飞机腐蚀与维护

cc7039428 · 发表于 2010-9-16 21:32:34

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。
腐蚀不仅直接影响到飞行安全，还给飞机机务维修工作带来很大负担，同时还带来维修的高额费用以及降低了飞机的服役期限。一般说来，用于飞机结构维修的费用是昂贵的。据国际航空运输协会报告统计，由于腐蚀导致飞机的定期维修和结构件更换费用每小时为10至20美元。美国空军每年用于与腐蚀有关的检查及修理费用多达十多亿美元，约占其总维修费用的1/4。而一家英国航空公司，老龄波音飞机防腐费用已占整个结构维修费用的一半。我国虽然没有做过详细的统计，但其费用也是相当可观的。从维修的角度来看，飞机的机体结构与各系统的机载设备不同，它不能在使用中更换。所以，结构上出现的腐蚀无论损伤程度大小，均会影响到飞机的总寿命，同时也影响机群的出勤率。
Ameco在1999年9月承接的美国宝塔航空公司的两架老龄B747飞机，其结构修理的3/4工作，都是由于腐蚀所造成的。由于C检工作加入了整机老龄防腐工作和老龄飞机补充结构检查项目，使C检的工作量与D检的工作量已无区别，因而使飞机原订的维修周期也延长了一倍，同时所发现的问题也是触目惊心的。
——飞机左大翼后梁上缘条在WS440/500/520发现了三处严重腐蚀，其深度已经超过了结构修理手册极限。
——中央大翼油箱上表面在STA1110，LBBL11.33处发现腐蚀，最大深度超出结构修理手册极限。
——龙骨梁下缘条在STA1470到STA1480之间发现腐蚀，深度也超出结构修理手册极限。
——STA1350隔框下缘条发现严重腐蚀，其深度为0.118”，超出结构修理手册极限。
——STA1480隔框腹板在右侧起落架枢轴支撑接头附近发现腐蚀，其深度超出结构修理允许损伤极限。
——中央翼前梁腹板在STA1241隔框叉型接头后面发现腐蚀。
——龙骨梁盒在STA1264连接处的一根角型材的一端发现腐蚀，角型材已完全失效。
——龙骨梁下缘条多处腐蚀，许多地方都超出结构修理手册极限。
——机身下部STA480处左右的抗撕裂带腐蚀及蒙皮大面积腐蚀，超出结构修理手册极限。
——STA1350隔框上缘条腐蚀，与之连接的客舱压力甲板腐蚀，超出结构修理手册极限。
——机身内部座椅轨道几乎每打开一块地板，都会在轨道上发现不同程度的腐蚀。
上述这些腐蚀如不彻底去除并进行修理，势必在不久的将来会造成灾难性事故。
为什么飞机结构会有这么多的腐蚀呢？
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。而需要强度大或有耐磨要求的地方又不得不使用钢件或铜件。因此带来不同的金属相接的问题，造成不同金属之间的电位差和导电通路。而各个部件组装在一起时，缝隙会存水和赃物形成电解质。有些结构由于受力的需要又处于高应力状态形成应力腐蚀的根源。而在制造过程中，由于生产工艺不当，保护性涂层做得不好，缺乏腐蚀控制措施等等原因，都可能带来腐蚀的隐患。
而在飞机使用过程中，飞行环境的恶劣，飞机表面涂层损坏，运输畜生、海鲜等易产生强电解液体的货物都会使飞机结构产生腐蚀问题。偶然污染如水银外溢，化学品外溢，厕所、厨房污物外溢和灭火剂残留物等，也都可能造成直接或间接的腐蚀。而不负责任的飞机维修和勤务，也会使飞机面临更多的腐蚀问题。以宝塔航空公司的飞机为例，之所以发现这么多的腐蚀，很多情况是由于上次D检中不负责任的修理造成的，许多发现腐蚀的地方都是以前修理过的地方。
我们认为原来的修理主要存在以下三个问题：
1.没有彻底去除腐蚀源。腐蚀就像人得癌症一样，如果不把它彻底去除，它就还要扩散，继续对机体结构腐蚀。修理时要想完全去除腐蚀，就必须把腐蚀区域完全露出来，把腐蚀去除干净。然后再按SRM或波音批准的方案进行修理。但这样做必须要拆下与之相关的很多系统部件和结构件，修理周期就要延长。因此原来的修理采用了简单处理，只是去除表面的腐蚀物，然后涂上底漆把腐蚀掩盖过去。这样虽然修理周期短了，当时的维护费用低了，但是却隐藏了腐蚀源，造成更严重的腐蚀，修理费用相对就高了。
2.修理后密封不好。许多有缝隙的地方没有用BMS5-95密封胶进行填角封严，而且在客舱里大部分蒙皮和长桁处没有防腐剂，所以存留大量的腐蚀电解质造成腐蚀。
3.清洁的不干净。这次在龙骨梁和起落架轮舱里发现的严重腐蚀较多，就是由于污物长时间没有清洁干净和没有进行防腐造成的。
因此某些航空公司不认真分析自己飞机的状态，一味强调缩短周期和压低维修费用而忽视飞机结构修理的内在质量，是一种不明智的选择。
大家都知道，飞机结构的腐蚀主要是电化学腐蚀，而要产生电化学腐蚀，就必须具备三个条件。一是两种不同金属相接触，二是两种金属要有电位差，三是要有电解质。前两种条件是由飞机结构特点所决定的，是不可避免的，只有控制第三种条件才能防止腐蚀的产生。这就要求机务维修人员必须以认真负责的态度去维护、修理和清洁飞机，做好腐蚀的预防与防护工作，杜绝电解质的生产，这样才能防止结构腐蚀。一旦出现腐蚀情况，必须按照结构修理手册的要求彻底去除腐蚀，按部就班地做好防腐工作，消灭腐蚀源，这样才能减少腐蚀降低维护成本。
腐蚀带来了代价昂贵的维护问题，但是如果忽视腐蚀问题或拖延了纠正措施会进一步导致腐蚀的产生和蔓延。其代价将是更为昂贵的，并将产生严重的后果。
随着飞机的老龄化，也随着飞机运行环境的变化，关心腐蚀问题必须提到每个航空公司的日程上来。腐蚀是一个自然现象，彻底消除腐蚀的想法是不切合实际的，因此最好的办法是采取完善的腐蚀防护与控制措施，将腐蚀破坏的速率降低到最小，使飞机实际寿命超过设计寿命，确保飞机安全和经济运行。