上海交通职业技术学院毕业设计(论文)
1.飞机腐蚀概述
1.1飞机腐蚀的背景
从目前波音公司采集的数据来看，世界航空公司机队发生在飞机结构上的二级以上腐蚀的报告率，从1993年至1997年呈下降趋势，而1998年以后则呈上升趋势。这就迫使航空公司要充分重视腐蚀问题。腐蚀给航空公司带来了代价高昂的维护问题，而不当的维护和对腐蚀的忽视，进一步导致了腐蚀的产生和蔓延，其代价将是更加昂贵的。 目前飞机的服役期一般都要在20 年以上，从飞机的整体情况来看，飞机结构腐蚀比机械疲劳问题更为严重。在航空史上，因腐蚀问题造成的飞行事故，过去也是屡屡发生。如1985年8月12日，日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁，死亡人数达500余人。而英国慧星式客机和美国FIII战斗机坠毁事件，则是国际上著名的应力腐蚀典型事故。 因此飞机机体的腐蚀，特别是结构件的应力腐蚀和疲劳腐蚀往往会造成灾难性事故，危及人们的生命和财产安全。
从波音公司采集的数据来看，世界上各个航空公司二级以上腐蚀的报告率，从1993年至1997年呈下降趋势，而1998年以后大有回升趋势，这就迫使航空公司要充分重视腐蚀问题，加强腐蚀的检查与防护。
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1.2飞性机腐蚀的重要性
1.2.1腐蚀的危害
腐蚀相关的飞机修理一直占据航空公司维护总成本的绝大部分，世界各航空公司每年要支付几十亿美圆腐蚀修理费用。国际航空协会1983年统计报告表明：飞机每飞行小时对应的腐蚀修理支出费用就已经达到10到24美圆。这笔费用中还不包括航空公司为了保证飞机正常运营准备的大量航材库存以及腐蚀造成的计划外停场修理损失。
腐蚀会导致结构应力水平上升。当结构的承载能力降低到破损-安全载荷之下时，结构有可能在静载荷（破损-安全载荷）的作用下就发生断裂。疲劳裂纹的形成以及扩展会因为结构应力水平的上升导致速率加快、结构提前断裂。 腐蚀会引起机体受损，威胁乘客的人身安全。根据调查，腐蚀导致的飞行事故占总数的20%左右。由于飞机结构腐蚀而导致的重大事故如下：
1971年10月，VICHERS公司一架先锋（VANGUARD）飞机坠毁，导致机上63名乘客全部遇难。事故的直接原因是客舱后增压隔框结构由于腐蚀疲劳断裂。1981年8月，台湾远东航空公司一架B737-200飞机坠毁。直接原因是机身下部蒙皮/壁板结构大面积腐蚀穿孔并导致腐蚀疲劳裂纹，在内部增压载荷作用下结构解体。1985年8月，日本一架 B747由于增压隔框腐蚀疲劳断裂导致飞机坠毁，死亡500多人。
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2.影响飞机腐蚀的因素
2.1腐蚀的形成
腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀一般指酸、碱、水银等化学物品在运输中渗漏后直接与飞机金属发生的化学反应。化学腐蚀严格来讲属于意外损伤。结构维护大纲中与腐蚀相关的环境损伤是指电化学腐蚀。电化学腐蚀的机理是原电池(见图一)。产生电化学腐蚀必须同时满足以下三个条件：阴极与阳极（被腐蚀极）之间存在电位差。阴极与阳极之间有能够传递电流的导体阴极与阳极之间有电解溶液存在并直接接触为了满足强度、重量等要求，飞机上不得不使用大量存在电位差的材料。同时，为了防止雷击损伤、静电积累等，整个飞机结构、部件、系统必须形成电通路。飞机从投入使用后到因为经济原因报废为止的整个寿命期间内，仅仅水蒸汽就可能在飞机各个部位凝结成水珠并积聚。由于水中不可避免的溶解了大气中盐、酸、碱根，水溶液中含有大量带电离子就成了电解溶液。在使用过程中，当飞机某区域的表面保护层（漆层）出现破损后，此区域只要有水分积聚腐蚀就可能发生。 2.1.1化学腐蚀
金属和非电解质或干燥的气体相互作用产生的腐蚀属于化学腐蚀，它的特点是在化学腐蚀过程中无电流产生最重要的化学腐蚀形式是气体腐蚀，并且在高温作用下容易发生。例如：喷气发动机的燃烧室，导向叶片等。
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2.1.2电化学腐蚀
电化学腐蚀是金属在导电的液体中，由于电化学作用而导致的腐蚀，其特点是有腐蚀电流的产生。在飞机结构腐蚀问题中，一般以电化学腐蚀为主，且造成
2.2自然环境因素対腐蚀的影响
潮湿空气是造成飞机结构腐蚀的重要因素之一。潮湿空气与地理环境是紧密相连的，我国地理环境和气候条件十分复杂，受季风影响明显，全国大部地区都处在温暖而潮湿的东南季风和西南季风控制下，暖季节时比世界上同纬度的国家和地区的温度高，相对湿度和降雨量大。这些都是我国各机场的飞机腐蚀问题较为严重的原因。别外，工业大气中含有大量的腐蚀性气体，这些污染物中对金属腐蚀最大的是二氧化硫气体。如果大气中含有超过百分之一的二氧化硫气体时，腐蚀会急剧加快，特别是相对湿度超过百分之七十六时，腐蚀急剧加速同时对镀锌、镀镉层也有相当严重的腐蚀作用。
飞机在航线使用过程中，由于地面和高空的温差较大，飞机的机身内部会形成大
量的冷凝水。这些冷凝水通过排水通道流到货舱底部。冷凝水中含有饱和状态的氯离子，特别是经常飞沿海地区的飞机，冷凝水中含有氯离子的成分就更高。氯离子对飞机结构的腐蚀能起到严重催化作用，即对飞机结构有很大的腐蚀作用。在飞机使用过程中，由于环境恶劣，如雨、雪、雾、沙尘天气较多，空气潮湿、盐雾、工业大气等原因，容易造成飞机表面涂层损坏，进而发生化学、电化学腐蚀、应力腐蚀。
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当大气中的相对湿度大于65%时，物体表面会附着一层0.001微米厚的水膜，相对湿度越大，水膜越厚。当相对湿度为100%时，物体表面会产生冷凝水。这
些导电的水溶液便是引起结构件腐蚀的最主要、最普遍的环境介质。 （1）湿空气与地理环境的关系
暖季节时比世界上同纬度的国家和地区的温度高，相对湿度和降雨量大，是造成飞机结构腐蚀的重要因素之一。 （2）海洋大气腐蚀环境分析
海洋大气的特点一是湿度高；二是含盐量高。 （3）工业大气腐蚀环境分析
工业大气中含有大量的腐蚀性气体，如SO2、SO3、H2S、NH3、Cl2、HCl、CO2、CO、NO2等，对金属腐蚀最大的是SO2气体。如果大气中含有超过1%的SO2时，腐蚀会急剧加快。
（4）机上腐蚀环境分析
A. 地面气温高、湿度大时，机内空气在地面处于水饱和状态。另外，乘员的呼吸和出汗也会排出水分。随飞行高度上升，机舱内温度逐渐下降，潮气就凝结
成
水
分
，
停
留
在
隔
音
层
和
蒙
皮
之
间
。
2.3人为因素对腐蚀的影响 2.3.1飞机制造缺陷
从飞机设计和制造来看，有一些原因是不可抗拒的腐蚀根源。为了让飞机自身重量尽量的轻， 而承载能力尽量的大，飞机设计的时候，大部分材料使用的是2024和7075的铝合金。
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