飞机内部零件的腐蚀防护
在飞机零件设计时,零件表面保护有不同的方式,一般可分成无机防护层(表面处理)和有机涂层(涂漆)两类。零件表面无机防护层主要包括阳极化、化学转化膜、钝化等;零件表面有机涂层主要包括涂刷底漆、面漆、腐蚀抑制剂等。
(1) 阳极化:是一种电化学工艺,可在铝合金材料表面形成一层薄的氧化层,以提高铝合金零件的耐蚀性。根据电化学槽液和成膜种类不同,可分为铬酸阳极化、硼硫酸阳极化等。
(2) 化学转化膜:用阿洛丁(Alodine)化学氧化处理后在铝合金零件表面形成一层非常薄的金属氧化膜,可以增加铝合金零件的抗腐蚀能力。
(3) 钝化:是指金属零件经强氧化剂或电化学方法氧化处理,使表面变为不活泼即钝化的过程。是一种化学处理方法,用以移除表面的污染物,形成一层非常薄的保护性金属氧化涂层,以增加抗腐蚀能力和改善后续有机涂层的粘接力。
(4) 底漆:是一种有机涂层,应用于金属表面,以增强抗腐蚀能力。
(5) 面漆:是一种永久有机漆层,通常用在底漆之后,以获得更好的抗腐蚀能力。
(6) 腐蚀抑制剂:辅助有机屏蔽涂层,用于改进由于冷凝水、水聚集和不同金属装配在一起时的抗腐蚀能力。
上述零件表面保护可单独使用,也可组合使用,但并不是表面保护越多越好,因为飞机零件设计是一项综合性设计,除了考虑防腐蚀性外,还需考虑工艺性、零件制造效率以及零件制造成本等。所以在明确了飞机机身内部腐蚀分区、机身结构材料分组之后,就可以选择合适的防护措施。同类材料连接和非连接表面保护见表7,铝合金与钛合金、耐蚀钢、蒙乃尔合金、铬镍铁合金、非耐蚀钢连接表面防护见表8。
表7 零件通用表面保护
表8 铝合金与钛合金、耐蚀钢、蒙乃尔合金、铬镍铁合金、非耐蚀钢连接
复合材料具有密度低、比强度和比刚度高,以及裂纹扩展速率较低等特点,欧美大型飞机机体的结构材料正从以铝合金为主过渡至复合材料为主。复合材料本身耐蚀性能良好,由于本身电位较高,当与其他金属接触时,会使其他金属产生腐蚀。根据表2所示,钛合金或耐蚀钢等与碳纤维复合材料相容,钛合金或耐蚀钢只需按照表7进行表面保护即可;铝合金及非耐蚀钢等与碳纤维复合材料不相容,需按表9进行表面保护。
表9 碳纤维复合材料与铝合金/非耐蚀钢连接
另外,对于飞机内部的中度腐蚀区和严度腐蚀区,还将在结构上施加额外的腐蚀防护层,即喷涂腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂能够破坏水膜并抑制腐蚀,将液体渗入结构产生腐蚀的风险降至最低。腐蚀抑制剂应当在完成装配和喷涂之后进行,并涂覆到所有金属表面,且应当超出金属结构零件和相邻的复合材料零件,包括密封剂,用以辅助有机屏蔽涂层,改进由于冷凝水、水聚集和不同金属装配在一起时抵抗腐蚀的能力。
飞机外部的腐蚀防护
(1) 外表清洁
由于大气污染,空气中含有大量的腐蚀性气体,如硫化氢、二氧化硫等,再加上空气中的尘埃,如不及时清洗,这些腐蚀物就会附着在机身外表,对蒙皮造成表面腐蚀。因此,定期清洗飞机是预防表面腐蚀的最好方法。经常清洗飞机,不仅清洗掉了沉积在飞机表面上的污染物和腐蚀产物,而且能发现轻微的腐蚀和其它可能存在的损伤。
(2) 定时检查和及时修复
飞机表面部件的防护主要依靠零部件表面的镀层和涂层,一旦发现出现破损或划伤,应及时进行修复。对无法及时修补的损伤涂层,应使用防腐剂以减缓结构的腐蚀进程。
(3) 防湿防潮
在机场使用、停放的飞机时刻受到环境中的腐蚀气氛和介质的侵蚀。露天停放的飞机应蒙好防雨布。同时,飞机是一个复杂的结构,许多地方开敞性很差,容易积水,因此需要保持各通风口、排水口的畅通,同时定期对发动机进行通电、试车以加温除湿。