飛機結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù).ppt

飛機結(jié)構(gòu)的防腐措施 第三節(jié) 第七節(jié) 飛機結(jié)構(gòu)腐蝕損傷對維修成本的影響 在飛機結(jié)構(gòu)維修中 據(jù)工業(yè)界估計 飛機結(jié)構(gòu)維修費用的95 用于與腐蝕損傷有關(guān)的結(jié)構(gòu)維修 據(jù)1996年的統(tǒng)計 美國民用飛機行業(yè)與腐蝕有關(guān)的成本費用每年高達(dá)22 25億美元 其中設(shè)計和制造中所占成本為2 25億美元 維護成本占17億美元 因腐蝕檢查和維護造成飛機停飛所造成的經(jīng)濟損失占3億美元 據(jù)國內(nèi)某飛機維修企業(yè)的統(tǒng)計 該公司5年來在B737和B757型飛機的定期中用于結(jié)構(gòu)腐蝕損傷修理的費用達(dá)696 5萬美元 某架MD 82型飛機送法國進行2D檢 因機身腐蝕損傷嚴(yán)重 更換五張機身蒙皮 承修費用達(dá)300萬美元 包括飛機半年的停場費用 某架B737 300型飛機后機身兩側(cè)蒙皮的更換費用達(dá)10萬美元 僅材料費用 現(xiàn)代民用飛機設(shè)計 將結(jié)構(gòu)的腐蝕控制設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的其它要求 如疲勞 損傷容限和靜強度等視為同樣重要 是保證飛機使用壽命期內(nèi)結(jié)構(gòu)完整性的重要內(nèi)容 是飛機長壽命 高可靠性 好維修性的重要保證 也是確定飛機使用壽命和經(jīng)濟壽命的主要依據(jù) 飛機常見腐蝕部位 機內(nèi)腐蝕嚴(yán)重區(qū)域有 艙底區(qū)域結(jié)構(gòu) 廚房和衛(wèi)生間區(qū)域結(jié)構(gòu) 蓄電池區(qū)域結(jié)構(gòu)這些區(qū)域的腐蝕環(huán)境和特點是存在著大量的冷凝水和從衛(wèi)生間 廚房 旅客過道及艙內(nèi)溢出的腐蝕液體 這些液體截流在結(jié)構(gòu)部件之間的縫隙中 引起全面腐蝕 機外腐蝕嚴(yán)重區(qū)域有 客艙門和貨艙門區(qū)域結(jié)構(gòu) 起落架艙區(qū)域結(jié)構(gòu)這些區(qū)域的腐蝕環(huán)境和特點是結(jié)構(gòu)暴露在磨損 雨霧 濕氣和污物環(huán)境中 其保護涂層易受到砂粒 石塊和其它外來物引起的損傷以及因維修不當(dāng)引起的機械損傷 形成微電池的原因 金屬表面化學(xué)組成不均 夾雜有雜質(zhì) 金屬表面組織不均 晶粒與晶界的電位往往不同 晶界與晶間電位也往往不同 金屬表面生成氧化膜不均勻 表面膜電位往往高于金屬本身 金屬表面物理狀態(tài)不均勻 通常 變形大 內(nèi)應(yīng)力高的地方為陽極 易受到腐蝕 產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的三個必要條件 陽極和陰極之間的電位差電解液的存在陽極和陰極之間傳導(dǎo)電流的金屬導(dǎo)體 第三節(jié)防腐措施 結(jié)構(gòu)設(shè)計 一 飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的防水和排水裝置為防止雨水流入機內(nèi) 飛機的窗 門 艙口的邊緣都應(yīng)加裝密封裝置 為了避免流入機體內(nèi)的雨水以及凝結(jié)水在機體內(nèi)長期積存 在機體下部最低位置的壁板上 應(yīng)開設(shè)排水孔 安裝排水活門 圖2 3 1 為了排除沒有水孔處的積水 通常 采用如圖2 3 3所示的方法 用填平劑 例如BMS5 125 填平溝槽處 并設(shè)置通水孔 以便使積水流到排水孔 通常 排水孔和通水孔的直徑至少0 357in 這樣才能將水和污物一同排出 桁條 或筋 的端部縫隙可能是有意作為排水通道的 要保持通暢 排水試驗后 要求水深0 25in以下 圖2 3 1 早期型排水活門排水活門處的機身蒙皮腐蝕情況 圖2 3 3通水孔示意圖 典型的積水和排水孔 安 24機身底部防腐區(qū)域及機械改裝位置示意圖 二 結(jié)構(gòu)形狀盡量簡單 復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀會增大表面積 與腐蝕介質(zhì)接觸機會多 死角 縫隙 接頭處易積水分并濃縮腐蝕液 簡單形狀易維修和檢查 并減小應(yīng)力集中 盡可能設(shè)計成整體件 如整體壁板 整體框段 整體肋和翼梁接頭整體緣條 以減少連接引起的腐蝕 三 防電偶腐蝕設(shè)計 飛機結(jié)構(gòu)上常用的金屬材料包含在表2 3 1所列的四類金屬材料中 同一類金屬直接接觸不產(chǎn)生電偶腐蝕 它們之間是相容的 當(dāng)兩種不同類型的金屬材料相接觸時 如果存在電解質(zhì)溶液 電位較低的結(jié)構(gòu)件就會受到電偶腐蝕 兩類金屬的序號相差越大 序號小的金屬越容易受到電偶腐蝕 飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計和修理過程中 應(yīng)避免不同類型金屬直接接觸 以防產(chǎn)生電偶腐蝕 表2 3 1金屬材料的分類 飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)滿足 只有在功能設(shè)計或鑒于其他重要原因 不同類的金屬直接連接不可避免時 才允許采用不同類金屬連接 但是 應(yīng)避免出現(xiàn)大陰極小陽極的情況 如果必須使用不同金屬 必須是相容的 不要用導(dǎo)電的附件把管路系統(tǒng)與不同類型金屬的結(jié)構(gòu)相連接 不銹鋼與合金鋼相連接 或合金鋼與鋁合金相連接 應(yīng)優(yōu)先考慮防電偶腐蝕的措施 當(dāng)不相容金屬 如銅合金與鋁合金 的連接不可避免時 應(yīng)對它們進行有效的絕緣隔離 接觸面按表2 3 2所述進行防護處理 表2 3 2接觸表面的防護處理 二 合金材料與復(fù)合材料之間的防腐設(shè)計 在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要最大限度地防止腐蝕介質(zhì)積聚 使用鈦合金或不銹鋼緊固件 并且涂密封劑濕安裝 表面共固化一層玻璃纖維或Tedlar薄膜作為絕緣層 但是 復(fù)合材料必須用密封劑封邊 否則會因玻璃纖維吸潮而產(chǎn)生相反的效果 當(dāng)鋁合金構(gòu)件與碳纖維復(fù)合材料接觸時 必須采用表2 3 2所述方法防止電偶腐蝕 為防止碳纖維復(fù)合材料面板與蜂窩夾芯之間產(chǎn)生電偶腐蝕 在航空器設(shè)計時 通常采用非金屬材料蜂窩 例如玻璃纖維蜂窩 Nomex蜂窩 四 機加工的防腐注意事項 鋁合金最后熱處理后 不得進行3 8mm以上表面切削加工 除非消除內(nèi)應(yīng)力后使用 或試驗證明短橫向K1SCC大于167MPa 鋁合金鍛件 厚板和擠壓型材短橫向K1SCC應(yīng)大于167MPa 否則 表面必須噴丸處理 孔壁擠壓和干涉量不能超過規(guī)定值 相同成分的金屬 不同熱處理狀態(tài) 抗腐蝕能力有很大差異 如鋁鋅合金 T73狀態(tài)耐應(yīng)力腐蝕 T76狀態(tài)耐剝