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飞机腐蚀的类型、原因及探测
2018-05-03   来源:民航资源网   作者:魏君   阅读次数:525   
飞机发生腐蚀取决于一系列因素。如飞机制造过程中的防护条件、在服务期中的维护、飞机所处的环境等。能在腐蚀发生的早期阶段发现腐蚀,在最接近的一次修理或换件中采取有效措施,是十分必要的。
  
  确认腐蚀的类型和原因
  1.确认

  A.铝合金,在没有喷漆的表面,铝表面的腐蚀的标记为发白的粉末状析出物。同时伴随表面光泽的失去。白的析出粉末在有防护处理的防护层中同样形成不连贯(腐蚀区)也许会在保护层下扩散成气泡或剥离。由于腐蚀(在先)的作用,表面会出现斑点(色斑)蚀痕(刻)伴随着凹陷。表皮的膨胀、铆钉的拉出和推入经常会造成可见的腐蚀痕迹。

  B.合金及碳钢——腐蚀的标记为红锈的析出及表面的凹陷。

  C.不锈钢——腐蚀表现为黑色凹陷及不均匀的棕红色表面。

  2.类型

  A.这里腐蚀的术语既是说的腐蚀的侵害,也是与形成腐蚀的原理联系在一起的。通常情况下几种腐蚀同时发生,使得确定腐蚀类型造成困难。

  B.下面几种腐蚀类型是最常见的

  (1)表面的腐蚀——表面看是金属表面的蚀刻,原因是直接的化学腐蚀。

  (2)凹陷——能探测到金属表面的一系列凹陷,通常是小的轮廓清晰的区域。(Fig1)

  (3)片状脱落——内部的颗粒状腐蚀在金属表面形成膨胀气泡。源于颗粒周围腐蚀产物的膨胀。(Fig2)

  (4)电化学腐蚀——通常产生凹陷,经常出现在不同的金属腐蚀中,然而不止出现在不同的金属耦合中,各种不同浓度的单元中,电流在不同的电位区域间流动,也是电化学腐蚀的例子。凹陷的产生在于存在导电的溶液。电流就在不同的金属间产生。或者在同一金属表面的不同区域由于存在电位差而产生电流。(Fig3和Fig4)

  (5)纤维状腐蚀——线状螺纹状腐蚀没有方向性的生长在某些金属的防护层底下。通常在紧固件的周围(头端)及表皮边缘。(Fig5)

  (6)应力腐蚀——这类腐蚀表现为细裂纹。通常出现在合金中,这种易产生裂纹的地方。在拉应力存在的情况下裂纹暴露在腐蚀性环境中。(Fig6)

  (7)摩擦腐蚀——这类腐蚀发生在紧密结合的零件间并摩擦着,磨伤或磨破了其中一个零件表面的防护层,或者两个零件的防护层都磨破了 。(Fig7)

  (8)微生物——发生在整体油箱中,由于细菌及真菌的存在。真菌在油箱中的水分中生长,代谢产物对金属结构造成腐蚀。(Fig8)

  腐蚀的检查和探测
  1.腐蚀的检查

  A.总则

  正规的维护步骤应包括腐蚀的探测,然后再在作用区域使用正确的处理方法。区域不仅要探测到腐蚀坏的地方,也包括存在的产生腐蚀的因素(条件)(如损坏的表面处理层或堵住的排水孔)。因为存在腐蚀的隐患,建议定期检查这些问题区域。因为不同的地理位置所决定的不同环境条件下 ,检查的间隔也不一样,参见20-30-00的详细内容。

  B. 查哪儿

  因为所有的飞机部件都有可能腐蚀,飞机上的每个区域都要定期检查。参见VOLUME2关于可能发生的发生腐蚀区域的详细描述及推荐的检查和处理频度。如下为一些例子 。

  (1)内表面即搭接处。一定要包括哪些排水口堵住的区域,接头处、支柱、附件在飞机及结构中形成了角板、加强筋和拱起的物质会存住一些不想要的物质或湿气形成腐蚀。

  (2)外蒙皮,喷漆或没有喷漆仔细检查机身、机翼及尾翼的表皮,确定包括了紧固件及板的边缘。如果发现紧固件装配的位置有腐蚀。确认拆下紧固件,寻找紧固件头下的腐蚀及孔中的腐蚀。只去除紧固件周围的腐蚀,而不移走紧固件,就不会阻止紧固件下的腐蚀。

  (3)暴露的接头处。暴露的接头及支架会磨损并损坏表面防护层,从而产生腐蚀。这样的零件所在区域如下:

  (a)水平安定面及垂直尾翼的连接处

  (b)发动机架的连接处

  (c)液力及电力支架的轮孔处

  (d)液力及电力支架的敞口区域在前后机翼的桅杆处

  (4)地板梁和压条。地板下的溅洒痕迹,应调查并确定地板梁是否被腐蚀。厨房周围、入口、门、厕所及电池组件也要特别注意。

  (5)整流包皮和整流包皮的另一面,一旦整流包皮移开,进行列行维护隐藏在整流包皮下的结构就要进行防腐检查及深层检查。特别是玻璃钢布的整流包皮,要检查深层的损坏。玻璃布板材要检查涂层的损坏,无论是铝的火焰喷涂或涂导电涂层用以释放静电。因此要检查涂层的损坏状态。

  (6)座椅轨道,座椅轨道的沟槽会集中了灰尘等污物,以及湿气而易被腐蚀。

  (7)货机地板下的舱底,货机地板下的桁与纵梁,会从货物中集聚一些污物、湿气及溅洒,可从这些痕迹中找到腐蚀处。

  (8)铝组件、暴露的管子的B螺栓及液力组件、编制软管都要进行腐蚀的探测。输送空气管的内表面,特别是输送管的一面还是结构件的情况下,要做防腐检查。

  (9)吸湿的物质。在有这些物质的地方存在部分(少量)少量的空气循环。在吸湿材料如皮革、纸张、橡胶、泡沫隔音材料和绝缘材料粘附在金属结构上,存在这腐蚀的可能性,为了探测是否腐蚀就要先除去这些物质。

  (10)钢琴和其他铰接件,钢琴的铰接件腐蚀后,当街头动作时,接片断裂,钢琴就不能正常发声要探测动作部件和铰接件对接触到的腐蚀情况。其他的铰接部分,如轴承、插入件和紧固件也要探测腐蚀情况。

  (11)整体油箱,要定期的对油箱检查是否有凹陷和气泡在内表面形成。对内壁进行防腐检查,表面发黑的区域要进行表面腐蚀检查。

  (12)控制电缆,有计划的检查电缆,当作为保护层的油脂消失后,电缆就会发生腐蚀

  C.特殊检查:当搭载非标准货物时(即活体动物)或货物内有毒物质溅洒时,就要开始进行特殊检查。

  (1)汞当有报告汞洒在了货舱时,维修人员要尽快除去水银溅洒因为铝结构已经被汞损坏。看到水银穿透铝金属时,要加强注意和报告。详见如下有关具体的水银溅洒程序。

  (a)汞引起的腐蚀非常快,因此,发现汞溅洒后,必须马上采取措施。

  (b)如果铝表面的防护层被划伤或损坏,汞在常温下很容易与铝发生汞剂化反应。一旦铝的一个小区域发生了汞剂化,腐蚀就开始了,并在湿气和盐水颗粒的作用下加速。

  (c)应力结构件上铝的汞剂化会迅速产生小裂纹,与应力腐蚀裂纹相似。

  (d)汞在汞剂化过程中不会消耗,就像铝的氧化层,它能从汞剂化中分离出来,继续侵蚀新鲜的铝。

  (e)有机漆,油脂或者厚的连续的氧化膜层能防止汞剂化。

  (2)活体货运,飞机运送活体动物时,要检查污染物的影响,详见20-61-00给出的详细步骤。

  D.检查方法:目测和无损探伤用于确定腐蚀的发生和存在。一般来说目测要借助于放大镜,管道镜等。无损探伤技术在结构复杂区域受到限制,也耗时。如果检查区域目测不到或目测后需确定腐蚀程度,都要用无损探伤,操作者要判断是否用NDI。

  (1)边缘电流。边缘电流用于确定表皮、加强筋及梁的区域的腐蚀。如果目测已有腐蚀产生,如表皮层的气泡,接头处产生微裂纹。

  (2)超声波。用于检测蜂窝结构或粘接板上的瑕疵。超声波通过测板厚来确定腐蚀的情况。

  (3)X射线。用于探测肉眼看不到的瑕疵。那些不拆主体就无法测到的地方。这一方法可以作为其他无损探伤探测的支持方法(就是说探测超声波已测出腐蚀的层板中,蜂窝的总的腐蚀的情况)严重的腐蚀可用X射线。比如腐蚀的深度在20%或以上时。

  (4)渗透法。渗透法技术用于非磁性件如厚表皮,锻造件等等,在退漆后存在的裂痕,这一方法同样用于测定表面和晶粒间的腐蚀。

  (5)磁粉法。这一方法用于测试低合金件上存在的微裂痕,在退漆后,去掉腐蚀可测得。

  2.腐蚀的探测

  A.喷漆的金属(有涂层的),金属板表面或铝镀件对比没有涂层、没有包板、没有电镀的金属不易产生腐蚀。金属易腐蚀区域会出现鳞片或气泡,或使得涂层上有不同颜色或气泡出现,金属表面的腐蚀常因为发暗、发黑或凹陷而得知。有时也会伴随着发白、白灰或发红的析出物存在。参见20-10-00中关于金属腐蚀的问题。

  B.NDI步骤。当目测发现腐蚀后,在修理前要估计腐蚀的程度。在目测无法得知腐蚀的程度时,这时就用无损探伤来做到这一点。微裂痕必须用某种NDI方法测得。

  C.特例。有些情况下,要运输某些货物,就要根据货物的特点,运用特殊的方法和技术,如下所列:

  (1)汞。在运输汞的途中,如果容器坏了。溅到货舱其他区域,就沿着流动线路检查飞机结构。支架之间,桁条、表皮和维修补片的下面。汞遇到铝会有强烈的腐蚀产生。其合金对飞机整体结构的腐蚀比单项腐蚀更严重。

  当得知有些地方有了汞的溅洒,可通过寻找汞铝反应产生于表面的白色粉末来确定。具体的检查、确定和处理方法详见如下的探测方法。

  (a)灰白色的粉末或者铝表面象模糊起毛的涂层都是溅洒的汞引起的腐蚀的标志。

  (b)嗅闻器即使少量的汞也会被探测到。这种电子装置对汞蒸汽很敏感。

  (c)X-射线可用于形成了白色斑点的膜状物时汞的探测。结构附件上的腐蚀呈现出树状的穿透效应。

  (2)活物。运输活物有特殊的规定。有几点需要注意:即湿度、身体排出的盐分,及排泄物的溅洒。腐蚀程度应及时报告维修或及时处理。

  D.标记。检查后需要退漆和清洁的区域必须标记。腐蚀程度也要明确鉴定并报修或处理。

  环境作用
  1.总则

  A.飞机发生腐蚀取决于一系列因素。如飞机制造过程中的防护条件,在服务期中的维护,飞机所处的环境。

  B.有些环境因素是制造者操作者可控的,如电池组件的位置,厨房厕所的溅洒问题。在这种情况下,可以确定检查频次及所需的维护,而不用依赖操作者的探测搜寻。

  C.其他环境因素易被操作者控制。如海洋性气候中的多盐空气,或者工业区中的空气污染,在这些情况下检查和防腐频度都有变化。

  2.环境。

  A.环境条件的具体影响,操作者要根据当地情况来决定。环境影响是许多因素的综合体,可按以下情况来考虑。

  (1)海洋性气候——海边离盐水很近,会导致其中含盐颗粒的大气或盐饱和湿度,水气中盐分含量高,温度和季风的影响导致当地产生腐蚀性的海岸大气。必须牢记,盐水是促进电化学腐蚀的极好媒介。

  (2)污染的大气——在工业区,大气通常被污染。这些污染物遇水形成高腐蚀性的液体。例如形成硫基酸的硫化物就经常被发现,这常常造成更大的危害。当季风从邻近的工厂把污染带到飞机停泊区。

  (3)降雨——一般的降雨、阵雨或冷的空气条件,不会产生环境问题。大雨或冰雹会损坏表面涂层,进而引起腐蚀,热带降雨产生多的湿热空气,会促成腐蚀。参考下段相对湿度和热的作用。

  (4)相对湿度——相对湿度高又是在高温的情况下,就会导致停泊在地面上的飞机中的空气处于饱和水蒸气的状态。一旦起飞,冷凝水成为腐蚀的媒介。高湿度低温度就会好些,因为理想的条件就是低的相对湿度。

  (5)温度——高温、低湿度是最好的环境条件,因为飞机上的湿气都蒸干了。类似的,极冷的空气通常也是干燥的。

  (6)跑道的情况——当飞机行进在有砂砾的、脏的或草地的跑道上,或者由于氯化钠除冰产生不利条件,造成飞机表面涂层的损坏和腐蚀物的沉淀析出。

  (7)飞行高度——飞机低空飞行相对于高空飞行,就会相对多的接触空气污染物和海洋性大气。

  (8)间隔——频繁起降的飞机,比间隔长的飞行,特别是在热带地区,就会产生更多的湿气聚集的机会。这是由于飞机每次着陆都会重新面临饱和水蒸气的环境,这些蒸气会在飞机表面凝结,直到下次飞行。

  (9)火山喷发气体——火山喷发产生的腐蚀性气体,会在某一地区的空气中停留,其中释放的物质在活火山的下风口地区形成不良因素。

  (10)空气污染物的摩擦——流动中的砂子或珊瑚尘砂会在飞机表面涂层产生侵蚀并会进入到接合处或轴承中。这种摩擦不只是磨损问题,而且会使没有保护层的金属腐蚀。这种磨损材料本身就有腐蚀,就像海岸的沙子一样。

  B.针对各种飞机飞行状态建立防护程序。首先确定飞行的地理条件有多严峻,然后确定检查防腐的时间间隔,并合理安排航线。下面针对飞机列出了3种分类:

  (1)严重的——这些地区是海洋性气候或者是含污染物的工业大气。

  (2)中度的——适度的海洋性气候和工业污染性大气。

  (3)轻微的——温度干燥地区或极低温地区。然而跑道上、滑行道上使用的防结冰的化学物质会使寒冷地区成为腐蚀严重的地区。

  C.本手册中防腐及检查频次将根据上述的三个分类来决定。飞行环境按飞行航线中最坏的情况考虑。因此当飞机从一个轻微腐蚀地区飞向一个严重的腐蚀地区,就按严重的地区来考虑。

注:有些航空公司只分配部分飞机执行严重腐蚀地区的飞行,以减少其他飞机的维护成本。




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