王克紅，張林嘉

（海軍駐貴陽(yáng)地區(qū)軍事代表辦事處航空總體辦公室，貴州安順561000）

海航飛機(jī)腐蝕及全壽命控制

王克紅，張林嘉

（海軍駐貴陽(yáng)地區(qū)軍事代表辦事處航空總體辦公室，貴州安順561000）

當(dāng)前，飛機(jī)腐蝕已成為世界各國(guó)軍民用飛機(jī)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。針對(duì)海航飛機(jī)面臨的腐蝕問(wèn)題，從飛機(jī)腐蝕因素、特征、易腐蝕部位和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)飛機(jī)全壽命腐蝕控制措施進(jìn)行了研究，并對(duì)做好腐蝕控制提出了幾點(diǎn)建議。

海航飛機(jī)；腐蝕；全壽命控制

當(dāng)前，飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕問(wèn)題已成為世界各國(guó)共同面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。對(duì)海軍航空兵來(lái)說(shuō)，飛機(jī)主要在沿海地區(qū)或艦上停放、起飛、降落、滑行等，很多時(shí)候在海洋上空?qǐng)?zhí)行任務(wù)，長(zhǎng)期處于海洋大氣環(huán)境中，面臨著濕、熱、鹽霧等嚴(yán)酷的自然條件，隨著沿海地區(qū)空氣污染的不斷加劇，飛機(jī)使用環(huán)境條件十分惡劣，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件表面涂層和基體材料出現(xiàn)不同程度的腐蝕老化現(xiàn)象，從而降低了飛機(jī)使用性能，對(duì)飛行安全產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。針對(duì)海航飛機(jī)面臨的腐蝕問(wèn)題，文中對(duì)飛機(jī)腐蝕因素、類(lèi)型特征、易腐蝕部位和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)對(duì)飛機(jī)全壽命腐蝕控制措施進(jìn)行了研究，并對(duì)海航飛機(jī)做好腐蝕控制提出了幾點(diǎn)建議。

1　海航飛機(jī)腐蝕因素及特征

飛機(jī)在使用過(guò)程中，會(huì)受到不同形式的損傷，其中腐蝕就是一種較為常見(jiàn)的損傷形式。腐蝕是指在周?chē)h(huán)境因素的作用下引起材料的破壞或變質(zhì)行為。對(duì)于金屬腐蝕來(lái)說(shuō)，腐蝕可定義為：金屬與周?chē)h(huán)境（介質(zhì)）之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞或變質(zhì)[1-3]。

1.1海航飛機(jī)的腐蝕因素

海航飛機(jī)主要遭受潮濕、鹽霧、霉菌、酸雨、高溫等因素的侵害。在艦上停放的飛機(jī)會(huì)受到海浪濺起的海水作用，遭受海水的侵蝕；同時(shí)會(huì)受到軍艦燃料燃燒逸放和飛機(jī)排出廢氣的腐蝕；飛行中由于高低空和機(jī)內(nèi)外溫差引起的冷凝水，對(duì)飛機(jī)表面也會(huì)產(chǎn)生腐蝕；飛機(jī)起降過(guò)程中遇到砂土、灰塵的高速?zèng)_刷、冰雹等都會(huì)破壞保護(hù)層；尤其在海洋上空復(fù)雜氣象條件下飛行更為突出。

1.2飛機(jī)腐蝕結(jié)構(gòu)特征

（1）常見(jiàn)金屬結(jié)構(gòu)件的電化學(xué)腐蝕特征

鋁合金結(jié)構(gòu)件：初始階段呈現(xiàn)出灰白色斑點(diǎn)，后期有灰白色銹蝕物出現(xiàn)，清除銹蝕物后可見(jiàn)結(jié)構(gòu)件有麻孔表觀，更甚者可出現(xiàn)層狀剝離或鼓皰外觀[4]。長(zhǎng)期使用可發(fā)現(xiàn)LC4結(jié)構(gòu)件易因應(yīng)力集中產(chǎn)生腐蝕裂紋；LY12CZ則對(duì)晶間腐蝕比較敏感。

合金鋼結(jié)構(gòu)件：結(jié)構(gòu)件表面從初期的暗灰色逐漸演變成紅、黃褐色銹層，嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)斑狀蝕坑、腐蝕疲勞裂紋。合金鋼的強(qiáng)度越高，耐蝕性能越差，對(duì)應(yīng)力腐蝕越敏感。

鎂合金結(jié)構(gòu)件：早期呈現(xiàn)出灰白色斑點(diǎn)，后期出現(xiàn)灰白色粉末狀銹蝕物，除去銹蝕物后底部有黑坑。鎂合金銹蝕一般沿陽(yáng)極區(qū)深入，呈深孔交錯(cuò)狀。如常用的ZM-5鎂合金對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感性較大。

（2）結(jié)構(gòu)腐蝕的表觀特征

從表觀上看，受腐蝕的基體金屬材料通常會(huì)出現(xiàn)脫漆、鼓包、分層，腐蝕比較嚴(yán)重的部位還會(huì)出現(xiàn)層狀剝離及疏散現(xiàn)象，喪失原有光澤及材料強(qiáng)度與塑性，輕敲時(shí)失去清脆的金屬聲。另一方面，結(jié)構(gòu)腐蝕通常起始于棱邊、孔壁、劃傷涂層或氧化膜受到破壞處、結(jié)構(gòu)中雙金屬接觸處及易積水、潮濕部位。

（3）應(yīng)力腐蝕的表觀特征

應(yīng)力腐蝕的表觀特征是腐蝕區(qū)呈現(xiàn)樹(shù)枝狀龜裂和大量的二次裂紋，而其它部分則保持金屬光澤。應(yīng)力腐蝕裂紋具有脆性斷裂的外貌，裂紋多為沿晶或穿晶型，斷裂處無(wú)塑性變形，斷口上有明顯的銹蝕痕跡，裂紋起源處有泥紋花樣，由結(jié)構(gòu)件表面向里擴(kuò)展。

1.3飛機(jī)易腐蝕部位

根據(jù)對(duì)部分現(xiàn)役飛機(jī)腐蝕情況的調(diào)查，飛機(jī)易腐蝕部位可歸納如圖1所示。

圖1　海航飛機(jī)易腐蝕部位歸納圖

2　海航飛機(jī)腐蝕的全壽命控制

通常，飛機(jī)的腐蝕問(wèn)題主要出現(xiàn)在使用階段，然而從腐蝕現(xiàn)象和規(guī)律分析，飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的原因涉及研制設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和使用維護(hù)的各個(gè)方面，主要影響因素概括如表1所示。為了能夠有效避免飛機(jī)使用過(guò)程中出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)海航飛機(jī)全壽命過(guò)程中的腐蝕控制工作[5-6]。

表1　飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因

2.1研制設(shè)計(jì)階段

研制設(shè)計(jì)階段主要包含型號(hào)論證階段、方案設(shè)計(jì)階段、工程研制階段、定型鑒定階段。

型號(hào)論證階段要進(jìn)行廣泛調(diào)研和資料收集，充分考慮型號(hào)裝備的作戰(zhàn)使用環(huán)境、環(huán)境適應(yīng)性，分析裝備腐蝕損傷故障模式及危害程度，確定裝備的腐蝕控制要求和級(jí)別，充分考慮當(dāng)前腐蝕防護(hù)控制方面的科技基礎(chǔ)、已有技術(shù)儲(chǔ)備或近期可能獲得的預(yù)研成果。

方案設(shè)計(jì)階段首先要針對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)控制目標(biāo)及全壽命要求，結(jié)合飛機(jī)使用條件，編制《型號(hào)飛機(jī)腐蝕控制大綱》，并在此基礎(chǔ)之上，編制相關(guān)腐蝕控制文件。其次，對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)布局、材料選用、加工制造工藝等方面能否滿(mǎn)足腐蝕防護(hù)控制要求進(jìn)行評(píng)估、預(yù)先驗(yàn)證。最后，根據(jù)型號(hào)任務(wù)和作戰(zhàn)使用環(huán)境等因素，完善確定機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)控制總體技術(shù)方案。

工程研制階段是型號(hào)飛機(jī)落實(shí)腐蝕防護(hù)控制工作的關(guān)鍵階段，應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面：（1）進(jìn)一步完善腐蝕防護(hù)控制總體技術(shù)方案；（2）編制使用環(huán)境基本譜和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)環(huán)境載荷譜，確定環(huán)境譜當(dāng)量關(guān)系；

（3）做好對(duì)新材料的環(huán)境適應(yīng)性及腐蝕性能的試驗(yàn)；評(píng)估飛機(jī)各部位對(duì)腐蝕因素影響的敏感性及使用條件，給出全機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕危害分布圖，確定腐蝕關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位；

（4）根據(jù)型號(hào)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方案，針對(duì)重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)節(jié)抗腐蝕設(shè)計(jì)，重點(diǎn)做好防腐密封設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)防/排水設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗磨設(shè)計(jì)、飛機(jī)緩蝕涂層選用等；

（5）制定腐蝕控制培訓(xùn)細(xì)則，對(duì)設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量保證和生產(chǎn)操作人員進(jìn)行腐蝕控制知識(shí)和技能培訓(xùn)；

（6）制定生產(chǎn)過(guò)程腐蝕控制指南，明確與腐蝕控制有關(guān)的生產(chǎn)操作和檢驗(yàn)人員的工作方法，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中落實(shí)腐蝕控制大綱和腐蝕控制計(jì)劃；

（7）制定腐蝕預(yù)防處理手冊(cè)，明確裝備為控制腐蝕所采取的各種預(yù)防措施，確保在制造過(guò)程中有關(guān)腐蝕控制規(guī)定得到正確執(zhí)行；

（8）在設(shè)計(jì)圖樣和相關(guān)技術(shù)文件上貫徹腐蝕防護(hù)控制設(shè)計(jì)要求；

（9）綜合分析裝備整體腐蝕控制性能，進(jìn)行腐蝕控制效能評(píng)估。

定型鑒定階段主要完成定型試驗(yàn)大綱的編制，并進(jìn)行鑒定試驗(yàn)，檢查相關(guān)腐蝕控制要求的落實(shí)情況；編制飛機(jī)日常腐蝕控制維護(hù)手冊(cè)，為使用和維護(hù)人員提供腐蝕控制維護(hù)的技術(shù)工藝和方法，指導(dǎo)其正確開(kāi)展腐蝕維護(hù)。

2.2生產(chǎn)制造階段

生產(chǎn)制造過(guò)程是實(shí)現(xiàn)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該階段主要開(kāi)展以下工作：嚴(yán)格按照工藝文件中腐蝕控制的要求進(jìn)行生產(chǎn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、驗(yàn)證、檢驗(yàn)；監(jiān)督工藝檢測(cè)、裝配操作過(guò)程，保證零部件的耐腐蝕性能不受損傷；加強(qiáng)對(duì)原材料、元器件、零部件廠商生產(chǎn)環(huán)境的評(píng)審，保證原材料、元器件、零部件的耐腐蝕性能符合技術(shù)要求；加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)操作工人和質(zhì)量保證人員的腐蝕控制教育和崗位培訓(xùn)；加強(qiáng)對(duì)外協(xié)廠家的監(jiān)督審核，確保外協(xié)件符合腐蝕控制技術(shù)要求；加強(qiáng)產(chǎn)品包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中的管理。

2.3使用維護(hù)階段

在使用階段對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕應(yīng)采用預(yù)防為主、防治結(jié)合的措施。針對(duì)腐蝕產(chǎn)生的原因，采取有效的措施，防止腐蝕的產(chǎn)生；對(duì)已產(chǎn)生的腐蝕，及時(shí)修理，阻止腐蝕蔓延[7]。

（1）使用階段的腐蝕預(yù)防

在裝備交付后，承制單位應(yīng)配合部隊(duì)開(kāi)展對(duì)機(jī)務(wù)人員進(jìn)行腐蝕控制理論知識(shí)培訓(xùn)；在裝備使用維護(hù)手冊(cè)、修理手冊(cè)或其它外場(chǎng)執(zhí)行文件中，明確規(guī)定與腐蝕控制相關(guān)的檢查和維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容；裝備加改裝和更換零部件及設(shè)備時(shí)，應(yīng)分析對(duì)裝備腐蝕控制性能的影響，正確處理相關(guān)的腐蝕控制問(wèn)題。

（2）使用階段的腐蝕維護(hù)

定期對(duì)飛機(jī)進(jìn)行清洗，保持其結(jié)構(gòu)表面清潔是飛機(jī)維護(hù)過(guò)程中防腐蝕的最基本要求。飛機(jī)在飛行過(guò)程中難免會(huì)在其機(jī)體表面粘附灰塵、細(xì)小金屬屑以及其他腐蝕性介質(zhì)等物質(zhì)，這些物質(zhì)吸收空氣中的水分會(huì)加劇飛機(jī)結(jié)構(gòu)局部環(huán)境的腐蝕。在日常維護(hù)中應(yīng)仔細(xì)對(duì)飛機(jī)的易腐蝕部位進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)損傷及時(shí)修復(fù)。對(duì)于無(wú)法及時(shí)修復(fù)的防護(hù)層損傷，應(yīng)使用防腐劑進(jìn)行防護(hù)，避免零部件腐蝕程度的加劇。與此同時(shí)，使用維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)向承制方反饋信息，推薦合理的更改建議，建立健全外場(chǎng)腐蝕信息反饋系統(tǒng)。

3　對(duì)海航飛機(jī)腐蝕控制的幾點(diǎn)建議

3.1加強(qiáng)飛機(jī)腐蝕動(dòng)態(tài)監(jiān)控

飛機(jī)的腐蝕嚴(yán)重影響著海軍使命任務(wù)的執(zhí)行，但是飛機(jī)的腐蝕情況究竟嚴(yán)重到什么程度，多年來(lái)一直沒(méi)有準(zhǔn)確的定量描述。飛機(jī)的腐蝕是一個(gè)長(zhǎng)期、緩慢的過(guò)程，要及時(shí)準(zhǔn)確掌握每種機(jī)型、每架機(jī)的腐蝕狀況，一個(gè)重要的前提是能夠連續(xù)和量化地給出飛機(jī)的腐蝕數(shù)據(jù)，對(duì)飛機(jī)腐蝕進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控[8]。當(dāng)前，部隊(duì)飛機(jī)裝備的質(zhì)量管理是由質(zhì)控室來(lái)承擔(dān)，可依托部隊(duì)質(zhì)控室作為底層數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)構(gòu)建海航系統(tǒng)內(nèi)的飛機(jī)腐蝕動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同部隊(duì)、不同機(jī)型、不同架次、不同結(jié)構(gòu)的腐蝕信息的采集、處理、分析，為飛機(jī)壽命評(píng)估、腐蝕防護(hù)、新機(jī)選材等提供科學(xué)依據(jù)。

3.2加強(qiáng)腐蝕理論的研究

鼓勵(lì)工廠、科研院所開(kāi)展腐蝕問(wèn)題的研究和試驗(yàn)，探索軍機(jī)的腐蝕發(fā)展規(guī)律及損傷機(jī)理，尤其是海軍專(zhuān)用飛機(jī)的腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)，并將研究成果應(yīng)用到飛機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，切實(shí)提高飛機(jī)的防腐蝕能力，確保飛機(jī)在全壽命內(nèi)不發(fā)生重大腐蝕問(wèn)題；不斷加強(qiáng)性能優(yōu)良、粘附力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好的防護(hù)涂層漆料的開(kāi)發(fā)與研究，提高表面處理和噴涂工藝。

3.3強(qiáng)化外場(chǎng)腐蝕防護(hù)措施

外場(chǎng)使用中，盡可能地改善飛機(jī)的總體環(huán)境與局部環(huán)境，勤通風(fēng)除潮；借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的防腐維修經(jīng)驗(yàn)，將新型、實(shí)用的緩蝕劑、清洗劑等應(yīng)用于飛機(jī)外場(chǎng)維護(hù)；加強(qiáng)地勤人員基礎(chǔ)教育和機(jī)務(wù)作風(fēng)建設(shè)，增強(qiáng)人員素質(zhì)改善維護(hù)手段，提高飛機(jī)日常保養(yǎng)與管理能力；廣泛宣傳、全員參與，使每位機(jī)務(wù)工作者都能獲得必要的防腐知識(shí)，建立起腐蝕危機(jī)安全與我密切相關(guān)的工作意識(shí)，避免人為原因引發(fā)的腐蝕問(wèn)題。同時(shí)，讓大家養(yǎng)成好的工作習(xí)慣，早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)告、早處理，將腐蝕消滅在萌芽狀態(tài)，使海軍飛機(jī)向“長(zhǎng)壽命、高可靠性、良好的可檢性和維修性”方向發(fā)展。

4　結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)嚴(yán)酷復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，海航飛機(jī)的腐蝕防護(hù)問(wèn)題不僅僅是使用階段的腐蝕預(yù)防與維護(hù)，更是涉及裝備研制設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和使用維護(hù)等諸多環(huán)節(jié)的系統(tǒng)工程性問(wèn)題。為此，本文在研究海航飛機(jī)腐蝕特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地對(duì)飛機(jī)全壽命各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)開(kāi)展的腐蝕控制工作進(jìn)行了研究，并對(duì)加強(qiáng)腐蝕控制工作提出了幾點(diǎn)建議，以期對(duì)海航飛機(jī)腐蝕防護(hù)工作起到促進(jìn)作用，有效保持海航飛機(jī)設(shè)計(jì)性能，進(jìn)一步提高飛機(jī)的完好率、出勤率。

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Research on Naval Aircraft Corrosion and Whole Life Control

WANG Ke-hong，ZHANG Lin-jia
（Aviation General Office of Naval Military Representative Agency in Guiyang，Anshun Guizhou 561000，China）

At present，the aircraft corrosion has become a serious problem faced by military and civil aircraft in the world.Aiming at the corrosion problem of naval aircraft，analyses the aircraft corrosion factors，characteristics，easy to corrosion parts and features.Then，the corrosion control methods of the aircraft whole life are studied and some suggestions are put forward to control the corrosion.

naval aircraft；corrosion；whole life control

V21

A

1672-545X（2016）10-0122-03

2016-07-20

作者信息：王克紅（1990-），男，安徽阜陽(yáng)人，碩士，工程師，主要研究方向：飛行器設(shè)計(jì)與工程。