電化學(xué)腐蝕對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的損傷及防治方法

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　電化學(xué)腐蝕對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的損傷及防治方法</p><p><b>　　中國·珠海</b></p><p><b>　　二○一六年五月</b></p><p>　學(xué) 院：專 業(yè)：姓

2、 名：指導(dǎo)老師：</p><p>　學(xué) 號(hào)：職 稱：17</p><p>　　北京理工大學(xué)珠海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　誠信承諾書</b></p><p>　　本人鄭重承諾：我所呈交的畢業(yè)論文《電化學(xué)腐蝕對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的損傷及防治方法》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開展研究取得的成果，文中引用他人

3、的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，論文使用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。</p><p>　　承諾人簽名： </p><p>　　日期： 年 月 日</p><p>　　電化學(xué)腐蝕對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的損傷及防治方法</p><p><b>　　摘 要</b></p>

4、<p>　　本課題針對(duì)電化學(xué)腐蝕對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件造成的損傷和失效進(jìn)行分析研究，從中總結(jié)出一套較為全面和科學(xué)的防治電化學(xué)腐蝕的理論方法。首先通過查閱相關(guān)書籍，對(duì)在電化學(xué)腐蝕條件下飛機(jī)結(jié)構(gòu)件失效的主要原因進(jìn)行分析與研究，接著對(duì)電化學(xué)腐蝕的機(jī)理，結(jié)合現(xiàn)實(shí)發(fā)生案例，并對(duì)常用的預(yù)防措施和治理措施進(jìn)行分析,接著，最后概念性的探尋一種防止腐蝕的新技術(shù)或新方法。</p><p>　　分析電化學(xué)腐蝕成因及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的失效時(shí)

5、可運(yùn)用大三所學(xué)的飛機(jī)專業(yè)知識(shí)來完成理論與現(xiàn)實(shí)案例相結(jié)合的分析方式，從而達(dá)到學(xué)以致用的效果。通過本次畢業(yè)論文的撰寫，能充分發(fā)揮了個(gè)人的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，從而提高了自己獨(dú)立分析問題，解決問題的能力。</p><p>　　關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)件失效　電化學(xué)腐蝕　合金　防腐設(shè)計(jì) 緩蝕劑　　</p><p>　　Electrochemical corrosion damage of aircraft s

6、tructure and method of prevention and cure</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This topic for electrochemical corrosion damage to the aircraft structure and failure analysis, it is sum

7、marizes a set of comprehensive and scientific prevention and control theory of electrochemical corrosion method. First by looking at the books, in the electrochemical corrosion under the condition of the aircraft structu

8、re of the main causes of failure analysis and research, and then the mechanism of electrochemical corrosion, combined with real cases, and analyze the common preventive measur</p><p>　　Analysis of electroche

9、mical corrosion causes and the failure of aircraft structure can be learned by using three aircraft expertise to complete theory combining with the real case analysis method, so as to achieve the effect of their major. T

10、hrough this graduation thesis writing, which can give full play to the subjective initiative and creativity of the individual, to improve his or her own independent analysis problem, problem-solving ability.</p>&

11、lt;p>　　Key words: Structural failure　Electrochemical corrosion　Alloy　corrosion design　Corrosion inhibitor</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p&

12、gt;　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1引言VI</b></p><p>　　2飛機(jī)結(jié)構(gòu)件失效分析2</p><p>　　2.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的介紹2</p><p>　　2.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的失效形式2</p><p>　　2.3失效的主要原因2</p>

13、<p>　　2.4飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)部位的腐蝕損傷3</p><p>　　2.4.1機(jī)身部分3</p><p>　　2.4.2機(jī)翼部分3</p><p>　　2.4.3尾翼部分3</p><p>　　2.4.4起落架部分3</p><p>　　2.4.5發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域4</p><p&g

14、t;　　2.4.6發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件4</p><p>　　3電化學(xué)腐蝕機(jī)理分析5</p><p>　　3.1電化學(xué)腐蝕的環(huán)境條件5</p><p>　　3.1.1潮濕空氣腐蝕環(huán)境5</p><p>　　3.1.2機(jī)上腐蝕環(huán)境6</p><p>　　3.1.3.1有機(jī)氣氛腐蝕6</p><p

15、>　　3.1.3.2化工介質(zhì)腐蝕6</p><p>　　3.2電化學(xué)腐蝕的原理6</p><p>　　3.2.1電化學(xué)腐蝕的影響因素7</p><p>　　3.2.2電化學(xué)腐蝕的損傷類型和防損措施7</p><p>　　3.2.2.1表面腐蝕損傷7</p><p>　　3.2.2.2電偶腐蝕損傷8&l

16、t;/p><p>　　3.2.2.3縫隙腐蝕損傷8</p><p>　　3.2.2.4點(diǎn)蝕損傷8</p><p>　　3.2.2.5應(yīng)力腐蝕開裂損傷8</p><p>　　3.2.3腐蝕等級(jí)的劃分9</p><p>　　3.3電化學(xué)腐蝕原因分析9</p><p>　　3.3.1人為原因9

17、</p><p>　　3.3.1環(huán)境原因10</p><p>　　4電化學(xué)腐蝕的防治方法11</p><p>　　4.1結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和制造階段防腐11</p><p>　　4.1.1防腐選材要求11</p><p>　　4.1.1.1鋁合金11</p><p>　　4.1.1.2鎂合金

18、12</p><p>　　4.1.1.3鈦合金12</p><p>　　4.1.1.4超高強(qiáng)度鋼12</p><p>　　4.1.2防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1.2.1結(jié)構(gòu)組合件的裝配設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1.2.2結(jié)構(gòu)件之間的連接設(shè)計(jì)13</p><p>

19、;　　4.1.3飛機(jī)結(jié)構(gòu)件表面處理防護(hù)13</p><p>　　4.1.3.1鋁合金的表面處理13</p><p>　　4.1.3.2鋼鈦合金的表面處理14</p><p>　　4.2結(jié)構(gòu)件使用和維護(hù)階段防14</p><p>　　4.2.1腐蝕的預(yù)防性控制程序14</p><p>　　4.2.2緩蝕劑和清潔

20、劑保護(hù)15</p><p>　　4.2.2.1緩蝕劑的緩蝕原理15</p><p>　　4.2.2.2緩蝕劑的分類和應(yīng)用15</p><p>　　4.2.2.3清潔劑的防護(hù)作用16</p><p>　　4.2.2.4機(jī)械法和化學(xué)法修復(fù)16</p><p>　　4.3探討電化學(xué)腐蝕的防腐新技術(shù)、新方法16&l

21、t;/p><p>　　4.3.1無限循環(huán)式保護(hù)涂層16</p><p><b>　　5總結(jié) 18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　謝 辭20</b></p><p><b>　　1　　

22、引言</b></p><p>　　腐蝕現(xiàn)象是十分普遍的。因?yàn)閺臒崃W(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，除了少數(shù)貴金屬（Au，Pt等）外，大多數(shù)金屬都有在環(huán)境介質(zhì)中由元素狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘倩衔锏膬A向。金屬腐蝕遍及國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)各個(gè)領(lǐng)域，危害十分嚴(yán)重，給民航事業(yè)帶來了損失也是相當(dāng)驚人的。</p><p>　　從嚴(yán)重性來看，飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重性要比機(jī)械疲勞腐蝕高。由于腐蝕引起的故障問題不僅影響飛行的安全

23、性，還給機(jī)務(wù)維修工作帶來沉重負(fù)擔(dān)。</p><p>　　從經(jīng)濟(jì)性來看，腐蝕對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件造成的經(jīng)濟(jì)損失是非常巨大的。尤其是在定期檢查、定期維修、結(jié)構(gòu)件更換上的費(fèi)用逐年上升。</p><p>　　從維修角度來看，電化學(xué)腐蝕造成的結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的腐蝕或損傷大小均影響到飛機(jī)的總壽命，同時(shí)也影響機(jī)群的出勤率。</p><p>　　航空產(chǎn)品與其他產(chǎn)品最大的不同在于它必須保證產(chǎn)品自身

24、嚴(yán)格的安全和可靠。在日常的維護(hù)過程中若是對(duì)腐蝕現(xiàn)象不引起重視和積極改進(jìn)，輕者返廠停工待修，重者造成機(jī)毀人亡，經(jīng)濟(jì)損失難以估量。</p><p>　　為了有效控制腐蝕進(jìn)程，降低維修費(fèi)用，延長使用周期，目前在全世界范圍內(nèi)許多航空大國都制定自己的維修思想和維修大綱等等，試圖通過維修大綱、維修技術(shù)、防腐材料的不斷進(jìn)步來控制腐蝕。在我國，腐蝕問題正不斷沖蝕著航空制造產(chǎn)業(yè)和航空運(yùn)營產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著國內(nèi)飛機(jī)老齡化問題的加劇和國

25、外新型客機(jī)的不斷引入，研究飛機(jī)腐蝕的發(fā)生機(jī)理和控制技術(shù)就顯得越發(fā)重要了。</p><p>　　2　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件失效分析</p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在長期使用過程中不可避免會(huì)受到來自環(huán)境方面和自身方面的影響，最常見的破壞方式便是電化學(xué)腐蝕的損傷。由于飛機(jī)機(jī)身所用的合金材料所占比例非常高，一般的飛機(jī)又常年處于濕潤的環(huán)境中，無疑為電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生營造了良好的環(huán)境，電化學(xué)腐蝕只是帶來各種失效形

26、式的催化劑和誘因，因此，通過預(yù)防和控制電化學(xué)腐蝕，在很大程度上能有效控制飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的失效。</p><p>　　2.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的介紹</p><p>　　機(jī)體骨架和氣動(dòng)外形大部分都由飛機(jī)結(jié)構(gòu)件組成，在不同的部位由于結(jié)構(gòu)性能的要求而采用不同的結(jié)構(gòu)和材料。與而對(duì)腐蝕的研究工作而言，所探討的結(jié)構(gòu)件主要針對(duì)金屬和合金。一般傳統(tǒng)的機(jī)械零件相比，它們加工難度大，制造水平和加工精度高。例如機(jī)翼的各種梁

27、、框、桁條等，機(jī)身的客艙門、貨艙門、接近口、勤務(wù)門等部位的結(jié)構(gòu)。由于現(xiàn)代飛機(jī)性能的不斷發(fā)展和提升，結(jié)構(gòu)件已經(jīng)成為了廣泛被用于承力的構(gòu)件。</p><p>　　2.2飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的失效形式</p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)由于損傷而導(dǎo)致的失效可以分為三類：一是外力損傷；二是疲勞破壞與應(yīng)力腐蝕；三是電化學(xué)腐蝕。外力損傷主要由于高強(qiáng)度的宏觀上的撞擊破環(huán)，結(jié)果是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的斷裂或形變；疲勞破環(huán)是指飛機(jī)結(jié)

28、構(gòu)件在低頻或高頻的交變載荷作用下最終導(dǎo)致的疲勞破環(huán)，其中也包括在腐蝕環(huán)境下加速疲勞破環(huán)的過程，稱為疲勞腐蝕；應(yīng)力腐蝕主要指金屬或合金在腐蝕介質(zhì)和機(jī)械拉應(yīng)力的共同作用下發(fā)生的腐蝕想象，多發(fā)生在承力較大的構(gòu)件上，例如起落架輪叉、渦輪盤、液壓裝置接頭等；而電化學(xué)腐蝕是兩種活潑性不同的金屬在電介質(zhì)環(huán)境下陽極被消耗的過程，往往形成可溶的金屬氧化物、氫氧化物或復(fù)雜絡(luò)合物，不能全部覆蓋在腐蝕區(qū)域，因而起不到保護(hù)作用。</p><p

29、>　　2.3失效的主要原因</p><p>　　在濕潤的環(huán)境中，造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)件腐蝕的主要原因是電化學(xué)腐蝕，包括：大氣污染物腐蝕；污水積水腐蝕等； 在干燥環(huán)境中，造成飛機(jī)金屬腐蝕的主要原因是腐蝕性氣體腐蝕。</p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的最終失效是一個(gè)長期作用下的結(jié)果，是環(huán)境與材料本身缺陷相互作用的結(jié)果。不同的金屬部件相接觸或合金內(nèi)部幾種金屬元素的混合接觸，從而造成不同金屬

30、原子之間的電位差和形成導(dǎo)電通路。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件由于組裝或連接在一起時(shí)形成縫隙，使其縫隙里存有積水或贓物，形成電解質(zhì)溶液，營造了電化學(xué)腐蝕發(fā)生的環(huán)境，此時(shí)由于兩種不同金屬在電解液中的能級(jí)表現(xiàn)不同，因此被氧化的金屬稱為陽極在反應(yīng)的過程中不斷被腐蝕消耗，發(fā)生還原反應(yīng)的陰極在反應(yīng)中則被保護(hù)，腐蝕速度取決于電解質(zhì)溶液的濃度和金屬與溶液的接觸面積。</p><p>　　2.4飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)部位的腐蝕損傷</p>&l

31、t;p><b>　　2.4.1機(jī)身部分</b></p><p>　　機(jī)身的客貨艙是經(jīng)常發(fā)生腐蝕的部位，在艙內(nèi)采用加溫和增壓的環(huán)境下，暖氣體在頂部冷卻后容易形成冷凝水，凝聚在蒙皮的內(nèi)側(cè)表面，由于濕度較大，是腐蝕比較嚴(yán)重的部位。</p><p><b>　　2.4.2機(jī)翼部分</b></p><p>　　在機(jī)翼和機(jī)身的結(jié)

32、合部位，為了滿足氣動(dòng)要求，通常都裝有與機(jī)翼和機(jī)身外形相適配的整流蒙皮，此處便形成了由整流蒙皮與機(jī)身和機(jī)翼組成的狹窄空腔，腔內(nèi)易積水且濕氣不易排出，此處的蒙皮和支撐構(gòu)件易出現(xiàn)大面積腐蝕。</p><p><b>　　2.4.3尾翼部分</b></p><p>　　對(duì)于鋁合金的水平安定面和垂直安定面來說，翼粱上、下緣條與翼面蒙皮及前后緣蒙皮的結(jié)合處，經(jīng)常會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕。水

33、平安定面下翼面蒙皮的內(nèi)側(cè)表面也易發(fā)生大面積腐蝕，。安定面翼粱構(gòu)件多采用化銑成型的硬鋁型材，與機(jī)翼大梁構(gòu)件一樣易發(fā)生層狀腐蝕。由于尾翼離地面較高，目視檢查困難，有的飛機(jī)在大修時(shí)才發(fā)現(xiàn)水平安定面和垂直安定面翼粱的腹板發(fā)生了穿透性的剝蝕，這是非常嚴(yán)重的潛在性故障。</p><p>　　2.4.4起落架部分</p><p>　　前、主起落架艙屬于非密封艙，所處的外界環(huán)境基本相同，艙內(nèi)側(cè)壁、頂棚的結(jié)

34、構(gòu)件經(jīng)常受到空氣和跑道的介質(zhì)與雜質(zhì)的侵蝕而發(fā)生腐蝕。某些飛機(jī)的主起落架安裝座構(gòu)件和作動(dòng)筒支撐座在外力和介質(zhì)的作用下易產(chǎn)生腐蝕疲勞裂紋。起落架是主要的承力機(jī)構(gòu)，它的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)處和支柱軸頸及輪軸軸頸等，如果是滑油不良而又有腐蝕介質(zhì)滲入，在長期的摩擦過程中會(huì)出現(xiàn)磨損腐蝕。</p><p>　　2.4.5發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域主要指發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙和發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝構(gòu)架，發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙通常包括

35、懸臂梁及發(fā)動(dòng)機(jī)安裝架的支撐結(jié)構(gòu)和吊艙尾段等。懸臂梁上的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝架的接頭處應(yīng)力腐蝕斷裂，發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝連接安裝螺栓由于材料性質(zhì)和腐蝕介質(zhì)的影響易產(chǎn)生氫脆性破壞。吊艙的側(cè)壁、下蓋、大包皮等板形件，在長期的振動(dòng)作用下，緊固件易發(fā)生松動(dòng)而產(chǎn)生縫隙，當(dāng)腐蝕介質(zhì)滲入后會(huì)發(fā)生腐蝕。吊艙的外側(cè)表面特別是前緣處易受帶有腐蝕性塵埃氣體的沖擊而腐蝕，某些飛機(jī)前整流錐尤易受到磨耗腐蝕，有的吊艙尾段結(jié)構(gòu)會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的影響而出現(xiàn)大面積的蝕坑。</p>

36、;<p>　　2.4.6發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件</p><p>　　不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片可用不同的材料制造，隨材料性質(zhì)不同，會(huì)出現(xiàn)不同的腐蝕狀況。如馬氏體不銹鋼制造的葉片，在潮濕大氣和海洋性大氣中工作時(shí)，易出現(xiàn)孔蝕，在蝕坑邊緣逐步發(fā)展成裂紋，進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂或腐蝕疲勞，嚴(yán)重的將有開裂、折斷，甚至有造成事故的危險(xiǎn)。</p><p>　　3　　電化學(xué)腐蝕機(jī)理分析</p>

37、<p>　　電化學(xué)腐蝕是指合金或兩種不同金屬與電介質(zhì)（大多是水溶液）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕。它的特點(diǎn)是在腐蝕的過程中同時(shí)存在兩個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)，即陽極反應(yīng)（氧化反應(yīng)）和陰極反應(yīng)（還原反應(yīng)），依靠電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路，在反應(yīng)中產(chǎn)生電流，而腐蝕產(chǎn)物常常發(fā)生在陽極和陰極之間，被腐蝕區(qū)域不能全部被覆蓋，腐蝕的結(jié)果是金屬原子從金屬點(diǎn)陣中轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子狀態(tài)，因此發(fā)生陽極反應(yīng)一端金屬在反應(yīng)中被腐蝕，而陰極的則被保護(hù)。</p>&

38、lt;p>　　3.1電化學(xué)腐蝕的環(huán)境條件</p><p>　　對(duì)于飛機(jī)的腐蝕環(huán)境而言，存在液態(tài)腐蝕環(huán)境（如雨水、飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)部產(chǎn)生的廢水、其他泄漏液等）、氣態(tài)腐蝕環(huán)境（大氣的污染性氣體、飛機(jī)產(chǎn)生的可溶性氣體等），由于現(xiàn)實(shí)生活中，飛機(jī)自身無時(shí)無刻不處在一個(gè)較為復(fù)雜作業(yè)環(huán)境中，因此飛機(jī)在加工（包括冷、熱加工、防護(hù)處理等整個(gè)加工過程）、裝配、運(yùn)輸、飛行、停飛和修理中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都可能發(fā)生腐蝕。在腐蝕的環(huán)境中，有許

39、多環(huán)節(jié)是可以通過人為因素來控制的，而飛機(jī)的運(yùn)營過程遭遇到的環(huán)境（大多為自然環(huán)境）卻是無法改變的，如近海的環(huán)境，濕氣會(huì)加重；內(nèi)陸的環(huán)境，工業(yè)氣體含量偏高，加劇氣體性腐蝕。</p><p>　　飛機(jī)的腐蝕環(huán)境可分為：飛行環(huán)境和?？凯h(huán)境。飛行環(huán)境主要指飛機(jī)在空中進(jìn)行高速飛行時(shí)所遭遇到的可能造成腐蝕或加劇腐蝕發(fā)展的自然大氣環(huán)境，這類型的氣候包括起飛和著陸時(shí)遇到的沙土、灰塵，雨水冰雹的摩擦以及大霧天時(shí)的水氣腐蝕。?？凯h(huán)境主

40、要取決于停機(jī)坪所建地理位置環(huán)境的影響，如靠近海洋的機(jī)場，由于海水還有鹽份，大氣的水氣中也會(huì)含有一定量的鹽份，這類含鹽的潮濕環(huán)境無可避免，只能才有鍍層進(jìn)行防護(hù)，提高抗蝕性。</p><p>　　由于飛機(jī)所處環(huán)境大多是在工業(yè)大氣和海洋大氣，經(jīng)常發(fā)生變化，因此環(huán)境的改善對(duì)飛機(jī)的抗腐蝕性能來說成效不大，在條件允許的情況下，可以通過加入易鈍化的陽極緩蝕劑來改善惡劣環(huán)境造成的影響，把腐蝕程度和速度降到最低。</p>

41、;<p>　　3.1.1潮濕空氣腐蝕環(huán)境</p><p>　　潮濕空氣中水分子含量比一般情況下要高出許多，金屬表面在這種潮濕的環(huán)境中表面會(huì)形成一層水膜，尤其對(duì)于鋼而言，表面層的水膜便會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕，如果空氣中氯離子含量較高的話還可能同時(shí)存在析氫反應(yīng)和吸氧反應(yīng)，造成電化學(xué)腐蝕。另一方面，潮濕的空氣中極容易附帶一些腐蝕性污染介質(zhì)，附著在金屬表面后便營造出發(fā)生電化學(xué)腐蝕的溫床。</p>&l

42、t;p>　　3.1.2機(jī)上腐蝕環(huán)境</p><p>　　飛機(jī)自身因素發(fā)生的腐蝕還包括有機(jī)氣氛腐蝕和化工介質(zhì)腐蝕。</p><p>　　3.1.3.1有機(jī)氣氛腐蝕</p><p>　　當(dāng)某些非金屬材料與金屬材料共存于同一環(huán)境中，特別是共存于狹窄、密封、通風(fēng)條件不好的環(huán)境中時(shí)，由于這些非金屬材料在空氣中，特別是在溫度較高、濕度較大、低氣壓、紫外線和輻射等條件下，會(huì)

43、揮發(fā)出有機(jī)酸、醛類、硫化氫、二氧化硫、氯化氫、苯酚和氨等氣體，在金屬制成的零部件或儀器設(shè)備的周圍形成一種氣氛，這種氣氛會(huì)加速金屬和金屬鍍層的腐蝕。</p><p>　　在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，某些密閉的或半密閉的空間如客艙的廚房、廁所及貨倉地板以下區(qū)域，有可能集聚腐蝕性氣體，在高的相對(duì)濕度和適當(dāng)溫度下由于有機(jī)氣氛腐蝕而導(dǎo)致金屬或鍍層的腐蝕。最容易受氣氛腐蝕的金屬是鎘，其次是銀、鋅、銅及銅合金、鎂、鋼和鉛等。</p&g

44、t;<p>　　3.1.3.2化工介質(zhì)腐蝕</p><p>　　化工介質(zhì)是指飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)件在酸、堿、鹽溶液中發(fā)生的腐蝕，包括在石油開采和加工過程中的腐蝕。各類化工介質(zhì)都是良好的電解質(zhì)。具有很強(qiáng)的腐蝕性，因此金屬構(gòu)件是在惡劣的環(huán)境中服役的，腐蝕是非常嚴(yán)重的。針對(duì)不同的介質(zhì)，必須采用合適的金屬材料和適當(dāng)?shù)姆牢g措施。</p><p>　　3.2電化學(xué)腐蝕的原理</p>

45、<p>　　電化學(xué)腐蝕的原理：相互混合接觸金屬與其他活潑性不同的金屬或非金屬在電介質(zhì)環(huán)境下時(shí),在金屬界面上產(chǎn)生有自由電子參加的廣義氧化和還原反應(yīng)，使得金屬元素以及晶格之間的排列順序發(fā)生改變，從而改變了原有金屬的物理、化學(xué)、機(jī)械等性能。</p><p>　　在一般情況下，金屬越活潑，腐蝕的傾向就越大，腐蝕就越容易發(fā)生，腐蝕過程的結(jié)果是金屬原子從金屬點(diǎn)陣中轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子狀態(tài)，形成金屬氧化物、氫氧化物或較為復(fù)雜

46、的絡(luò)合物。</p><p>　　以鋅在鹽酸中的腐蝕為例，當(dāng)鋅放入稀鹽酸時(shí)，產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，氫氣析出，鋅溶解并產(chǎn)生氯化鋅溶液，其總反應(yīng)式為：</p><p>　?。?）Zn+2HCl ZnCl2+H2↑ </p><p>　　反應(yīng)式（1）可簡化為：</p><p>　　Zn+2H+ Zn2++H2↑</p><

47、;p>　　即鋅和酸溶液的氫離子反應(yīng)生成鋅離子和氫氣，鋅被氧化成鋅離子，氫離子被還原成氫。</p><p>　　陽極（氧化反應(yīng)）：Zn Zn2++2e-</p><p>　　陰極（還原反應(yīng)）：2H++2e-- H2↑</p><p>　　以上析氫反應(yīng)適用于活潑金屬在其他酸溶液中的腐蝕，如硫酸、磷酸、氫氟酸和水溶性有機(jī)酸等，在這些酸溶液中只有氫離子

48、是活潑的，硫酸根、磷酸根等都不參加電化學(xué)反應(yīng)。</p><p>　　從以上腐蝕反應(yīng)可歸納出電化學(xué)腐蝕機(jī)理的要點(diǎn)有：</p><p>　?。?）金屬腐蝕時(shí)，還原速度等于氧化速度。</p><p>　　（2）任何反應(yīng)如果能分為兩個(gè)或更多的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，就叫做電化學(xué)反應(yīng)。</p><p>　?。?）腐蝕過程中陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)是相互依存的，所

49、以降低任何一種反應(yīng)的速度都可能延緩腐蝕，反之則加速腐蝕。</p><p>　?。?）活化極化是在金屬與電解質(zhì)的反應(yīng)界面上阻滯反應(yīng)進(jìn)行，而濃差極化則是在電解質(zhì)的擴(kuò)散中阻滯反應(yīng)進(jìn)行。</p><p>　?。?）由于陽極反應(yīng)受到了阻滯而引起的金屬或合金的腐蝕進(jìn)程延緩甚至停止的過程，稱為金屬在腐蝕過程中的鈍化。利用金屬在許多介質(zhì)中出現(xiàn)鈍化的特點(diǎn)用于防腐設(shè)計(jì)，具有重要的實(shí)際意義。</p>

50、<p>　　3.2.1電化學(xué)腐蝕的影響因素</p><p>　　任何航空結(jié)構(gòu)件或電子設(shè)備在周圍環(huán)境（介質(zhì)、溫度、濕度、污染物等）與使用環(huán)境（溫度、速度、壓力、應(yīng)力等）的長期作用下，都會(huì)面臨發(fā)生電化學(xué)腐蝕而導(dǎo)致局部或整體損壞的問題。因此解決腐蝕損傷的措施也應(yīng)該在各個(gè)階段給予考慮。</p><p>　　就一個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件而言，從其設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)四個(gè)先后順序階段來分析，影響電

51、化學(xué)腐蝕的因素如下所示：</p><p>　　設(shè)計(jì)過程：結(jié)構(gòu)防腐標(biāo)準(zhǔn)、密封條件、工藝選擇等。</p><p>　　制造過程：表面處理精度、工藝控制、運(yùn)輸儲(chǔ)存的監(jiān)控、熱處理、裝配條件等。</p><p>　　使用過程：周圍環(huán)境條件、人為操作因素等。</p><p>　　維護(hù)過程：培訓(xùn)不夠、維護(hù)和監(jiān)控力度、修理方式等。</p>&l

52、t;p>　　3.2.2電化學(xué)腐蝕的損傷類型和防損措施</p><p>　　3.2.2.1表面腐蝕損傷</p><p>　　在金屬表面發(fā)生的電化學(xué)腐蝕造成的損傷，在飛機(jī)各個(gè)結(jié)構(gòu)件部位是非常常見的一種損傷方式。由于有些金屬構(gòu)件沒有覆蓋保護(hù)性涂層或鍍層涂層受到損傷而脫落了，此時(shí)受損的金屬外表面容易在水環(huán)境的條件下發(fā)生程度較輕的腐蝕損傷，通常表面呈現(xiàn)暗光、無光澤或暗條紋，損傷的結(jié)構(gòu)是金屬結(jié)構(gòu)

53、件變薄。表面腐蝕是一種較為均勻的腐蝕，也就是說發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，被腐蝕消耗的陽極均勻地處在腐蝕環(huán)境中，劇烈程度大致相同，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并治理，有可能進(jìn)一步帶來其他更嚴(yán)重的腐蝕損傷類型。</p><p>　　針對(duì)表面腐蝕損傷，防損措施一般有采用保護(hù)性涂層和鍍層，定期沖洗容易發(fā)生表面腐蝕損傷區(qū)域，使其在一定程度上抑制電化學(xué)腐蝕。</p><p>　　3.2.2.2電偶腐蝕損傷</p>

54、;<p>　　在腐蝕介質(zhì)中，一種金屬與另外一種與之電位或活潑性不同的金屬或非金屬相互接觸時(shí)，發(fā)生的腐蝕損傷定義為電偶腐蝕損傷。嚴(yán)格來說，在腐蝕發(fā)生進(jìn)行過程中，陽極和陰極都發(fā)生了腐蝕，只是陽極的腐蝕程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比陰極大，陰極在腐蝕中有可能被極化而腐蝕，此種腐蝕損傷在金屬表面常常留下白色或灰白色的粉狀顆粒。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中不同金屬的連接件、搭接件、鉚接件處是發(fā)生電偶腐蝕損傷的重災(zāi)區(qū)。</p><p>　　針對(duì)電

55、偶腐蝕損傷，防損措施一般在連接件之間下功夫，比如絕緣墊片的引入、密封劑的隔離手段、緩蝕劑等。</p><p>　　3.2.2.3縫隙腐蝕損傷</p><p>　　當(dāng)金屬與金屬或非金屬、沉積物之間形成一定縫隙并在縫隙中存有腐蝕介質(zhì)后，縫隙里發(fā)生的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象便可定義為縫隙腐蝕，縫隙腐蝕造成的損傷通常從縫隙處往外開始蔓延，嚴(yán)重程度從縫隙處的陽極向外擴(kuò)散，因此在縫隙腐蝕前期是不容易被發(fā)現(xiàn)的?？p

56、隙腐蝕通常存在一個(gè)嚴(yán)重化傾向作用，因?yàn)楫?dāng)縫隙中混入空氣后，空氣中的氧氣在縫隙中發(fā)生吸氧反應(yīng)，導(dǎo)致縫隙外的氯離子內(nèi)遷，使酸性增加，加劇縫隙腐蝕進(jìn)程。</p><p>　　針對(duì)電偶腐蝕損傷，防損措施一般在縫隙處加入密封劑，以隔絕空氣等腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入。</p><p>　　3.2.2.4點(diǎn)蝕損傷</p><p>　　點(diǎn)蝕就是在金屬表面產(chǎn)生的細(xì)微點(diǎn)狀腐蝕，腐蝕由外而內(nèi)縱向發(fā)

57、展，最終使金屬造成結(jié)構(gòu)性的破壞，對(duì)于縫隙內(nèi)發(fā)生的點(diǎn)蝕而言，容易加劇縫隙發(fā)生疲勞斷裂。點(diǎn)蝕也是點(diǎn)偶腐蝕的一種，當(dāng)金屬的氧化膜其中一小部分被破壞后，鈍化狀態(tài)下的氧化膜與活化狀態(tài)下的破壞區(qū)域形成電偶電池，活化區(qū)域作為陽極繼續(xù)被腐蝕，而周圍的鈍化區(qū)域繼續(xù)被鈍化，因此點(diǎn)狀的腐蝕區(qū)域只能向金屬內(nèi)部縱向發(fā)展。</p><p>　　防止點(diǎn)蝕損傷的措施和電偶腐蝕大同小異，都是盡可能的使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離。</p>&

58、lt;p>　　3.2.2.5應(yīng)力腐蝕開裂損傷</p><p>　　應(yīng)力腐蝕開裂是在腐蝕介質(zhì)和拉伸應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的，拉伸應(yīng)力的存在加劇了結(jié)構(gòu)件自身電化學(xué)腐蝕的進(jìn)程，使得原本較輕微的局部腐蝕在集中或交變的應(yīng)力狀態(tài)下變得更加嚴(yán)重。因此，應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象常常出現(xiàn)在鉚接、焊接等傳統(tǒng)機(jī)械連接方式的受力構(gòu)件上。另一方面，金屬結(jié)構(gòu)件在制造加工過程中由于擠壓或鍛造的影響，極易產(chǎn)生裂紋，裂紋在使用過程中由于受電化學(xué)腐蝕和

59、拉伸應(yīng)力的作用，更為容易造成宏觀上的開裂。</p><p>　　針對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂損傷，一般通過增加壓應(yīng)力來抵消拉伸應(yīng)力造成的影響，可通過噴丸或滾壓的方法進(jìn)行表面抗拉處理，以此在一定程度上減小拉伸應(yīng)力的集中。</p><p>　　3.2.3腐蝕等級(jí)的劃分</p><p>　　通過對(duì)腐蝕等級(jí)的科學(xué)劃分，來制定相應(yīng)的預(yù)防與控制腐蝕的措施方案，是防治腐蝕的基本性保障工作。在

60、根據(jù)一架飛機(jī)的檢查結(jié)果制定腐蝕等級(jí)時(shí)，應(yīng)該考慮到機(jī)群中其他飛機(jī)上也潛在著類似的腐蝕。一般按照腐蝕的嚴(yán)重程度和損傷允許極限，將腐蝕分為分為三個(gè)等級(jí)。</p><p>　　3.3電化學(xué)腐蝕原因分析</p><p>　　電化學(xué)腐蝕在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上發(fā)生的范圍非常廣，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕最常見的原因是由兩種不同金屬之間由于存在電介質(zhì)，從而使陽極金屬被不斷消耗。從這一過程可以得出，發(fā)生電化學(xué)腐蝕反應(yīng)必須滿足三

61、個(gè)條件：</p><p>　?。?）不同金屬之間有接觸</p><p>　　（2）兩種金屬存在電位差</p><p>　?。?）處于電介質(zhì)環(huán)境下</p><p>　　由于大部分飛機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)件的主要成分為鋁合金或其他合金材料，沒有單一元素的純金屬，因此前兩個(gè)條件是飛機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的不可避免，在防護(hù)工作中一般通過控制第三個(gè)條件來減緩腐蝕的速率

62、。而水是腐蝕介質(zhì)的主要來源。一旦飛機(jī)的易腐蝕部位存有過多水分而不能及時(shí)被排除，便會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕包括應(yīng)力腐蝕、電化學(xué)腐蝕、縫隙腐蝕、剝落腐蝕、絲狀腐蝕、摩擦腐蝕等，而大部分類型腐蝕的本質(zhì)都離不開電化學(xué)腐蝕，換句話說，電化學(xué)腐蝕是導(dǎo)致其他類型腐蝕的誘因。</p><p><b>　　3.3.1人為原因</b></p><p>　　人為原因?qū)︼w機(jī)結(jié)構(gòu)

63、件造成的電化學(xué)腐蝕主要包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造或裝配時(shí)產(chǎn)生的缺陷以及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件人為使用過程中造成的缺陷。</p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造缺陷：在飛機(jī)設(shè)計(jì)之初或制造之時(shí)，由于技術(shù)難度本身的限制，很難設(shè)計(jì)和制造出毫無任何微小缺陷的結(jié)構(gòu)件。從飛機(jī)自身重量和結(jié)構(gòu)性能兩方面考慮，飛機(jī)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，大部分材料采用的是鋁合金，對(duì)于強(qiáng)度要求比較高的結(jié)構(gòu)部位則使用鋼件。因而便出現(xiàn)不同金屬材料連接在一起或接觸在一起的情況，當(dāng)各個(gè)不同材

64、料的金屬部件連接在一起時(shí)，便容易使水和其他雜質(zhì)介質(zhì)堆積在縫隙內(nèi)，造成電化學(xué)腐蝕。另一方面，在人為制造過程中，由于加工技術(shù)的精確度不高，保護(hù)性涂層不合格等等原因，都有可能帶來腐蝕隱患。</p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件使用時(shí)產(chǎn)生缺陷：飛機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中由于需要經(jīng)過不同空域，所處的環(huán)境也是時(shí)刻在發(fā)生變化，在如此惡劣多變的飛行環(huán)境中，表面涂層很容易受到損壞，加之運(yùn)輸畜生、海鮮等易產(chǎn)生強(qiáng)電解液體的貨物都會(huì)使飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐

65、蝕加劇。另一方面，地面維護(hù)人員在日常的機(jī)務(wù)維修工作中使用相關(guān)化學(xué)試劑時(shí)，容易把化學(xué)溶液飛濺到其他區(qū)域造成人為的破壞。</p><p><b>　　3.3.1環(huán)境原因</b></p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件所處的環(huán)境好壞是造成電化學(xué)腐蝕的關(guān)鍵所在，結(jié)構(gòu)件自身周圍的環(huán)境（飛機(jī)產(chǎn)生的溫度、濕度、速度、應(yīng)力、震動(dòng)等）和外界的自然環(huán)境兩者的相互作用，構(gòu)成了電化學(xué)腐蝕發(fā)生所必備的

66、電介質(zhì)環(huán)境，因此，預(yù)測、改變或控制腐蝕環(huán)境對(duì)防治電化學(xué)腐蝕工作至關(guān)重要。</p><p>　　4　　電化學(xué)腐蝕的防治方法</p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的電化學(xué)腐蝕離不開周圍環(huán)境介質(zhì)對(duì)其的影響，它們與金屬材料本身構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的腐蝕體系。所以，防治腐蝕必須要兼顧材料和環(huán)境兩方面的因素，并且，通過分析具體的腐蝕事件后，選用什么樣的防治方法，必須結(jié)合實(shí)際的防護(hù)效果、施工的難易程度以及治理腐蝕的經(jīng)

67、濟(jì)效益三方面考慮。</p><p>　　接下來，我們不妨將腐蝕的發(fā)生分為三大階段進(jìn)行分析：</p><p>　?。ㄒ唬┙Y(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和制造階段</p><p>　　（二）結(jié)構(gòu)件使用和維護(hù)階段</p><p>　?。ㄈ┙Y(jié)構(gòu)件的維護(hù)和修復(fù)階段</p><p>　　4.1結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和制造階段防腐</p><

68、p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在設(shè)計(jì)階段和制造階段由于人為因素?zé)o法回避的影響通常會(huì)形成一定的腐蝕缺陷，成為了使用時(shí)的首道安全隱患。因此，如何能在結(jié)構(gòu)件工程上的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造之初，最大限度地防止腐蝕缺陷的產(chǎn)生、提高材料的抗蝕性能、延長其使用壽命，將成為研究防腐設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)和任務(wù)。</p><p>　　4.1.1防腐選材要求</p><p>　　材料選取不當(dāng)往往是造成結(jié)構(gòu)提前失效的主要原因，因此，

69、在設(shè)計(jì)和制造金屬構(gòu)件時(shí)首先應(yīng)考慮材料的耐蝕性。當(dāng)然，選材時(shí)除了考慮其耐蝕性，還要考慮到力學(xué)性能、加工性能以及材料本身的成本價(jià)格因素。</p><p>　　選材中應(yīng)用得比較廣泛的要屬“集氧面積原理”，該原理解釋了當(dāng)使用的陽極材料面積一定時(shí)，盡可能選用相對(duì)陽極面積較小的陰極，因?yàn)楦g程度與陰極面積的大小成正比。</p><p>　　金屬的耐蝕性能一般可以通過提高純度的方法來改進(jìn)，但純度過高材料

70、的價(jià)格也會(huì)升高，而且其強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性能會(huì)有所下降，難以滿足一般需求，總而言之，選材應(yīng)先選取耐蝕性能滿足使用介質(zhì)要求，材料綜合性能良好，而且性價(jià)比較高的金屬或合金。</p><p>　　4.1.1.1鋁合金</p><p>　　由于鋁合金性能優(yōu)良、容易加工、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用仍占有不可替代的材料選用優(yōu)勢。鋁合金在目前民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的用量約為70%到80%，在軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)上

71、的用量約為40%到60%，因?yàn)檐姍C(jī)比較多采用的是先進(jìn)復(fù)合材料。在B—737客機(jī)上，鋁合金占機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的70% 。</p><p>　　硬鋁在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中使用廣泛，屬于鋁—銅—鎂系合金，在硬鋁中鎂和鋼的含量越高，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能便越好，但其耐蝕性有所下降。硬鋁在板材結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用常常選用兩面包鋁的板，各種零件都要作表面防腐處理。</p><p>　　4.1.1.2鎂合金</p>

72、<p>　　鎂合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，常用作飛機(jī)天線等導(dǎo)電材料，其主要成分包括鋁、鋅、錳。鎂合金中存在一種由鋁和鋅溶解而形成的固溶體，起到強(qiáng)化金屬內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的作用，當(dāng)鋁和鋅按一定比例與鎂形成化合物時(shí)，還能使形成的鎂合金通過淬火來提高其硬度和強(qiáng)度。</p><p>　　4.1.1.3鈦合金</p><p>　　鈦合金的優(yōu)點(diǎn)在于它在通常情況下不易產(chǎn)生孔蝕和晶間腐蝕，但由于其結(jié)構(gòu)較為氫

73、脆，容易在拉伸應(yīng)力的作用下發(fā)生電化學(xué)腐蝕斷裂。</p><p>　　鈦合金目前主要應(yīng)用在飛機(jī)各個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位。鈦合金由于其密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、熱強(qiáng)性高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)中要求強(qiáng)度高及熱強(qiáng)性好的部位。</p><p>　　4.1.1.4超高強(qiáng)度鋼</p><p>　　超高強(qiáng)度鋼的拉伸屈服強(qiáng)度通常在1400MPa以上，由于其具有很高的強(qiáng)度和足夠

74、的韌性，多應(yīng)用在承受巨大應(yīng)力的重要部位，如飛機(jī)起落架、機(jī)翼主梁、平尾大軸、直升機(jī)旋翼軸、接頭和對(duì)接螺栓等，是飛機(jī)制造的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。</p><p>　　4.1.2防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　防腐蝕不但要在選材上保障材料的耐蝕性能，而且還要在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上滿足防腐蝕的要求，一般防腐蝕設(shè)計(jì)需要做到以下幾點(diǎn)要求：</p><p>　?。ǎ保?duì)于某些易積水的部位處開

75、設(shè)排水渠道；</p><p>　　（２）對(duì)于某些閉塞的同時(shí)處于濕潤環(huán)境的部位要給予結(jié)構(gòu)上的通風(fēng)設(shè)計(jì)；</p><p>　　（３）對(duì)于某些冷熱不均容易誘發(fā)腐蝕的結(jié)構(gòu)應(yīng)給予熱量的傳導(dǎo)或保溫；</p><p>　　（４）對(duì)于某些應(yīng)力作用較大的部位，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足分散應(yīng)力，避免應(yīng)力過于集中，造成應(yīng)力腐蝕或腐蝕疲勞。</p><p>　　4.1.2.1

76、結(jié)構(gòu)組合件的裝配設(shè)計(jì)</p><p>　　零件之間的連接貼合面應(yīng)避免形成過大的縫隙，避免腐蝕介質(zhì)的流入，形成腐蝕氣氛。而對(duì)于緊固件在連接兩個(gè)獨(dú)立的零件時(shí)則相反，它們之間需要足夠的縫隙，來避免因相互摩擦碰撞造成的腐蝕。對(duì)于受力比較大，夾層厚度比較大的部位，使用干涉鉚接。組成一個(gè)結(jié)構(gòu)的零件盡量選用同一種材料來進(jìn)行連接。</p><p>　　4.1.2.2結(jié)構(gòu)件之間的連接設(shè)計(jì)</p>

77、<p>　　連接是各種設(shè)備中不能沒有的結(jié)構(gòu)形式，連接部位往往是腐蝕產(chǎn)生之處。連接結(jié)構(gòu)主要有焊接和螺栓連接兩大類。合理的連接結(jié)構(gòu)是防止或減輕腐蝕的關(guān)鍵。</p><p>　　（1）焊接結(jié)構(gòu)：采用焊接結(jié)構(gòu)主要是為了防止應(yīng)力腐蝕，減少或消除殘余應(yīng)力，避免應(yīng)力較大的構(gòu)件與腐蝕介質(zhì)直接接觸。</p><p>　　（2）螺栓結(jié)構(gòu)：在介質(zhì)環(huán)境下，不同的金屬接觸會(huì)引起電化學(xué)腐蝕，這是螺栓連接

78、時(shí)常常難以避免的問題，因此，采用施加墊層或絕緣密封膠的方法能有效防止電化學(xué)腐蝕的發(fā)生，同時(shí)，在螺栓的連接部位盡量減小縫隙的空間，避免滯留液體的滲入，最后，螺栓的外形設(shè)計(jì)避免出現(xiàn)死角。</p><p>　　（3）管系結(jié)構(gòu)：飛機(jī)的機(jī)身表面蒙皮下方布置有許多導(dǎo)氣或?qū)в凸苈?，這些管路在長期的流動(dòng)態(tài)的物質(zhì)的沖刷下，容易產(chǎn)生腐蝕，為此接管最好采用插入式，在殼體與接管處采用焊接結(jié)構(gòu)，對(duì)于飛機(jī)上的管路，大部分采用法蘭焊接結(jié)構(gòu)。&

79、lt;/p><p>　　4.1.3飛機(jī)結(jié)構(gòu)件表面處理防護(hù)</p><p>　　從電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生條件可知，如果將合金和周圍的腐蝕介質(zhì)進(jìn)行隔離開，那么就能有效避免電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生了。因此，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的制造加工過程中，便在結(jié)構(gòu)件上施加一層保護(hù)涂層，但另一方面，由于施加了保護(hù)涂層的過程本身就是增加了結(jié)構(gòu)件自身的重量和制造成本。對(duì)于飛機(jī)的重要部位而言，表面施加涂層是非常有必要的。</p>

80、<p>　　4.1.3.1鋁合金的表面處理</p><p>　　當(dāng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件為鋁合金時(shí)，對(duì)其可采用覆純鋁和表面生成氧化膜兩種表面處理工藝進(jìn)行防腐強(qiáng)化。</p><p>　　（1）覆純鋁：通過滾軋技術(shù)將純鋁軋制在飛機(jī)鋁合金表面上，使得鋁合金能和純鋁混合在一起，混合過后，由于純鋁對(duì)氧有較強(qiáng)的親和力，容易被氧化并在表面生成三氧化二鋁氧化膜，氧化膜呈現(xiàn)銀灰色，能很好的保護(hù)鋁合金不輕易

81、被氧化。覆純鋁由于其加工難度的原因，一般是在飛機(jī)制造廠進(jìn)行，日常的維修中常見的表面處理工藝是在鋁合金表面生成氧化膜。</p><p>　?。?）氧化膜：表面氧化膜可以通過電解或陽極化的方法產(chǎn)生，同時(shí)也可以施用阿洛?。ˋlodine)進(jìn)行化學(xué)途徑上的處理。目前波音飛機(jī)上主要使用阿洛丁的處理方法。</p><p>　　鋁的陽極化一般是在酸性電解液中將鋁作為陽極，碳棒為陰極，經(jīng)過電解處理，在鋁合

82、金件表面形成一層氧化膜。</p><p>　　當(dāng)鋁合金表面氧化膜破損后，可以通過施用阿洛丁的方法進(jìn)行化學(xué)表面處理。施用阿洛丁后，在鋁合金表面生成一層比陽極化生成還軟的氧化膜，以此提高鋁合金的防腐性能、提高與漆層的結(jié)合能力、還可以作為改變電導(dǎo)率的涂層。</p><p>　　4.1.3.2鋼鈦合金的表面處理</p><p>　　鋼鈦合金的表面處理方式主要是在表面電鍍金屬

83、保護(hù)層。鋼合金構(gòu)件和鈦合金構(gòu)件的表面可通過電鍍金屬保護(hù)層和金屬噴涂進(jìn)行防腐。</p><p>　　通過在鋼鈦合金表面上鍍鎳或鍍鉻，使其在表面形成致密的保護(hù)層，將金屬的基體與空氣、水等腐蝕介質(zhì)隔離開，防止基體金屬發(fā)生腐蝕。而金屬噴涂法是在飛機(jī)上一些鋼結(jié)構(gòu)件上采用金屬噴涂法為零件表面形成保護(hù)層。比如利用乙炔高溫下產(chǎn)生的火焰將鋁燒化后，借助焊嘴噴出的氣體，將鋁噴涂到鋼件表面，形成保護(hù)涂層。</p><

84、;p>　　4.2結(jié)構(gòu)件使用和維護(hù)階段防</p><p>　　4.2.1腐蝕的預(yù)防性控制程序</p><p>　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在日常的使用中由于環(huán)境并非時(shí)刻處于控制之中，因此一段時(shí)間后，也能發(fā)現(xiàn)許多電化學(xué)腐蝕造成的損傷，為把該損傷降低到最小，必須啟用腐蝕的預(yù)防性控制程序進(jìn)行控制，預(yù)防性的控制工作主要取決于日常工作人員對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件整體的維護(hù)效率和維護(hù)質(zhì)量，其中所用到的預(yù)防性控制措施主要包含

85、有：污染物的沖洗程序、腐蝕介質(zhì)的清除程序、排水疏通程序以及涂層恢復(fù)程序等。</p><p>　　污染物沖洗程序：沖洗能有效減少飛機(jī)上腐蝕介質(zhì)源的堆積，根據(jù)沖洗的原則，飛機(jī)的沖洗必須根據(jù)天氣溫度和腐蝕程度進(jìn)行沖洗，沖洗次數(shù)要適度，沖洗部位要有針對(duì)性，最好是提前對(duì)飛機(jī)的腐蝕介質(zhì)進(jìn)行位置評(píng)估。</p><p>　　腐蝕介質(zhì)的清除程序：與沖洗程序有所不同的是，沖洗并非完全去除腐蝕介質(zhì)，而是在一定程

86、度上控制腐蝕介質(zhì)的堆積和累積，當(dāng)腐蝕介質(zhì)出現(xiàn)在飛機(jī)易損傷的部位時(shí)則進(jìn)行腐蝕介質(zhì)的清除，這里的腐蝕介質(zhì)包括飛機(jī)上常出現(xiàn)的酸、堿、水銀溶液，對(duì)于清除的方法，一般根據(jù)清除的所處部位，在不影響周圍構(gòu)件的正常使用的前提下采用化學(xué)試劑進(jìn)行清除。</p><p>　　排水疏通程序：通過檢查排水通道是否有雜物阻塞，能有效減少飛機(jī)內(nèi)如廚房、廁所、油箱等部位的腐蝕。</p><p>　　涂層恢復(fù)程序：結(jié)構(gòu)件再

87、制造過程中根據(jù)使用環(huán)境的不同會(huì)鍍上不同的涂層進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)涂層脫落或出現(xiàn)破壞后，應(yīng)及時(shí)給予修復(fù)處理。通?？上韧ㄟ^脫漆劑進(jìn)行脫漆后，打磨并清潔，最后進(jìn)行表面的涂層重噴涂。</p><p>　　4.2.2緩蝕劑和清潔劑保護(hù)</p><p>　　緩蝕劑和清潔劑作為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件受到一定腐蝕后的修復(fù)補(bǔ)償工具，在飛機(jī)的維護(hù)中起到重要作用。</p><p>　　4.2.2.1緩蝕劑的

88、緩蝕原理</p><p>　　緩蝕劑是具有抑制金屬腐蝕的一類無機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的總稱。在腐蝕環(huán)境中放入少量緩蝕劑就能有效阻止或減緩腐蝕的速率。緩蝕劑的優(yōu)點(diǎn)是成本低、使用方便、見效快。緩蝕劑的缺點(diǎn)是只能在腐蝕介質(zhì)的量有限的條件下使用，因此一般用于循環(huán)系統(tǒng)，以減少緩蝕劑的流失。</p><p>　　緩蝕劑有三個(gè)理論：吸附理論、成膜理論、抑制理論。</p><p>　　吸

89、附理論重在將腐蝕介質(zhì)與金屬進(jìn)行隔離，原理是通過活性緩蝕劑里的親水成分和憎水成分的作用，將金屬表面的水分子或氫離子等腐蝕介質(zhì)與金屬分隔開，起到緩蝕作用。</p><p>　　成膜理論解釋了一些氧化性物質(zhì)會(huì)與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬表面生成一層保護(hù)膜或鈍化膜，從而起到保護(hù)作用。</p><p>　　抑制理論則是從電化學(xué)反應(yīng)的雙向過程中去抑制反應(yīng)過程的方法，通過陽極緩蝕劑抑制陽極過程的反應(yīng)進(jìn)行，

90、使陽極極化增大或抑制陽極進(jìn)行，從而減緩陽極金屬的腐蝕；抑或通過陰極緩蝕劑來使陰極極化增大，使陰極反應(yīng)變得更困難。如果使用混合型緩蝕劑還能同時(shí)抑制陽極和陰極。</p><p>　　4.2.2.2緩蝕劑的分類和應(yīng)用</p><p>　　從其化學(xué)成分來看，緩蝕劑可分為有機(jī)緩蝕劑和無機(jī)緩蝕劑。</p><p>　　有機(jī)緩蝕劑在金屬表面上發(fā)生物理或化學(xué)的吸附，屬于吸附理論所提

91、到的活性緩蝕劑。典型的物質(zhì)有含氮氧化物、含硫氧化物以及胺類、醛類、雜環(huán)化合物等。</p><p>　　無機(jī)緩蝕劑在金屬表面起化學(xué)反應(yīng)，通過形成鈍化膜阻止腐蝕的進(jìn)行，屬于成膜理論所提到的氧化性物質(zhì)。典型的物質(zhì)有硅酸鹽、亞硝酸鹽等。</p><p>　　飛機(jī)上常應(yīng)用到的緩蝕劑有軟膜緩蝕劑和硬膜緩蝕劑。軟膜緩蝕劑主要是對(duì)已經(jīng)遭受到的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件涂層給予填補(bǔ)，代表性的軟膜緩蝕劑有BMS3-23緩蝕劑

92、、BMS3-26緩蝕劑以及BMS3-29緩蝕劑。針對(duì)每種試劑的在使用時(shí)的特性不同，飛機(jī)結(jié)構(gòu)部位不同而選用不同的試劑，BMS3-23試劑使用范圍最廣，它最有很強(qiáng)的揮發(fā)性，揮發(fā)后在金屬表面形成保護(hù)涂層，而BMS3-26試劑則難以揮發(fā)，但其產(chǎn)生的保護(hù)涂層較為持久有效，因此常用在易腐蝕區(qū)域，如飛機(jī)起落架艙、貨艙等，BMS3-29作為目前較先進(jìn)的緩蝕劑，它結(jié)合了BMS3-23和BMS3-26的優(yōu)點(diǎn)，在使用上可以代替前兩者進(jìn)行使用。</p&g

93、t;<p>　　4.2.2.3清潔劑的防護(hù)作用</p><p>　　清潔劑較多的應(yīng)用在需要進(jìn)行表面處理的構(gòu)件上，當(dāng)構(gòu)件表面存在油污時(shí)，油污會(huì)在金屬表面形成油膜，影響表面覆蓋層與金屬的結(jié)合力，甚至在一定程度上影響電鍍層發(fā)揮其保護(hù)作用。因此，清潔劑的防護(hù)作用和清潔功能能有效的保障鍍層或涂層不受污染物的破壞。</p><p>　　清潔劑根據(jù)所去除油污的成分不同，可分為有機(jī)溶劑和乳化

94、劑。有機(jī)溶劑包括酒精、粗汽油、三氯乙烯等，它們通過相似相溶的特性對(duì)油污進(jìn)行溶解；而乳化劑則通過吸附油污，能降低油污和水的張力，以此減少油污對(duì)零件表面的親和力，從而阻礙油污進(jìn)一步和金屬接觸。</p><p>　　4.2.2.4機(jī)械法和化學(xué)法修復(fù)</p><p>　　對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在腐蝕過程中產(chǎn)生并積累的腐蝕產(chǎn)物，可通過機(jī)械法和化學(xué)法進(jìn)行修復(fù)處理。如飛機(jī)的主要承力構(gòu)件多為碳鋼結(jié)構(gòu)，碳鋼構(gòu)件腐蝕

95、后產(chǎn)生的鐵銹能吸收空氣中的水分，進(jìn)一步加速腐蝕的進(jìn)行。一般情況下，在對(duì)被腐蝕構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)前，應(yīng)進(jìn)行腐蝕等級(jí)和腐蝕損傷程度的評(píng)估，這樣才能確定接下來所選用的修復(fù)方法。對(duì)于一般性輕微腐蝕，提倡采用機(jī)械法，慎用化學(xué)法，因?yàn)闄C(jī)械法屬于物理方法，對(duì)金屬構(gòu)件在修復(fù)過程中的損害較小，而化學(xué)法一方面使用較為困難，控制不好容易造成周圍部位的污染，另一方面化學(xué)法所用的化學(xué)制劑本身就是一種強(qiáng)腐蝕劑，控制和操作不好容易加劇腐蝕。</p><

96、p>　　傳統(tǒng)的機(jī)械法主要是通過手工打磨來對(duì)飛機(jī)構(gòu)件上的輕度腐蝕區(qū)域進(jìn)行清理，例如鋁合金管道、長桁等部位。打磨的方式一般采用砂輪打磨或通過噴丸打磨。兩種方法的不同在于噴丸打磨的速度快，而砂輪打磨的好處在于打磨的效果較細(xì)膩全面。</p><p>　　化學(xué)法主要利用酸性的腐蝕去除劑進(jìn)行清洗，如濃磷酸型去除劑和磷酸型去除劑。在使用腐蝕去除劑去除腐蝕產(chǎn)物時(shí)，需先通過機(jī)械法進(jìn)行表面的清潔，接著才能通過多次的浸泡和清洗達(dá)

97、到修復(fù)效果。</p><p>　　4.3探討電化學(xué)腐蝕的防腐新技術(shù)、新方法</p><p>　　對(duì)于探討防止電化學(xué)腐蝕的新技術(shù)或新方法的原則，其實(shí)是不變的，都是從電化學(xué)腐蝕的發(fā)生機(jī)理出發(fā)，運(yùn)用逆向思維去控制或阻止反應(yīng)中某一環(huán)節(jié)其中的某一因素。在此，經(jīng)過我個(gè)人對(duì)所掌握的資料和知識(shí)，概念性的提出一種或許在未來能可行的新技術(shù)、新方法。</p><p>　　4.3.1無限循

98、環(huán)式保護(hù)涂層</p><p>　　隨著防腐材料的應(yīng)用和發(fā)展，假設(shè)在未來出現(xiàn)一種能廣泛應(yīng)用在航空領(lǐng)域的新型防腐涂層材料。</p><p>　　無限循環(huán)式保護(hù)涂層是一種具有超長時(shí)效保護(hù)的涂層，涂層的成分中含有能吸收腐蝕介質(zhì)中氧、酸根離子、堿性離子的成分，吸收腐蝕介質(zhì)中的腐蝕成分后會(huì)反應(yīng)生成致密的保護(hù)膜緊密的粘附在金屬表面，當(dāng)所有的涂層都和腐蝕介質(zhì)反應(yīng)完全生成保護(hù)膜后，保護(hù)膜又會(huì)和腐蝕介質(zhì)發(fā)生反

99、應(yīng)，生成原保護(hù)涂層，因此這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)的催化劑或消耗物質(zhì)便是環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)。</p><p>　　然而以上設(shè)想畢竟只是理論層面的構(gòu)想，現(xiàn)實(shí)環(huán)境由于是個(gè)復(fù)雜多變的環(huán)境，尤其是飛機(jī)在空中飛機(jī)，天氣錯(cuò)綜復(fù)雜的變化都對(duì)涂層的保護(hù)造成原預(yù)想不到的腐蝕加劇，導(dǎo)致涂層失效，因此，無限循環(huán)式涂層的實(shí)際應(yīng)用上不可能做到意義上的“無限”，只能是做到比一般的涂層更持久、更有效、更方便管控。</p>&

100、lt;p><b>　　5　　總結(jié)</b></p><p>　　全文圍繞航空領(lǐng)域中飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上發(fā)生的電化學(xué)腐蝕問題進(jìn)行分析后，得出一個(gè)重要結(jié)論：飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上發(fā)生的電化學(xué)腐蝕形式是多樣化的，那是由于金屬自身制造缺陷多樣性、腐蝕環(huán)境多樣性、人為錯(cuò)誤操作多樣性的綜合結(jié)果，因此，在腐蝕的防治措施和方法上也應(yīng)該是多樣性并且相匹配的，選用最經(jīng)濟(jì)、最有效的防腐措施進(jìn)行處理。電化學(xué)腐蝕的發(fā)生和防止是一整

101、套系統(tǒng)，不能單獨(dú)的理解腐蝕如何發(fā)生而忽略防止，也不能單獨(dú)熟悉防止方法而忽略對(duì)腐蝕產(chǎn)生原理的學(xué)習(xí)。電化學(xué)腐蝕對(duì)民航、軍機(jī)帶來的影響是不容忽視的，大膽提出防腐新技術(shù)、新方法，勇于在建立理論基礎(chǔ)后放手去實(shí)踐，才能提高一個(gè)國家在防腐方面的科學(xué)進(jìn)程。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]邵榮寬，隆小慶：《民用飛機(jī)的腐蝕與控制》[M]，海潮出版

102、社2000版，第45頁。</p><p>　　[2]黃永昌，張建旗：《現(xiàn)代材料腐蝕與防護(hù)》[M]，上海交通大學(xué)出版社2012版，第一章，第7頁。</p><p>　　[3]李金桂：《腐蝕控制系統(tǒng)工程學(xué)概論》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2009版，第48頁。</p><p>　　[4]張承忠：《金屬的腐蝕與保護(hù)》[M]，冶金工業(yè)出版社2000版，第54頁。</p>

103、;<p>　　[5]張寶宏，叢文博，楊萍：《金屬電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2005版。</p><p>　　[6]趙志農(nóng)：《腐蝕失效分析案例》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2008版。</p><p>　　[7]穆志韜：《飛機(jī)機(jī)構(gòu)材料環(huán)境腐蝕與疲勞分析》[M]，國防工業(yè)出版社2014版，第110頁。</p><p>　　[8]曾榮昌：《材料的腐蝕

104、與防護(hù)》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2006版，第65頁。</p><p>　　[9]吳宗之：《腐蝕品安全手冊(cè)》[M]，中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社2008版。</p><p>　　[10]王鳳平，康萬利，敬和民：《腐蝕電化學(xué)原理、方法及應(yīng)用》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社2008版。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p

105、>　　匆匆向我走來的最珍貴的不是畢業(yè)證書，而是畢業(yè)論文，因?yàn)榇髮W(xué)四年一路上所收獲的一部分知識(shí)和一部分思維方式，將要在這個(gè)舞臺(tái)里來一次“痛快”的檢驗(yàn)！“痛”的是我大一至今最仰慕的孫老師，他在論文指導(dǎo)階段的超負(fù)荷工作，我想早已受到了一定程度的“電化學(xué)腐蝕”，在此要好好感謝一下孫老師，望老師在忙后的暑假里開心快樂；“快”的是我以后不再是一名學(xué)生的身份，但我依然要努力保持一顆學(xué)生的心去面對(duì)即將到來的工作崗位和成人的世界。</p>