毕业论文《飞机结构腐蚀与控制》.doc

目录1・飞机腐蚀概述 11.1飞机腐蚀的背景 11.2飞性机腐蚀的重要性 22. 影响飞机腐蚀的因素 32. 1腐蚀的形成 32.2自然环境因索対腐蚀的影响 32. 3人为因素对腐蚀的影响 53. 腐蚀的种类 63.1腐蚀的儿种类型 63・2点腐蚀和缝隙腐蚀 73. 3腐蚀常见区域 94. 腐蚀的处理与防护 114. 1去除腐蚀的重要性 114. 2正确去除腐蚀的方法 124. 3腐蚀的预防 135. 实例分析 165.1客舱腐蚀实例： 16结论 18参考文献 19附录 20致谢 231・飞机腐蚀概述1.1飞机腐蚀的背最从冃前波音公司采集的数据来看，世界航空公司机队发生在飞机结构上的二级以上腐 蚀的报告率，从1993年至1997年呈下降趋势，而1998年以后则呈上升趋势这就迫使航 空公司要充分重视腐蚀问题腐蚀给航空公司带來了代价高昂的维护问题，而不当的维护 和对腐蚀的忽视，进一步导致了腐蚀的产生和蔓延，其代价将是更加昂贵的冃前飞机的服役期一般都耍在20年以上，从飞机的整体情况来看，飞机结构腐蚀比 机械疲劳问题更为严重在航空史上，因腐蚀问题造成的飞行事故，过去也是屡屡发生 如1985年8月12 R, R本一架13747客机因应力腐蚀断裂而坠毁，死亡人数达500余人。

而英国慧星式客机和美国Fill战斗机坠毁事件，则是国际上著名的应力腐蚀典型事故因 此飞机机体的腐蚀，特别是结构件的应力腐蚀和疲劳腐蚀往往会造成灾难性事故，危及人 们的生命和财产安全从波音公司采集的数据来看，世界上各个航空公司二级以上腐蚀的报告率，从1993年 至1997年呈下降趋势，而1998年以后大有回升趋势，这就迫使航空公司要充分重视腐蚀 问题，加强腐蚀的检查与防护腐蚀不仅直接影响到飞行安全，还给飞机机务维修工作带来很大负担，同时还带来维修的 高额费用以及降低了飞机的服役期限一般说来，用于飞机结构维修的费用是昂贵的据 国际航空运输协会报告统计，由于腐蚀导致飞机的定期维修和结构件更换费用每小吋为10 至20美元美国空军每年用于与腐蚀有关的检查及修理费用多达十多亿美元，约占其总维 修费用的1/4而一家英国航空公司，老龄波音飞机防腐费用已占整个结构维修费用的一半 我国虽然没有做过详细的统计，但其费用也是相当可观的从维修的角度來看，飞机的机 体结构与各系统的机载设备不同，它不能在使用中更换所以，结构上出现的腐蚀无论损 伤程度大小，均会影响到飞机的总寿命，同时也影响机擀的出勤率1・2飞性机腐蚀的盍要性1.2.1腐蚀的危害腐蚀相关的飞机修理一直占据航空公司维护总成木的绝大部分，世界各航空公司每年要支 付儿十亿美圆腐蚀修理费用。

国际航空协会1983年统计报告表明：飞机每飞行小时对应 的腐蚀修理支岀费用就已经达到10到24美圆这笔费用中还不包括航空公司为了保证飞 机正常运营准备的大量航材库存以及腐蚀造成的计划外停场修理损失腐蚀会导致结构应力水平上升当结构的承载能力降低到破损■安全载荷Z下时，结构有可 能在静载荷（破损■安全载荷）的作用下就发生断裂疲劳裂纹的形成以及扩展会因为结构 应力水平的上升导致速率加快、结构提前断裂腐蚀还可能导致飞机系统功能丧失因此, 腐蚀问题不仅涉及经济性问题,还严重危害飞机的飞行安全根据■美国空军后勤中心（ALC） 对20多种飞机的调查报告表明：腐蚀导致的飞行事故占总数的20%左右结构腐蚀导致 民航的儿起典型重大事故如下：1971年10月，VICHERS公司一架先锋（VANGUARD）飞机坠毁，导致机上63無乘客全部遇难事故的直接原因是客舱后增压隔框结构由丁•腐蚀疲劳断裂1981年8月，台湾远东航空公司一架B737-200飞机坠毁直接原因是机身下部蒙皮/ 壁板结构人面积腐蚀穿孔并导致腐蚀疲劳裂纹，在内部增压载荷作用下结构解体1985年8月，H本一架B747由于增压隔框腐蚀疲劳断裂导致飞机坠毁，死亡500多 人。

2. 影响飞机腐蚀的因素2.1腐蚀的形成腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀一般指酸、碱、水银等化学物品在运输中 渗漏后直接与飞机金属发生的化学反应化学腐蚀严格来讲属于意外损伤结构维护大纲 中与腐蚀相关的环境损伤是指电化学腐蚀电化学腐蚀的机理是原电池（见图一）产生电 化学腐蚀必须同时满足以下三个条件：阴极与阳极（被腐蚀极）Z间存在电位差阴极与 阳极Z间有能够传递电流的导体阴极与阳极Z间有电解溶液存在并直接接触为了满足强 度、重量等要求，飞机上不得不使用大量存在电位差的材料同时，为了防止雷击损伤、 静电积累等，整个飞机结构、部件、系统必须形成电通路飞机从投入使用后到因为经济 原因报废为止的整个寿命期间内，仅仅水蒸汽就可能在飞机各个部位凝结成水珠并积聚 由丁水中不可避免的溶解了大气中盐、酸、碱根，水溶液中含有大量带电离子就成了电解 溶液在使用过程中，当飞机某区域的表面保护层（漆层）出现破损后，此区域只耍有水 分积聚腐蚀就可能发生2.1.1化学腐蚀金属和非电解质或干燥的气体相互作用产生的腐蚀属于化学腐蚀，它的特点是在化学 腐蚀过程中无电流产生最重耍的化学腐蚀形式是气体腐蚀，并且在高温作用下容易发生。

例如：喷气发动机的燃烧室，导向叶片等2.1.2电化学腐蚀电化学腐蚀是金属在导电的液体中，由于电化学作用而导致的腐蚀，其特点是有腐 蚀电流的产生在飞机结构腐蚀问题中，一般以电化学腐蚀为主，且造成的损伤较严重2. 2自然环境因素対腐蚀的影响潮湿空气是造成飞机结构腐蚀的重要因素潮湿空气与地理环境是紧密相连的, 我国地理环境和气候条件十分复杂，受季风影响明显，全国大部地区都处在温暖而潮湿的 东南季风和西南季风控制下，暖季节时比世界上同纬度的国家和地区的温度高，相对湿度 和降雨量大这些都是我国各机场的飞机腐蚀问题较为严重的原因别外，工业大气中含 有大量的腐蚀性气体，这些污染物中对金属腐蚀最大的是二氧化硫气体如果大气中含有 超过白分z—的二氧化硫气体时，腐蚀会急剧加快，特别是相对湿度超过白分Z七十六时, 腐蚀急剧加速同时对镀锌、镀镉层也有相当严重的腐蚀作用飞机在航线使用过程中，由于地面和高空的温差较大，飞机的机身内部会形成人量的冷凝 水这些冷凝水通过排水通道流到货舱底部冷凝水中含有饱和状态的氯离子，特别是经 常飞沿海地区的飞机，冷凝水中含有氯离子的成分就更高氯离子对飞机结构的腐蚀能起 到严重催化作用，即对飞机结构有很大的腐蚀作用。

在飞机使用过程中，由于环境恶劣， 如雨、雪、雾、沙尘天气较多，空气潮湿、盐雾、工业大气等原因，容易造成飞机表而涂 层损坏，进而发生化学、电化学腐蚀、应力腐蚀当大气中的相对湿度大T 65%时，物体表面会附着…层0.001微米厚的水膜，相对湿 度越大，水膜越厚当相对湿度为100%时，物体表而会产生冷凝水这些导电的水溶液便 是引起结构件腐蚀的最主耍、最普遍的环境介质1) 湿空气与地理环境的关系暖季节时比世界上同纬度的国家和地区的温度高，相对湿度和降雨量大，是造成飞机 结构腐蚀的重耍因素之一2) 海洋大气腐蚀环境分析海洋大气的特点一是湿度高；二是含盐量高3) 丁业大气腐蚀环境分析工业大气中含有大量的腐蚀性气体，女口 SO2、S03、H2S、NH3、C12、HC1、C02、C0、 N02等，对金屈腐蚀最大的是S02气体如果大气中含有超过1%的S02时，腐蚀会急剧加 快4) 机上腐蚀环境分析A.地而气温高、湿度大时，机内空气在地而处于水饱和状态另外，乘员的呼吸和出 汗也会排出水分随飞行高度上升，机舱内温度逐渐下降，潮气就凝结成水分，停留在隔 音层和蒙皮Z间2・3人为因素对腐蚀的影响2.3.1飞机制造缺陷从飞机设计和制造来看，有一些原因是不可抗拒的腐蚀根源。

为了让飞机自身重 量尽量的轻，而承载能力尽量的大，飞机设计的时候，大部分材料使用的是2024和7075 的铝合金而需耍强度大或有耐磨耍求的地方乂不得不使用钢件或铜件因此带来不同的 金属相接的问题，造成不同金属Z间的电位差和导电通路而各个部件组装在一起时，缝 隙会存水和赃物形成电解质有些结构由于受力的需耍乂处于高应力状态形成应力腐蚀的 根源而在制造过程中，由于生产工艺不当，保护性涂层做得不好，缺乏腐蚀控制措施等 等原因，都可能带来腐蚀的隐患2. 3. 2飞机使用中存在缺陷而在飞机使用过程中，飞行环境的恶劣，飞机表而涂层损坏，运输畜生、海鲜 等易产生强电解液体的货物却会使飞机结构产生腐蚀问题偶然污染如水银外溢，化学品 外溢，厕所、谢房污物外溢和灭火剂残留物等，也都可能造成直接或间接的腐蚀而不负 责任的飞机维修和勤务，也会使匕机而临更多的腐蚀问题以宝塔航空公司的飞机为例， Z所以发现这么多的腐蚀，很多情况是由于上次D检中不负责任的修理造成的，许多发现 腐蚀的地方都是以前修理过的地方野蛮装卸会造成货舱地板、侧壁板、顶板的损伤，由 于渗漏或冷凝水，加上结构缝隙中残留的污垢，容易形成腐蚀液或电解质溶液而产生腐蚀。

2. 3. 3飞机在维护过程中对腐蚀的影响由于维护不当，没有实施正确的腐蚀防护，也会造成腐蚀常见腐蚀部位：客舱座椅安装轨道；靠近厨房、厕所附近的地板梁及货舱地板梁的腐 蚀；活体动物、鸟类货物的饲料及排泄物的污染等；机翼大梁的前后结合而机翼大梁与 腹板结合面，机身蒙皮与桁条结合面发生的腐蚀，一般是隐蔽性腐蚀3. 腐蚀的种类3.1腐蚀的几种类型1 •应力腐蚀结构件在拉应力及腐蚀介质的共同作用下而产生的腐蚀现象，一般出现在高接应力区 域，这类腐蚀的危害性最大而,压丿应力可以抑制丿应力腐蚀通常，应力腐蚀呈树枝状，裂纹 常被腐蚀物覆盖，因此，很难被发现应力腐蚀,这种腐蚀是结构在拉伸或压缩应力及腐蚀 介质共同作用下产物•一般岀现在承受大载荷的飞机结构部位，如地板龙骨梁上，桁条，机翼前 后翼梁上，下桁条等处.如99年9月B-2340 E机在GAMECO完成”3C”检时发现空调 组件安装舱的隔框横梁中段有一长约l（）Omm,宽120mm的严重腐蚀.依据SRM的耍求挖掉 腐蚀部位，对其进行搭接修理，喷涂防腐2.剥蚀剥蚀是晶间腐蚀的一种，发生在金属晶粒边界，多出现于由合金材料制成的挤压型材3 •丝状腐蚀丝状腐蚀是表面喷有漆层的铝合金表面腐蚀，腐蚀产物将漆膜拱起，外观像丝状或网 状，是特殊形式的缝隙腐蚀。

通常是紧固件头部的漆层老化开裂后形成缝隙，用水和潮湿 气体进入后形成缝隙腐蚀出现丝状腐蚀的主耍部位是机身后部的下蒙皮4. 缝隙腐蚀发生在相似金属交接的地方，如果有水分进入，缝隙口的含氧量和缝隙内的含氧量不 同，形成电位差，含氧量高的缝隙口处金属被腐蚀一般出现在登机门门槛和货舱门槛处 缝隙腐蚀——也叫浓差腐蚀，这类腐蚀是水分进入缝隙后，由于缝隙口处与位于缝隙中间及 底部的水分含量不同形成电位差•在含氧量高的缝隙口处，金属就成为正极而被腐蚀该类腐 蚀一般岀现在飞机的登机门门槛结构，飞机的货舱地板结构,以及飞机客舱，厨房，卫生间下部. 当发现这类腐蚀，5. 点状腐蚀金属表而产生的针状、点状、小孔状的一种极为局部的腐蚀状态，或称为孔腐蚀，俗 称〃麻坑〃点腐蚀通常产生在金属表面的保护膜不完整或破损处，当保护膜损伤后，这种 腐蚀最容易发生在晶粒边界、夹杂物或缺陷处常见于结构螺栓光杆上极容易成为疲劳源, 使螺栓迅速疲劳断裂6. 微生物腐蚀霉菌繁殖所产生的分泌物对构件的腐蚀称为微牛物腐蚀影响油箱微牛物繁殖的主要 因素是：霉菌抱子、燃油、水和湿度霉菌在燃油和水的交界而上繁殖，呈长丝状，相互 交织在一起形成网状物或球状物，看上去很黏，呈褐色或黑色。