全性造成严重威胁。其中微生物腐蚀主要是通过 霉菌繁殖过程中产生的分泌物发生腐蚀作用。其中发生微生物 腐蚀现象的环境要素有 :霉菌孢子、燃油、水、湿度。该种腐蚀 现象很可能对邮箱壳体造成破坏, 引起漏油事故, 此外还很可能 引起燃油系统污染、堵塞现象的出现, 危害安全飞行 [5]。

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2  飞机结构腐蚀防护措施研究

如果飞机金属结构的腐蚀不能及时清除和处理,不仅其腐 蚀范围会逐渐扩散, 增加对飞机机体结构的腐蚀程度, 而且还会 延长修理周期, 增加维修成本, 而且如果维修不及时或者是不彻 底,容易对飞机结构运行安全性造成严重威胁。因此,要结合具体情况, 强化对飞机结构腐蚀现象的重视, 采取合理的措施进行 有效预防, 并对飞机结构状态进行检验, 对出现腐蚀问题的金属 结构进行及时清理和维修, 避免其态势扩大化。

2.1  促进飞机结构设计的合理性

飞机飞行环境较为复杂,往往会遇到雨雪天气,一旦雨水进 入到飞机结构内部形成积水而没有及时清理,久而久之会对其 金属结构部件造成严重的侵蚀作用。针对这种情况, 要对飞机结 构进行优化设计, 采取合理的防水密封设计思路, 避免雨水进入 到结构内部,并做好排水设施,能够对积水进行有效排出。尤其 是要重视对容易出现积水问题的部分进行优化改造,强化其防 腐性能 [6]。由于铝镁合金等材料的防腐性能不高,容易出现腐蚀 现象, 因此在对飞机金属结构腐蚀部位进行修理时, 尽量避免使 用该类材料, 对材料要进行合理选择, 既要保障飞机结构的强度 要求, 也要具有较高的防腐性能。

2.2  构建完善的涂层体系

飞机结构表面的涂层对提升其抗腐蚀性能具有直接的推动作 用。因此,要对飞机结构的涂层体系进一步完善,增加其整体稳 定性,避免涂层受到外界因素干扰出现破裂现象,可以有效防止 飞机内部结构和外界直接接触,强化其方腐蚀能力。如在湿热区 域飞行的飞机,其金属构件容易受到湿热天气、工业废气等影响, 产生腐蚀现象,因此,需要在飞机表层涂抹纳米涂层,强化其防 腐能力 [7]。此外还可以在其表面进行热表处理,并进行科学合理 的喷涂工艺, 提升喷涂质量, 减少维修率, 降低出现腐蚀几率。

 2.3  避免金属直接接触

由于电位差较大的金属接触时,容易产生电化学腐蚀现象, 因此,在对飞机结构进行设计、维修过程中,要防止该类金属相 互接触,必要情况下,还可以在其表面涂抹隔离层,防止其发生 电化学反应,减少腐蚀问题的出现 [8]。飞机金属零件相互接触时 会产生摩擦作用,对其表面涂层造成破坏,因此,在两者彼此接 触之前,需要对其进行特殊处理,如涂抹防磨层,对钻孔涂抹防 护漆层, 利用湿安装的方式对紧固件进行连接, 此外还有密封胶 等,都可以对金属进行有效隔离。

2.4  注重机务作风

要强化对机务作风管理的重视,保障机务工作的合理性和 规范性, 避免人为操作失误引起的飞机结构腐蚀现象。如在飞机 运行结束后要对飞机表面进行及时、全面的清洁, 避免其表面存 留雨水、杂质、微生物等物质 ;要按时对飞机结构进行清洗,并 对进入到结构内部的水分及时排除并晾干 ;制定严格的飞机结 构维护保养机制, 强化日常维护和保养的规范性和科学性, 最大 程度上降低飞机结构腐蚀现象的出现。

2.5  飞机结构腐蚀的修理工作

如果飞机结构出现了腐蚀现象,要结合具体情况,采取合理 措施对其进行修理, 对腐蚀问题进行合理控制, 避免其飞机正常 运行造成不利影响。专业维修人员需要对飞机整体结构进行全 面检查,保障检查技术、操作的符合相关文件规定,及时发现腐 蚀部位,并对其进行分析,判定腐蚀程度,并选择合适的修理方 式。如果发现可允许损伤, 可以对飞机结构表面进行简单处理修 复,如果发现可修理损伤, 可以对其表面进行息处理然后强化修 理,如果是不可修理损伤可以对相关金属构件进行更换。在检查 中没有发现腐蚀的部位,要采取密封胶、腻子步等对其实施密 封,避免雨水侵蚀。要对飞机内部的排水系统进行改造,增设排 水通道和漏水孔, 能够对积水及时排出。

针对那些出现腐蚀现象飞机结构,要对腐蚀部分进行全面 清除,采取规范性措施对其腐蚀部位进行清除,保障清除彻底 性。并利用砂纸等对其表面进行全面打磨,防止其出现凹坑问 题 ;如果蒙皮出现腐蚀现象,需要顺着其宽度方向对其进行打 磨,保持曲面光滑性 [9]。对腐蚀部分进行规范性打磨后,利用水 磨砂纸进行磨光, 保障打磨深度满足设计要求。之后对其表面实 施防护措施, 结合不同的结构材质选择针对性的防护方式, 铝合 金结构涂抹阿洛丁溶液, 钢件要涂抹205 防腐剂,要对溶液比例、 用量进行合理控制。当涂抹的溶液干燥后, 进行漆层防护。

要注重对飞机结构的日常维护保养,飞机结构进行定时通 风,避免出现潮湿现象。维修过程中要利用密封袋对其进行密封 保护,避免与外界接触受潮 ;要对零件存放环境进行优化与合 理设置。利用湿装配方式对其进行修理。避免使用强行腐蚀溶 剂进行修理。在飞机结构中裸露在外界的紧固件, 要利用防腐蚀 软膏进行控制。

2.6  飞机结构腐蚀的预防工作

要严禁油料、酸等溶液洒在金属构件表面,防止对其造成破 坏腐蚀。一旦出现该种情况,需要对其进行及时彻底的清理,并 对金属表面的保护层进行修复。在进行维护过程中, 要选择合适 的修理方式, 避免和砂石等硬性物质直接接触。要对飞机结构进 行定期通风,并采取合理的防水措施。在镀铬层涂抹润滑脂,避 免水分顺着其表面小孔渗入到结构内部 [10]。由于镁合金零件的 防腐蚀性能较低,而且地电位不高,容易出现电化腐蚀作用,因 此,要对该种类型的金属结构进行重点防腐,避免其与镀银、镀 铜结构直接接触。要对飞机结构进行定期检查和维护, 保障其正 常的使用性能。

3  结语

综上所述,飞机结构的腐蚀现象不仅加大飞机维修成本和 时间, 而且严重威胁其飞行稳定性和安全性, 不利于人们生命安 全。因此,要强化对飞机结构腐蚀问题的重视和关注,对出现腐 蚀现象的原因进行全面分析和研究,从而制定科学合理的维修 和预防机制。强化研究与开发,使用新型材料进行飞机结构设 计,并选择复合型的抗腐材料,强化防腐设计,最大程度上降低 飞机结构腐蚀问题的出现几率。要对飞机工作人员进行全面的 教育和培训,强化专业技能,提升职业道德素养,保障机务作风 的规范性设立, 确保其工作流程的标准性。要对飞机结构进行定 期检查, 及时发现问题并解决问题。

参考文献

[1]  王衡 , 于冠龙 , 王岩 . 飞机结构的腐蚀与防护 [J]. 科学技术创新 ,2019(31):47-48.
[2]  叶远珩 . 探究飞机结构腐蚀防护和控制 [J]. 科技创新与应用 ,2017(07):53.
[3]  李东帆 . 飞机结构的腐蚀与防护 [J]. 装备环境工程 ,2016,13(01):57-61.
[4]  刘旭 . 飞机铝合金结构腐蚀与防护研究 [J]. 世界有色金属 ,2015(11):103-104.
[5]  张勇 , 孙强 , 卞贵学 , 李岩 . 飞机结构的腐蚀防护与腐蚀疲劳研究的发展趋势 [J]. 新技术新工艺 ,2014(05):128-131.
[6]  肖珺 . 飞机结构腐蚀防护和控制研究 [J]. 科技创新与应用 ,2014(01):33-34.
[7]  陈群志 , 房振乾 . 飞机结构日历寿命及腐蚀防护研究应关注的问题 [J]. 装备环 境工程 ,2012,9(06):72-77.
[8]  张泽强 , 徐吉辉 , 张艳波 , 李薇 . 飞机铝合金结构腐蚀与防护分析 [J]. 航空维修 与工程 ,2009(06):56-57.
[9]  林再兴 . 沿海飞机铝合金结构腐蚀与防护 [J]. 装备环境工程 ,2005(01):83-88.
[10] 杨怀玉, 陈家坚. 大气环境下飞机结构的腐蚀与防护 [J].材料保护,1996(12):14-16.
 
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