飞机腐蚀预防与控制

,飞机腐蚀预防与控制,民生国际通航维修工程部,目录,1基本概念2腐蚀的原理3航空产品的腐蚀概述4航空产品的腐蚀修理与控制,1基本概念,1.1腐蚀的定义1.2材料的腐蚀危害1.3材料的腐蚀控制,1.1腐蚀的定义,定义：材料（通常是金属）与环境介质相互作用而导致的变质或破坏的现象。主体：材料环境防腐：两者隔离,1.1腐蚀的定义,材料：余种金属在一定条件下受不同程度的腐蚀贵重金属：金u铂t（黄金手饰佩戴久了会发黑）腐蚀性差，不易腐蚀腐蚀是绝对的，不腐蚀是相对的,介质:大气、水、土壤、灰尘、化学原料及不同种类的金属窗户的锁扣上的螺钉生锈尽量用同一种金属。,1.1腐蚀的定义,腐蚀单质化合物（不活跃的如金也是金矿的形式冶炼活跃的如硫硫矿FeS）高能量状态到低能量状态自发的；低能量状态到高能量状态要大量的热能。金属腐蚀的本质：金属在一定的环境中经过反应回复到化合物状态。即:金属材料腐蚀介质腐蚀产物热量。因此腐蚀过程是一个放热的过程。（只是有些速度慢觉察不到）反应速度快的例子：金属钠（a）放到水里有声音、有热量。（极端例子，反应相当快）,1.2材料的腐蚀危害,浪费的材料和能源腐蚀引起的原材料或产品的流失或污染因腐蚀失效而损失的设备和结构腐蚀降低设备性能造成的损失因腐蚀造成的误工停产因腐蚀导致的维修费用控制腐蚀带来的费用因腐蚀造成的毒害物质泄漏所污染环境的治理费用,1.3材料的腐蚀控制,1.根据使用的环境，正确地选用金属材料或非金属材料；2.对产品进行合理的结构设计和工艺设计，以减少产品在加工、装配、贮存等环节中的腐蚀；3.采用各种改善腐蚀环境的措施，如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂，以及脱气、除氨和脱盐等；4.采用电化学保护方法，包括阴极保护和阳极保护技术；5.在基材上施加保护涂层，包括金属涂层和非金属涂层。,2腐蚀的原理,2.1腐蚀的推动力2.2腐蚀的机理2.3腐蚀的分类,2.1腐蚀的推动力,一个小实验,2.2腐蚀的机理,腐蚀过程的核心是氧化还原反应。从腐蚀过程的结果来看，都存在金属失去电子，被氧化成离子的子过程（金属离子可以以氧化物、氢氧化物、碳酸盐等形式存在）。相应地，必然要存在一个其他物质得到电子，被还原的子过程。显然，这两个子过程是相关的，它们共同构成一个氧化还原反应。在这样的反应中，金属作为还原剂被氧化，失去的当量电子被氧化剂得到，后者被还原。腐蚀反应按反应途径，具体地说，按还原剂（即金属）与氧化剂之间交换电子的方式来分，有两种不同的机理化学腐蚀与电化学腐蚀。,2.2腐蚀的机理,化学腐蚀：金属材料（作为还原剂）与环境中的活性物质（作为氧化剂）通过直接的电子交换，发生氧化-还原反应，造成金属材料的损失和结构破坏。化学腐蚀的例子如金属在干燥气氛中与氧气反应生成金属的氧化物。,2.2腐蚀的机理,电化学腐蚀：金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。,2.2腐蚀的机理,锌-铜原电池示意图,2.2腐蚀的机理,锌-铜腐蚀电池示意图,2.2腐蚀的机理,腐蚀电池示意图,2.2腐蚀的机理,浓差电池示意图,2.2腐蚀的机理,2.2腐蚀的机理,从上表中将飞机结构中常用的材料抽取出来，按电位由低至高排列有如下的顺序：镁合金锌铝合金铁合金(活性态)铜合金镍合金铁合金(钝态)/钛贵金属/石墨。,2.3腐蚀的分类,按照腐蚀环境或腐蚀介质可将腐蚀分为：大气腐蚀海水腐蚀土壤腐蚀化工介质腐蚀微生物腐蚀,2.3腐蚀的分类,按照腐蚀破坏的具体形式分为：均匀腐蚀电偶腐蚀点蚀晶间腐蚀磨蚀应力腐蚀腐蚀疲劳特殊腐蚀-氢脆和镉脆,3航空产品的腐蚀概述,3.1航空产品腐蚀的危害3.2航空产品腐蚀的主要问题3.3航空产品腐蚀的检测,3.1航空产品腐蚀的危害,造成航空产品可靠性下降。带来高昂的维护费用。酿成重大飞行事故。,3.2航空产品腐蚀的主要问题,设计时大量使用高强度材料制造飞机结构。飞机上还存在容易发生腐蚀的结构因素。飞机运营量和载货问题。环境问题。,3.3航空产品腐蚀的检测,腐蚀的检测方法按检测手段分为目视检查（目测）和仪器检测。目测是指采用目视和触摸结合的基本查方法。目测时可使用手电筒、长柄反光镜和放大镜等工具。仪器检查主要是检测目测难以发现的部位或部件的内部。对于飞机结构的仪器检查，一般采取的方法是电涡流、超声波和X光检查。,3.3航空产品腐蚀的检测,1.机体a.通气孔-易发生气流造成的冲刷腐蚀。b.起落架-起落架和轮舱属于开敞区，结构复杂，易受污染。c.襟翼、副翼、舵面等控制面的收放机构、铰链等处-这些部位同属开敞区，存在大量的结构缝隙，易受污染，易发生水分滞留。d.机翼和尾翼与机身间的固定接头。e.机翼中央段的顶部-易发生腐蚀疲劳。f.机身龙骨梁和翼梁-重要结构，且这些结构的腐蚀损伤的修理难度大。g.蒙皮接缝、紧固件孔和胶接结构-易滞留水分和污染物，发生缝隙腐蚀。紧固件孔处载荷相对集中，易发生各种应力腐蚀。,3.3航空产品腐蚀的检测,1.机体h.舱门门槛处的易积水区。i.蓄电池架-蓄电池的酸液或碱液泄漏会导致严重腐蚀。j.整体油箱内壁-会发生微生物腐蚀。k.厕所和厨房下部。l.舱底。m.座椅轨道。n.后承压框背面下部、中央段倾斜压力甲板内角-这两个部位易积水。o.操纵钢索。p.其他缝隙、易积水区。,3.3航空产品腐蚀的检测,座椅导轨的电偶腐蚀,3.3航空产品腐蚀的检测,螺杆的点腐蚀,3.3航空产品腐蚀的检测,层离,3.3航空产品腐蚀的检测,应力腐蚀裂纹,3.3航空产品腐蚀的检测,微生物腐蚀,3.3航空产品腐蚀的检测,腐蚀的迹象-白色或灰色粉末,3.3航空产品腐蚀的检测,腐蚀的迹象-松动或缺损密封剂,3.3航空产品腐蚀的检测,腐蚀的迹象-蒙皮起泡或螺钉头缺失,3.3航空产品腐蚀的检测,2.发动机q.压气机叶片-电化学腐蚀和高温氧化。r.烧燃室-高温氧化和高温腐蚀。s.涡轮叶片和导向叶片-高温氧化和高温腐蚀。t.排气区-高温腐蚀和电化学腐蚀。,4航空产品的腐蚀修理与控制,4.1修理的目的4.2腐蚀的清除及处理4.3腐蚀的预防与控制,4.1修理的目的,彻底清除腐蚀。用与原腐蚀区相同的材料修复损伤。复原破损的保护层。修复密封措施。如果切实可行，尽可能消除造成腐蚀的原因。,4.2腐蚀的清除及处理,清除腐蚀损伤评估清除腐蚀损伤区修复损伤区,4.3腐蚀的预防与控制,飞机维护与腐蚀防护计划1.经常清洗飞机除去污垢；2.清洁内部，以确保泄流通道及阀门畅通；3.迅速清除溢溅到水银，以及碱、酸等化学品；4.发生火灾后及时清除灭火材料残余和燃烧痕迹；5.注意保养防护性涂层和密封胶；6.注意施涂和补充润滑剂和缓蚀剂；7.注意检查和排除易导致腐蚀发生的条件。,