沿海地区飞机的三防工作研究.docx

《沿海地区飞机的三防工作研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沿海地区飞机的三防工作研究.docx（15页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、沿海地区飞机的三防工作研究 摘 要：沿海地区因受潮湿、高温、盐雾、霉菌等影响，常常使飞机金属腐蚀、涂层剥离、油料变质、橡胶老化，危及着飞机平安，分析得出：只有从飞机设计、加工、装配、维护、保养等方面实行全面有效限制措施，提高飞机抗湿热、抗盐雾、抗霉菌实力，才能保证飞机沿海地区的飞行平安，对飞机设计、加工、装配、维护、保养等工作有很好的指导作用。 关键词：沿海地区;湿热;盐雾;霉菌;三防;腐蚀 中图分类号：TG179 文献标识码：A 文章编号：1673-2064（2022）03-0073-04 0 引言 据统计，沿海地区飞机故障因环境因素引起失效约占飞机失效总数的52%以上，其中，温度因素约占环

2、境因素引起失效总数的55%，霉菌因素约占环境因素引起失效总数的15%，振动因素引起约占环境因素引起失效总数的20%40%，潮湿因素约占环境因素引起失效总数的19%，盐雾、砂尘约占环境因素引起失效总数的6%，温度、振动、湿度、霉菌和盐雾约占环境因素引起失效总数90%以上，而机载电器类产品因潮湿因素约占因潮湿因素失效总数的80%1，沿海地区的环境给不仅带来飞机维护成本和工作量增加，而且严峻影响着飞行平安，例如，11011年一架B737-200客机，由于机身腐蚀引起结构破坏导致飞机坠毁，11015年8月12日日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁，机上500多人丧生，2000年5月7日台湾华航一架

3、B747飞机从台湾飞往香港大修途中，由于金属腐蚀疲惫造成尾翼裂纹坠毁，导致机上225人丧生，因而，做好飞机三防工作是沿海服役飞机环境适应性的基本要求。 1 沿海环境诱发飞机产品失效机理 当飞机在海上或沿海地区长期执行任务，处于海洋大气环境中，尤其是在亚热带和热带沿海环境下，受潮湿、高温、盐雾和霉菌的影响，飞机失效速度加快，其中腐蚀是飞机失效的主要形式之一，试验表明纬度越低，离海岸线越近，飞机越简单发生腐蚀（表1）2。主要表现在飞机表面防护层脱落，铆钉、螺钉、螺栓、螺母、蒙皮等部结构件金属腐蚀，犄角和缝隙等部位材料腐蚀，应力集中、应力过大有等部位金属发生腐蚀裂纹和疲惫裂纹，橡胶制品、复合材料、表

4、面防护层等黏着、龟裂、侵蚀、分层、膨胀、剥离等老化现象加快，其中以电化学腐蚀和应力腐蚀最为常见（表2）。 1.1 潮湿 当空气潮湿度大于65%，金属表面形成水膜，当空气潮湿度大于76%，金属腐蚀速度急剧增加，潮湿使金属构件表面构成电解液环境3，使金属结构件（如壁板、隔框、管件、钢索等）氧化、腐蚀加速4（图1）;设备舱室内简单出现凝露现象，附着在电器元件的接触点上，会引起飞机（如非密封舱段和机翼、尾部、起落架等部位）上导线、金属插头、电器件、印制电路板等氧化、腐蚀（图2），造成电路、开关、继电器等绝缘不良、电阻过大，甚至造成漏电、短路、打火、断路、过热、烧损、噪音、频率漂移等故障;当发动机上高压

5、点火电路与器件受潮后，高压部分因严峻漏电，使起动点火能量不足，严峻时会造成发动机起动困难或起动不胜利。 当空气潮湿度大于80%时，飞机结构材料受潮，不但会引起结构重量增加、体积膨胀变形、组织疏松，而且造成涂层起泡、分层等损伤，造成材料老化、裂开、强度降低。 随着空气潮湿度增加，使飞机燃油、液压油、滑油及结构缝隙、插头中水分增加，为细菌、真菌、霉菌等微生物滋生创建了有利条件，简单诱发微生物污染，导致飞机油箱聚氨酯泡沫发生水解或发生微生物污染而掉渣，造成燃油、液压油、滑油等变质。 实践表明，当潮濕与盐雾、高温、霉菌、污染等其它环境条件并存时，飞机结构件因腐蚀而失效速度加快。 1.2 盐雾 盐雾是一

6、种电解液，当盐分浓度增大时，溶液电导率增大，金属腐蚀速度加快，当盐分浓度增大到肯定值时，溶液中氧的溶解度降低，金属腐蚀速度下降。当外界大气温度为352时，盐含量为3%6%时，金属腐蚀速度可到达到最大;当盐雾与潮湿、高温、飞机尾气、大气污染等其它条件并存时，飞机金属腐蚀速度会大大加快。 当有盐雾（海雾或海水）侵入飞机时，在水分及硫、酸、钠、氯等离子的作用下，在金属表面形成电解液膜，并与金属发生化学反应，造成金属附件与电器件形式多样的腐蚀5（表2），尤其是电解液膜中氯离子（CL-1）直径小、表面活性高、穿透实力强，能破坏各类合金（含不锈钢）的钝化膜爱护层，使金属产生孔蚀、损坏、接触不良，导致晶间腐

7、蚀、化学腐蚀、应力腐蚀，使钝化膜失去爱护作用，常使钢铁部件产生红锈、铜部件产生绿锈、铝部件产生黑锈，使奥氏体不锈钢产生点应力腐蚀。盐雾还加速了机载设备腐蚀，造成设备绝缘电阻降低、活动部件堵塞、卡死，引起拆卸困难，与潮湿共同作用，可引起非金属涂层起泡、起皱、开裂、脱落、绝缘层失效、导线漏电及其它缺陷6-7。 1.3 霉菌 霉菌是一种微生物，飞机上微生物在相宜水分（相对湿度80%）、养分（如含钾、钠、硫等无机物和含碳、氮等有机物）、温度（一般为2535）和酸碱度等环境下，会快速繁殖、滋长8。 微生物的代谢物（如硫化氢、硫酸、十二烷酸、醋酸、乳酸等）呈弱酸性，会腐蚀飞机金属壁板、管件、电路板的金属细

8、线，形成斑点影响产品外观质量和电路通导性，使飞机涂层、合金元件在缝隙、尖角等部位等产生腐蚀，也能让高强度铝合金发生氢脆，破坏材料结构和机械性能，造成油箱壁板穿孔，造成燃油渗漏，甚至诱发飞机失火;微生物的降解作用，破坏着沥青、聚（氯）乙烯、多硫化合物（腈橡胶）、聚氨酯（醚）等有机物，使飞机油箱密封胶和聚氨酯泡沫等机件失效，使飞机燃油、滑油、液压油乳化或变质，导致油料性能品质下降;微生物代谢和分泌产生的黏稠团簇状沉积物，会堵塞飞机油滤、供油泵、输油管路、限流孔、发动机喷油嘴等元件，致使供油阀、调整器、滑阀等运动副磨损、卡滞或失效，造成发动机供油量减小、性能下降、推力发生脉动，使液压系统、滑油系统失

9、效，甚至导致空中停车、飞行操纵失效等，危及着飞行平安;微生物代谢物和水分也能造成电容式油量指示误差偏高等8;霉菌本身含有大量水分，能越过绝缘材料生长，使非金属材料及电子器件受潮损坏，形成电气通路，造成电气系统短路。 1.4 高温 当外界环境高温时，运动器件发热，其润滑性和散热性变差，发动机和起动机的起动性能和抗疲惫性变差，发动机排气温度增加，发动机叶片简单发生高温氧化和腐蚀;高温使飞机各部分热胀冷缩不均，有可能造成飞机受力不均、协作不严，导致气液泄漏、钢索张力不符合要求;高温也简单使飞机上润滑油脂溶化、蒸发、酸化变质，变质的油料简单与镁铝等金属发生化学反应而腐蚀;高温使飞机金属的电化学反应速度

10、加快;高温也使飞机橡胶件（如轮胎、密封件）、塑料件、涂层等提前老化，影响飞机运用;在相宜温度（一般2535）和足够水分条件下，会在结构缝隙、密闭空间、油箱中发生微生物污染，产生次生灾难;外界环境高，某些阻敏元件电阻变大，输出电压过高引起飞机设备和系统报故。 造成飞机产品失效，除了以上恶劣环境因素外，还与飞机在设计、加工装配、维护运用等各个环节存在不足有关，为了提高飞机牢靠性，必需从各方面实行措施。 1.5 灰尘 当飞机表面聚集灰尘时，在潮湿、盐雾、霉菌、高温等因素综合作用下，形成毛细管作用9，加速了飞机的电化学腐蚀与微生物腐蚀。 2 提高飞机抗湿热、抗盐雾、抗霉菌措施 2.1 合理选材 在设计

11、材料选用上，应采纳抗腐蚀、抗霉菌材料、有涂覆爱护的材料。 （1）相邻材料要相容，避开发生化学腐蚀，两种金属电位差应小于0.25-0.5v，如：碳纤维复合材料不与铝合金、镀镉、镀铝的紧固件干脆接触，镀镉紧固件不允许钛合金零件干脆接触，镀镉螺栓在高温环境下不能与高强度钢干脆接触;在表面积较大的薄板件和接头、铰链等摩擦部位，建议运用耐候高材料（如经钝化不锈钢、钛合金、复合材料），螺钉、螺栓、螺帽等紧固件在恶劣环境时，要优先采纳耐蚀性钛合金和结构钢材质。（2）科学运用抗霉材料（如无机矿物质、合成树脂）代替采纳棉、麻、丝、绸、纸、木材等易发霉的材料，正确运用化学防（杀）霉剂（如臭氧、KATHON FP1

12、.5、BIOBOR JF、T731A杀菌剂）杀死密封部位的微生物。（3）对于易产生腐蚀的金属部位，在满意性能要求的同时，应优先选用耐湿热和耐腐蚀材料，并选用不易吸湿（水）的材料做绝缘体。（4）为避开接触金属结构腐蚀，尽量采纳电位相同或相近的金属材料，若必需把不允许接触的金属材料装配在一起时，则材料之间要有涂覆爱护层或放置绝缘衬垫，并扩大阳极性金属表面积、缩小阴极性金属表面积;对不能运用涂层爱护的金属结构（如电接触件）应采纳特别爱护方法（如涂密封胶或加防护套）。（5）飞机不同材料贴合面采纳密封剂进行湿态装或用惰性绝缘材料隔离，以及采纳整体防护措施。 2.2 实行表面防护措施 （1）对于外露于大气

13、易于腐蚀的金属表面，应实行合适的表面处理措施：1）运用如S01-3聚氨基甲酸酯绝缘清漆、丙烯酸聚氨酯磁漆、醇酸氨基磁漆、丙烯酸氨基磁漆（TB06-9底漆、H06-076底漆、S06-0215底漆、TS73-60磁漆、SF96-201磁漆等有机涂层）、有机硅清漆（如DC-12577）、三防漆（如TL-11、TL-19、963、969）等油漆处理;2）运用如丙烯酸类、有机硅类、聚氨酯类、环氧树脂类、聚对二甲苯涂料、氰酸酯树脂、PI树脂等有机防水涂料10;3）科学运用三防涂剂（如DB SF-6101、DB SF-6102等）;4）运用電接触爱护剂（如DJB823、BY-2、TX-1等）;5）运用如憎

14、水材料;6）采纳覆膜处理;7）实行金属镀层，通过上述措施可以有效搭建飞机防腐蚀屏障。（2）改善飞机表面工艺防护措施，保证表面防护科学有效。（3）定期检查和修复零件表面涂层，清洗飞机，保证飞机清洁。 2.3 合理设计飞机结构 （1）为避开积存腐蚀介质、雨水、冷凝水，结构件内外几何形态及其安装位置，应便于排水、通风、快速干燥，结构设计上尽量采纳斜面，应避开下凹结构，尽可能削减飞机和设备外壳不必要的缝隙、沟槽、台阶、凹窝、尖角、死角、孔洞等易腐蚀和易滋生霉菌结构形式11-13。当不能避开飞机结构积水时，应在适当位置（如最低处）开设排水口和排水槽，结构表面形态要简洁、圆角过渡、表面光滑、粗糙度符合要求

15、。（2）合理设计飞机舱室、产品口盖的密封性结构14，为避开飞机上缝隙腐蚀，对于连接、接缝、接头等处应采纳相应密封技术措施（如灌封环氧树脂、有机硅、聚氨酯、蜡、橡胶等密封剂）14;对于电器产品舱室、口盖、插头尽可能采纳密封措施，电气产品外表结构有利于排水，避开积水藏垢;对大容积的舱室，合理设计通风孔。（3）为了减小微生物污染，燃油系统应实行防水设计16：1）燃油引射泵和增压泵尽可能设计在油箱底部最低点，引射泵将油箱底部含水燃油抽吸到增压泵吸油口处，供发动机燃烧，以削减水分凝积;2）放沉淀活门等排水装置要设计在油箱底部最低点，油箱底部长桁隔板最下端要设计通水孔，以减小全机死油油量;3）飞机燃油通气

16、增压系统（含速压增压装置）应设计除水装置，防止在雨雪天气或高湿热条件下飞机油箱水分增加过多。（4）两种金属联接时应优化搭接方式、过渡材料和表面处理方法，减小结构间搭接和连接，避开联接后出现电化学腐蚀;假如两种电位差异大的金属必需采纳搭接时，要涂覆爱护层或放置绝缘衬垫，或应留有适当对接缝间隙，并实行以前搭后、以上搭下的相宜密封搭接方式。（5）密闭舱室必要时采纳绝热设计，可有效防止内部结露积水。（6）飞机舱室在必要时采纳通风、加热等环境限制技术，环控系统要设计比较完善的除水装置。（7）完善焊接结构和尺寸设计，以削减结构应力集中、应力疲惫和疲惫腐蚀15，限制和消退残余应力、集中应力和装配应力。（8）

17、飞机空间设置合理，保证部位可达性良好。（9）搞好飞机配套成品如继电器盒、印制电路板盒的机箱、机柜、插件三防（防湿热、防盐雾、防霉菌）设计工作，尤其是印刷电路应采纳合适的三防涂覆技术。 2.4 采纳有效的三防维护设备 长期在沿海地区服役的飞机，应配备防雨防晒蒙布、胶套和堵塞，配备通风车和微生物污染检测设备等。 2.5 提高产品加工制造工艺水平 （1）在制造和维护工艺方面，采纳诸如金属表面涂覆、喷涂、电镀、喷丸、清洗、润滑等表面工艺防护措施，涂层和涂装工艺牢靠、合理有效，在生产过程中应避开酸、碱、盐污染和表面防护层损伤。（2）产品在加工、装配过程中，实行措施，避开损伤、应力集中或应力过大（尤其对于

18、高强度铝合金、高强度结构钢），以免金属结构氧化和应力腐蚀，保证产品零缺陷;选用相宜的热处理方法与表面处理方法，改善材料金相组织，消退应力集中和变形;改善表面形态和表面光滑度，圆滑过渡，避开结构件棱角和沟槽，防止金属晶界腐蚀和应力腐蚀。（3）对易发生三防问题的电子产品，装配上盖前（用酒精、三氯三氟乙烷、专用清洗剂等）清除内部杂质，并保证气密装配。（4）运用诸如真空涂镀、纳米涂料（如二氧化鈦）等先进的离子镀膜、氟碳涂料等新技术和新材料。（5）对于铆接、螺纹连接、搭接等，必要时采纳湿装配，消退间隙和金属电位差。 2.6 做好飞机淋雨试验工作 充分做好飞机淋雨试验工作，发觉漏雨，刚好实行修复措施。 2

19、.7 加强飞机的检查、保养和维护 （1）在湿度很大（相对湿度大于65%）的状况下，要用空调车，对飞机通风除湿：通常用温度45-55干风，通风30min-45min;当飞行前通电检查须要快速除湿时，用温度60干风，通风10min-15min;对潮湿较敏感且有特别要求的设备要视情通风除湿。实践证明，经过通风除湿后的舱室相对湿度可降低到10%，能使飞机电器设备故障率明显降低，提高飞机对沿海地区环境适应实力，减缓湿空气对金属表面腐蚀。（2）长时间停放状态或处于潮湿环境的飞机，应加强通风、通电、晾晒、除湿除潮、润滑、清洗、除锈防护、发动机试车等保养维护工作，正确运用飞机清洗剂、防锈剂、缓蚀剂保养飞机，运

20、用GT-1、GT-2等发动机流道专用清洗剂清洗发动机17;小航线或沿海地区、潮湿季节飞行，为防止燃油系统微生物污染，从飞机、加油车、储油罐、母舰油舱的放沉淀活门放出燃油水分和杂质时，应缩短放油间隔、加大燃油放油量16;确保飞机排水防潮和通风状况良好。（3）在春夏换季时，应更换飞机软油箱与壁板之间的滑石粉。（4）沿海地区，发动机工作时会吸入海雾、油烟及尘埃，油垢沉积于压气机叶片，须定期用专用清洗剂清洗发动机流道，使发动机流道清洁畅通，发动机推力和性能得到复原。（5）定期测量飞机线路的电阻，以推断电路的绝缘性、通断性，加强对飞机搭铁线搭铁电阻的检查工作，必要时喷涂TL-19和TX-1导电漆。（6）

21、用专用清洗剂（如GLX-40、GLQ-045）清洗飞机蒙皮，严禁用洗衣粉、肥皂等非指定清洁剂清洗飞机蒙皮。（7）缩短飞机（如飞机蒙皮、螺栓、钢索等）的检查、清洗、润滑等保养和修复工作周期18。（8）加强飞机和发动机等产品的三防维护检查工作：检查简单进水舱室的电缆、导线线束用硅胶布包扎良好，检查内部应无发霉、变质现象;检查含有各类胶质和有机器件，如各类行程开关等不应碎裂、变形;检查配电盒、继电器、接触器等电器件蜡封不应溶化;检查机件表面无腐蚀、无霉菌、无灰尘或其他污染物;检查飞机产品不受潮湿、盐雾、霉菌影响而腐蚀、损伤;检查涂层表面无缩孔、橘皮、管隙、针孔（坑洞）、痱泡、剥落、皲裂、起皱、分层、

22、白雾、失光、污染等现象;查看飞机钢索是否出现润滑脂变质、缺少、过多，钢索是否出现腐蚀凹坑或断丝现象;留意结构尖角、死角、缝隙处是否有霉菌和腐蚀现象19;检查飞机防雨口盖胶质是否良好、是否渗漏雨水。（9）对简单腐蚀的缝隙在清洗处理后，实施灌胶防护。（10）刚好检查轮舱、发动机舱与其它暴露的电缆接线装置，尤其是起落架上、机身底部、尾部电缆的包扎状况，对于简单发霉、腐蚀的插头要实行清洗（用酒精）、包扎（如用热缩管、屏蔽防护套）、灌密封绝缘胶（如用有机硅橡胶GN512、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等）等绝缘处理。（11）一般螺钉、螺帽受协作公差限制，镀锌层较薄，拧紧时镀锌层简单受到破坏，可采纳有较好流淌性

23、的硅橡胶（如401硅橡胶）或透亮清漆点涂在螺纹中部、再上紧，可避开螺纹间缝隙腐蚀。（12）对结构件腐蚀损坏处应刚好修理，将腐蚀性物质及锈迹预处理干净，再用钝化、发蓝等化学方法处理，最终喷涂底漆和面漆，对于无法修复的锈蚀结构应刚好向设计部门反映;结构件在锉修后应采纳涂层爱护措施。（13）飞机涂层表面避开损伤、划伤、开裂、磨损、沉积、腐蚀、老化，发觉问题刚好修理。 3 结语 飞机三防工作是一项困难的系统工程，只有在飞机设计、加工、制造、维护、保养等方面，合理选材、优化结构设计、加强表面防护、实时通风干燥、勤检查、勤保养，才能保证沿海地区飞机的出勤率和飞行平安。 参考文献 1 李星，王晓慧.舰载机三

24、防设计技术探讨综述J.装备环境工程，2022，3（4）：13-14. 2 刘振岗，唐有才等.沿海地区飞机腐蚀问题及限制J.航空科学技术，2022，2：34-36. 3 朱绒霞，那静彦.沿海地区镁合金制飞机零部件的腐蚀与防护J.空军工程学院学报，11019，19（3）：15-17，42. 4 胡景豫.奥氏体钢盐雾腐蚀探讨J.化学工程师，2022，184（1）：57-59. 5 华静，姜荫棠.浅谈舰载电子设备的三防设计J.雷达与对抗，2003.3：58-60. 6 HB5830.12-11016机载设备环境条件及试验方法S.北京：航空工业部，11016. 7 JB/T 8138.5-11015电缆

25、附件试验方法第5部分：盐雾试验S.北京：中华人民共和国机械工业部：11015. 8 吴晓金.喷气燃料的微生物危害及对策J.中国民航飞行学院学报，2001，12（40）：20-22. 9 周怡琳，魏霞霞.灰土污染对电路板表面湿度的影响J.电工技术学报，2022，30（23）：163-167. 10 朱旺.海洋性气候条件下的三防工艺探讨J.电子工艺技术，2022，31（1）：54-57. 11 宋立辉.舰载电子设备三防设计J.电子工艺技术，19101，19（6）：210-212. 12 谢义水.舰载电子设备的三防设计J.机械工程学报，2022，43（1）：83-85. 13 电子科学探讨院.电子设

26、备三防技术手册M.北京：兵器工业出版社，2000. 14 蔡培培，胡凯征，胡晓辉.空空导弹弹体结构三防设计浅析J.航空制造技术，2022，19：73-78. 15 马骖.三防设计技术J.电讯技术，11016，36（4）：5-12. 16 刘宝霞等.自然环境对航空装备的影响及改善措施J.沈阳航空工业学院学报，2022，22（1）：14-16. 17 赵安家，施广生，韩笑.关于军机燃油微生物污染的探讨J.飞机设计2022，37（5）：48-52. 18 赵安家，施广生.飞机表面清洗探讨J.飞机设计2022，38（2）：73-76. 19 陈清静.沿海地区的不锈钢防腐J.化工设备与管道，2022，52（2）：83-86. 20 汪定江，等.军用飞机的腐蚀与防护M.2022：航空工业出版社. 第15页 共15页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页第 15 页 共 15 页