82型飞机的电偶腐蚀原因分析及防老化措施,飞机

Aircraft Corrosion Protection◎华佳明/3M中国有限公司随着我国一些在役客机逐步进入"老龄期",飞机的一些部件开始出现腐蚀现象,这对飞机的适航性和经济性都有一定的影响。3M公司研制开发的聚氨酯防水胶带,为更好地达到飞机客舱防腐要求提供了全面而方便的解决方案。在民用航空领域中,飞行安全一直是被高度重视的问题,而飞机本身的维护无疑是决定飞行安全的首要因素。然而近几年来,随着我国航空公司的一些在役客机逐步进入"老龄期",飞机的一些部件开始出现腐蚀现象,对飞机的适航性和经济性都有一定的影响。中国民航总局曾于1990年及1993年颁发了相关飞机防腐的适航指令,要求航空公司执行防腐要求,并将二级以上的腐蚀情况报告适航部门。根据对所有指定的航空器进行的腐蚀情况的交叉检查结果,发现我国航空器的腐蚀主要发生在以下部位:绝大部分飞机后货舱门框的下边缘;绝大部分飞机后货舱地板与地板梁的搭接处;大部分飞机的机腹下部天线与机腹的搭接处;部分飞机前货舱门框的下边缘;部分飞机厨房、卫生间下方、机门边地板与支撑件搭接处;个别飞机客舱地板梁;个别飞机的机身龙骨梁。在FAA及飞机制造厂推荐的管理办法中均提到,"保持飞机干净,无碎片和液体泼溅是控制腐蚀的有效方法"。事实上,大多数商用飞机对机舱内的高风险部位,如舱内厨房/盥洗室/入口,以及其他舱内潮湿区域均采用了相关措施,防止液体与飞机机构发生接触。但在实际使用中,由于常用的防水层材料如PVC、PET等无法提供足够的耐久性,这些材料在两次高级别检修的间隔之间就会发生碎裂,导致液体渗入而引发地板梁的腐蚀。同时,碎裂的防水材料还对机务维修造成了不便,需要耗费大量的工时予以清除,导致航空公司的维修成本上升。部分航空公司的机务部门根据经验,往往采取在防水材料上方加覆硬质复合材料板材的方法加以改进,但在实际使用中发现,这种方法的效果并不能令人满意,而且还要付出额外的重量损失。为了满足上述飞机舱内腐蚀控制的要求,3M公司研制开发了独特的聚氨酯防水胶带,以帮助航空公司更好地解决这一问题。8693DL/8694胶带(或8663DL/8672)可代替原有的聚氯乙烯胶带或聚酯薄膜系统,形成牢固、耐用的阻隔层。采用这种胶带有以下3个优点。具有良好的防渗漏效果。这种聚氨酯保护胶带贴在飞机地板镶板表面,形成不会被戳破的防水层,帮助防止液体浸入地板内部,造成地板腐蚀。快速、安全、简便的施工。保护胶带具有一定的强度和实体组成,所以便于展开和使用,不会撕裂,而且不含危险化学物质。有效的防腐蚀作用。已经证明这种胶带能够在整个维修间隔内有效地防止液体浸入地板内部,从而可以大大降低用于抗腐蚀和进行相关保养的成本。提高了飞机的安全系数。8693DL/8694胶带(或8663DL/8672)选用了特殊的聚氨酯材料作为胶带的面材,具有独特的高强度、耐戳扎性、耐磨性和服帖性,非常适用于客舱防水。目前,3M的聚氨酯保护胶带是惟一通过波音公司小推车试验的防水层材料。国内外航空公司多年的使用经验也证明了这种产品能够在整个维修周期内不发生碎裂,保持良好的阻隔作用。聚氨酯材料良好的服帖性使保护胶带可以应用于舱内的突出部分以及地板/垂直面板相交处的边角部分,从而形成不间断的阻水隔断,防止液体浸入。 在胶粘剂的选择方面,这种聚氨酯保护胶带也在最大程度上满足了客户的需要,专门设计的丙烯酸亚敏胶不但能与地板和密封剂良好粘合,形成不间断的阻水隔断。而且在下一次维修时能完整的去除,节省了大量的表面清洁工时消耗。 胶带的施工也非常方便。特殊设计的条带状离形纸使得大幅面聚氨酯保护胶带的施工变得简单而轻松。无需特殊的工具和额外的工艺步骤,只需进行极少量的清洁工作,使用扫帚、剪刀、橡皮压辊和热气枪等简单的工具就可在较短的时间内完成安装工作。在最大程度上节省了施工成本。8693和8694聚氨酯保护胶带已经通过了FAR的严格认证,在作为独立胶带使用或应用于各种地板材料时,均能够通过FAR 25.853垂直燃烧测试。8693和8694聚氨酯保护胶带符合波音材料规定BMS 8-346 A版的要求。8693聚氨酯保护胶带符合II类2级要求,3M 8694聚氨酯保护胶带符合II类1级要求,已经被广泛用于新型飞机生产。同时,波音公司建议客户在原有的波音737和757飞机上改用3MTM 8663聚氨酯保护胶带,以降低地板支撑结构腐蚀损坏的风险。并发布了技术服务公报文件737-SL-53-034和757-SL- 53-018,详细列出了安装要求。到目前为止,这种保护胶带已被全球众多的航空公司选用,以减少飞机地面支撑结构的腐蚀损坏。中国国际航空公司的实际使用经验也表明,选用3M聚氨酯保护胶带代替原有的防水层材料,不但可以获得更好的防渗漏效果,有利于飞行重量控制,而且综合成本也低于原有的维修方案。因此, 选用这种产品作为客舱防水层材料,将帮助航空公司降低保养成本,提高安全系数,为客户创造更大的效益。

Analysis on the Couple Corrosion Reasons and Improved Anticorrosive Measures on the MD-82 Airplane◎ 邢晓莹 田秀云/中国民航学院分析了MD-82型飞机上产生电偶腐蚀的腐蚀原因,并提出了防腐改进措施。自1985年中国北方航空公司(现南方航空集团北方公司)引进第一架MD-82型飞机以来,该型飞机已经在中国北方航空公司服役了18年。MD-82型飞机和后来引进的MD-90型飞机成为中国北方航空公司的主力机型。目前,MD-82型飞机已接近或进入老龄期,腐蚀损伤呈现出加重的趋势。这不但增加了防腐维修费用,也影响到飞机的适航性。为此,2001年底组成了课题小组,开展"MD系列飞机腐蚀预防与控制"课题研究。本文分析和研究了MD-82型飞机产生电偶腐蚀的原因并提出了防腐改进措施,以便改善飞机防电偶腐蚀能力。常见部件腐蚀原因分析1.合金钢紧固件及被连接件MD系列飞机重要结构的连接部位,通常采用合金钢紧固件进行连接。为了避免合金钢紧固件本身产生腐蚀和被连接的铝合金构件产生电偶腐蚀,通常采用电镀的方法在合金钢紧固件上镀一层金属镉。这层金属保护层表面会形成致密的、不透气、不透液体的氧化膜,起到隔离腐蚀介质的作用。但是,合金钢紧固件的镉镀层长期在各种腐蚀介质(例如,工业大气中的SO - ,海洋大气中的Cl- 以及潮湿环境)的联合作用下,它的氧化膜就会遭到破坏,逐渐使镉镀层产生牺牲性腐蚀,见图1。当镉镀层产生牺牲性腐蚀后,由于腐蚀产物吸潮性很强,很容易使紧固件基体金属产生腐蚀,同时,也很容易使被连接的铝合金构件产生电偶腐蚀。应用合金钢紧固件的部位通常是结构受力比较大的部位。显然,如果合金钢紧固件和被连接构件遭受到腐蚀,并且发展到比较严重的程度,将会危及飞行安全。2.地板支撑件和翼身整流罩支撑件地板支撑件B2122号MD-82型飞机客舱地板支撑件的腐蚀状况首先从托板螺帽的周围区域开始产生腐蚀,然后扩展到比较严重的程度。地板支撑件为7075-T6铝合金构件,表面只施加了一层底漆涂层,但该地板支撑件上安装的托板螺帽(表面只经过镀镉处理,没有施加涂层)是合金钢件,两种金属件之间具有明显电极电位差。另外,座舱地板与地板支撑件之间没有涂密封胶,污物和水分很容易进入到地板与支撑件之间的接合缝中,形成比较严重的腐蚀环境。飞机在使用过程中,由于受到交变载荷的作用,座舱底板与地板支撑件之间会产生微动磨损。由于微动磨损的作用,相应部位的涂层首先遭到破坏。涂层破坏以后,托板螺帽与地板支撑件之间在腐蚀介质的作用下,就会产生电偶腐蚀。翼身整流罩支撑件翼身整流罩内部支撑骨架用于支持翼身整流罩。它只承受由翼身整流罩传来的局部气动载荷,不参与机身结构总体受力。多架MD-82型飞机的翼身整流罩内部支撑骨架产生了腐蚀,见图2。从该图可以看出,T型材的腐蚀都是从托板螺帽周围开始,而且位于支撑骨架与整流罩的接触面上。3.货舱门槛梁和盘形件图3给出了B-2122号MD-82型飞机前货舱门槛盘形件的腐蚀情况。图4为该机中货舱门槛梁的腐蚀情况。腐蚀多发生在门槛梁或门槛盘形件与门槛护板的结合面处。另外,门槛梁上安装的不锈钢盲螺帽衬套周围也经常出现较严重的腐蚀。这两种零件产生腐蚀的原因有以下几方面。盘形件和门槛梁是7075-T6铝合金构件,与它们相连接的护板是不锈钢构件,紧固件也多为合金钢。显然,门槛梁和盘形件易在腐蚀介质作用下产生电偶腐蚀。 货舱门护板经常被货物砸撞,变形严重,造成周边翘起,破坏了原有的密封,导致雨水、冷凝水和污物进入并积存,形成严重的腐蚀环境。 在腐蚀环境严重区域,螺栓类紧固件通常需要制做帽型密封。但是,MD系列飞机货舱门槛区域的螺栓类紧固件没有做帽型密封,致使合金钢紧固件的区域产生了电偶腐蚀。改进的防腐措施根据民用航空器适航性的要求,当民用航空器产生比较严重的腐蚀损伤时,应当修改相应机型的腐蚀预防与控制大纲,适当缩短周期和采取有效的改进防腐措施。本文对MD-82型飞机提出了以下防腐改进措施。为了防止合金钢螺栓、螺帽的镀层产生牺牲性腐蚀和紧固件基体金属产生腐蚀以及防止铝合金构件产生电偶腐蚀,对MD-82型飞机上这些部位的紧固件要按图5所示的要求制作帽型密封,以阻止腐蚀介质与紧固件接触,提高防腐能力。为防止使用托板螺帽的结构件产生电偶腐蚀,应在构件表面上增涂一层FR底漆,托板螺帽涂两层底漆;并且在使用托板螺帽的结构面上粘贴绝缘胶带。采取这些防腐改进措施后,可保护支撑件不受微动磨损作用;另外,在构件表面上增涂一层FR底漆,托板螺帽涂两层FR底漆后,可以增强涂层对构件的保护作用,使腐蚀介质不能与基体金属接触。货舱门槛梁和盘形件产生电偶腐蚀的重要原因之一是货舱门槛上的不锈钢护板设计不合理,被货物砸撞之后,极易变形,破坏原有的密封,使污物、冷凝水和雨水进入到结构内部而形成严重的腐蚀环境。为此,需要设计一种被货物砸撞后不易产生变形的不锈钢护板,从而使货舱门槛在飞机使用过程中始终具有良好的密封。为防止不锈钢护板与门槛梁或盘形件之间产生电偶腐蚀,还应采取以下防腐措施:●在安装不锈钢护板之前,对不锈钢护板内表面进行镀镉,并涂一层底漆,还要在护板与门槛梁或盘形件的结合面处安装一层MALAR胶带,并做结合面密封和填角密封;●对门槛梁上安装的不锈钢盲螺帽衬套,应涂一层FR底漆,安装时要做结合面密封和填角密封,并做帽型密封;●货舱门下门槛区域没有涂FR面漆的构件(包括门槛梁、盘形件、蒙皮等)均增涂一层FR面漆或FR底漆。

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