飞机机身结构防腐蚀设计研究.pdf

工程技术新潮电子飞机机身结构防腐蚀设计研究第2 0 期（总第551期）陈嘉俊(航空工业沈阳飞机工业，辽宁沈阳110 0 0 0)摘要：本文主要针对飞机机身结构防腐蚀设计进行深入的研究，根据腐蚀的概念，阐述了飞机机身结构发生腐蚀情况的原因，如设计与制造缺陷、电化学反应导致、微生物腐蚀、维护力度不够操作不正确等。提出了几点切实可行的设计措施，主要包括合理结构形式、选择好防腐材料、注重对防护涂层选择、有效的控制整个加工过程,进而以便实现飞机机身结构防腐蚀设计。关键词：飞机机身结构；防腐蚀设计如果飞机结构出现腐蚀问题,那么这从某种程度上来看，很有可能产生安全隐患，也会影响到企业的发展。随着社会经济水平不断提高和科学技术进步，更应意识到预防飞机结构腐蚀的重要性，再加大分析探讨力度,进一步地分析探讨结构腐蚀的情况,并做出相应的分析,把预防飞机机身结构腐蚀工作落实到实处，确保飞机能够安全飞行，保障飞机能正常的使用,将其使用寿命延长。一、腐蚀的概念腐蚀就是材料受各种作用下造成损坏，尤其是电化学和物理作用。飞机腐蚀受力结构刚度和强度降低，附件工作会发生失灵的现象,这就需要及时维修，也增加工作的内容,也不利于飞机持续适航性,会影响到出机率的提高，不利于提高飞机各种技术参数，难以延长飞机使用寿命。二、飞机机身结构发生腐蚀情况的原因（一）设计与制造缺陷一方面,在设计这一重要方面,之前在进行飞机设计的过程中，主要把对其战术性能给予充分满足为需要达成的一项目标,把对飞机各个方面的要求忽略了,尤其是飞机结构和使用以及维护、结构防腐等方面,在设计这一重要阶段,所提出的要求不严格,这种情况,即便飞机具有良好的战术性能,抗腐蚀能力不强，在具体飞行的这一期间，很有可能发生腐蚀的现象。主要在飞机防水和排水设计中体现，导致在飞机中,有非常多的水分,长期以来，飞机结构会发生腐蚀。通过相应的调查得知,如果飞机机体残留水分，会导致飞机结构腐蚀。在选择飞机利用材料这一重要方面,之前飞机所利用的材料以高强度的为主,而超硬材料不同于硬铝，最大的不同就是在这方面，融入了127 强化锌，优点就是提高材料强度，缺点就是不具备良好的抗腐蚀性。另一方面,在制造这方面,制造工艺水平不高也会引起腐蚀现象的存在，这不仅在材料热表处理上表现，还在喷漆方面给予充分体现，如果没有合理地处理好表层，会降低镀层抗破坏能力。对于环境的相关要求，当喷漆环境没有达到时，难以确保喷漆的质量，也很有可能破坏到油漆层，这时飞机结构金属会在大气环境中去暴露，也很容易存在腐蚀的现象，这就应引起工作人员注意。（二）电化学反应导致就当前的情况来看，电化学反应已经成为了产生飞机腐蚀问题的主要因素，,在合理设计飞机结构这一期间，不管是那种异类金属，难免会存在相互连接这一现象,而且在连接这一期间,如果破坏到金属表层，在金属接触面上,会有水分残留,由于金属电位不一，这两者之间很有可能促进微电池的形成，在氧化还原这一重要作用下，一定程度上，会发生电化学腐蚀的现象。以飞机平尾配重位置的铝合金位置铝合金蒙皮为例,这存在腐蚀的情况,还非常的常见,其中发生的主要原因：在飞机平尾处，有着下反角，翼尖有积水，将钢制件作为其配制物质，蒙皮是一种铝合金,所以，配重和蒙皮接触重要位置，一定程度上，会促进其微电池的形成,在蒙皮处,发生电化学腐蚀的现象。(三）微生物腐蚀如果飞机发生微生物腐蚀的现象,那么这会造成严重的后果,如果存在微生物，那么这会关系到燃油安全。除此之外,微生物排泄物一旦接触油箱表面,外壳会发生腐蚀,长期以来,油箱会存在漏油。与此同时，存在微生物，导致油体环境遭到污染，致使燃油系统发生堵塞的现象，这种情况，会影响到飞机安全运第2 0 期（总第551期）行。在飞机飞行的过程中,如果处于低空飞行的这一状态，会接触空中一些小飞虫，当遭到飞机撞击后，会在飞机表面粘贴,其体液能进一步的提高飞机迎风面腐蚀速度，这就会存在腐蚀。（四）湿热气候所致不管是飞机机翼位置，还是机尾下方位置，很有可能发生腐蚀的现象，如果飞机处于南方海岛这一环境,很有可能造成结构腐蚀。在大气环境中,如果具有一定的湿度,机体表面所附着的水膜非常厚,和水膜厚度形成正比。该水膜接触周围湿热空气后,在空气中，由于氯分子非常多,这些结合在一起，很有可能导致有害介质在机体上吸附着，导致飞机结构发生腐蚀。（五）维护力度不够操作不正确在使用飞机这一期间,其操作这方面,如果工作人员操作不正确,或者是没有及时地去维护,那么这从某种程度上来看，飞机机身结构会发生腐蚀的现象。比如：不管是工作人员上机,还是工作人员下机，鞋底带泥，一定程度上，这都会进一步地划伤蒙皮的表面。下完雨后,没能把蒙布打开,实现飞机晾晒,积水在机体中存在，导致发生腐蚀问题。平尾和机翼表面清理得不到位,这都容易存在腐蚀的现象。（六）应力腐蚀和电偶腐蚀一方面,应力腐蚀。通过相应的调查得知,在应力腐蚀总数中，由于残余应力导致腐蚀断裂占据的比较多。所谓的应力腐蚀就是在大拉伸力非常大的背景下,导致应力腐蚀断裂,这种腐蚀形式和各种因素有关,尤其是环境和力学等。在环境因素这一重要的方面,腐蚀介质和应力腐蚀关系到,且对于特定合金和环境组织,唯有在充分满足背景下，才会导致腐蚀断裂情况发生。比如,黄铜接触到少量氨物质后，发生腐蚀断裂的现象。碳钢和OH-溶液接触,这都容易发生腐蚀的现象。在飞机尾部,如果出现裂纹,其修理的力度不够，只是对不锈钢给予充分应用,很有可能发生空难的现象。另一方面,电偶腐蚀。这一因素主要体现在如下方面：首先，几何因素，不管是阴极相对面积，还是阳极相对面积，一定程度上，很有可能给电偶的速率造成影响，当进一步地增加阴极面积,在还原反应下，会增大腐蚀电流,这很有可能致使阳极被腐蚀；然后，温度和介质组成等环境因素；最后,材料自身因素。材料自身的各个方面都容易出现电偶腐蚀,尤其新潮电子是合金类型和物理化学性能等。三、基于飞机结构设计的防腐蚀设计（一）合理结构形式往往从防腐蚀这一视角上,进一步地去分析结构形式,为确保飞机具有良好的防腐蚀性能,应注重零组件结构方式,并具有以下特征：一方面,在设计这一重要期间，不应在封闭式剖面出现，把这类零件利用在独特结构部位下，应对其集聚情况给予充分了解；在特殊背景下,对这种结构合理运行期间,在槽体内部，结合实际情况，实现通孔设计，保障在这方面能排出其中液体叫。以飞机上典型的盒状零件为例,正因为需求非常的独特，逐步的实现对槽体结构的造成,在机身底部排水路径上，合理地设置零件，这在槽体内部的壁上，结合实际情况按照相关的要求，实现排水孔设计2。另一方面,在提升施工工艺水平,确保材料质量没有问题背景下，有必要一体化设计好当前零组件结构,达到对其中连接件缩减的目的,进而除了能实现减重以外,还能优化结构的性能 3。通常来讲,主要有蒙皮和隔框组成一个飞机壁板类部件，且在飞机航向之上，该零部件会有若干个隔框的跨越，但需要注意的是：不管是在蒙皮的横部位,还是对接部位和搭接缝部位，需要做好止裂板设计，而且在进行设计的过程中，应意识到止裂板的重要性，做好一体化设计,和蒙皮一起实施,避免增加结构的接缝数量,将其逐步地减少。(二）选择好防腐材料在飞机值勤领域和范围不断扩大下，,增加飞机的类型,这从某种程度上来看，向飞机结构利用的抗腐蚀力提出了越来越多的要求,这在进行飞机设计的过程中，不仅要高度的重视战术性能,还应意识到抗腐蚀能力的重要性,这就应选择好材料，而且在具体选择时,以防腐材料性为主,其中,在近代飞机设计期间，常用的材料比较多，不仅有钢和铝等材料,还有铜和镁材料，在不同侵蚀介质下，不同材料具有不一样的抗腐蚀性4。所以,应结合实际情况,遵循如下原则。首先,综合地去选择材料，把各种因素充分地考虑好,尤其是可靠性和经济性等因素,以铝合金为例，应注重其抗腐蚀性,确保能达到良好的状态。最好所利用的材料不管是强度,还是抗腐蚀性，均能够满足相关的要求；然后，所选择的材料应是飞机中非常成熟的,禁止对质量不合格材料的应用；最后,注重对钛128工程技术工程技术合金的选择应是具有抗腐蚀性、高强度的。镁合金的应用应减少,因为它不具有较高的抗腐蚀性 5。（三）注重对防护涂层的选择就当前飞机金属零件利用的方式来看，以涂层方式为主,这除了能避免金属零件发生腐蚀,还能提高其抗腐蚀性,除了能隔热以外,还能实现导电。而且在进行飞机防腐设计的过程中，合理的选择防护涂层是一项最重要内容,再加上考虑到飞机工作所处于的条件，更应结合实际情况，严格按照相关的要求，选择后防护涂层。在进行选择防护涂层的过程中，不管是各类防护镀层性能,还是涂层的性能,均应充分掌握好，注重对耐腐蚀性防护体系的利用，并结合实际情况，按照相关的要求，合理地进行设计，在底层和中间层以及零件之间,注重涂层相容性。（四）有效地控制整个加工过程为实现飞机自身防腐蚀设计，避免不了对技术的应用，而且随着社会经济水平不断提高和科学技术进步,应注重对科学技术的利用,并高度的重视加工过程,结合实际情况,按照设计的相关要求，合理的进行安排，避免加工成为影响材料最主要的一个因素,出现腐蚀的现象,且对于设计相关标准,确保加工结果能够将其达到。但需要注意的是：在进行加工的过程中,不管是所利用的工艺,还是相关的材料,均不是有害的,基本上不会影响到飞机结构和安全，不能产生一定安全隐患。一般情况下,在表面处发生腐蚀的现象,在飞机表面中,如果造成划伤,或者是加工流线露头，不仅不能强化抗腐蚀性能,还会进一步地发生腐蚀问题,也不利于提高结构强度。基于此,这有必要做好航空结构承力件加工工作，在具体加工这一期间，除了要严格地按照要求实施以外，还应提高其质量,逐步地实现精细化加工生产,提升生产的水平,采取有效的方法,达到各种构件功能防腐目的。以飞机起落架为例,很有可能受相关因素的影响,不利于延长使用寿命，这就应有效的控制，具体可利用以下方法：首先，加大控制力度，有效的控制材料质量，强化材料对各个方面问题的抵抗性,尤其是氢脆和应力腐蚀等;其次,控制进刀量,减少残余拉伸压力；然后,注重细节问题,精细化处理各个零件,降低存在应力集新潮电子中现象的概率，做好对表面喷丸处理,增加压应力;最后,注重对聚氨酯漆体系的利用,在加大控制,结合实际情况,按照相关的要求,有效的控制结构材料,引进先进的加工工艺，不断的提升加工工艺水平8。四、结束语总之，随着社会经济水平不断提高和科学技术进步,预防飞机结构腐蚀问题已经引起我们的重视,而且充分了解结构腐蚀的情况，把腐蚀修理落到实处，确保能正常地使用飞机,将使用寿命进一步的延长，此外，结构腐蚀已经成为飞机结构出现故障问题最重要的一个形式，这就需要工作人员意识到这一问题的重要性。飞机发生风险的概率非常大,这有必要采取有效的措施，做好防腐设计工作，并加以预防，同时,不管是防腐材料，还是涂层和工艺，应结合实际情况,按照相关的要求，合理进行选择，促使能合理的加工,更加精细化,及时的发现飞机自身的结构是否存在腐蚀的现象,并及时解决,确保飞机能安全地运行。参考文献：1陈赫,柴建国.波音7 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