浅谈海洋环境下运8/9系列飞机结构腐蚀防护技术

张兴金 谭小辉 秦存峰

摘 要 本文结合海洋环境腐蚀特点，针对运8/运9系列飞机腐蚀控制及防护技术现状进行分析，并提出运8/运9系列海军飞机腐蚀控制及防护技术研究的几点建议。

关键词 海洋环境;腐蚀控制;防护技术

随着运8/运9系列特种飞机在海军部队的大量装备，飞机结构腐蚀成为用户备受关注的问题。海洋腐蚀会导致飞机结构损伤、服役寿命缩短，严重的腐蚀还会引发突发性灾难事故。根据国内外经验，如果采用有效的防护措施，25%-40%的腐蚀损失可以被避免[1]。

1海洋环境腐蚀特点

海洋环境是腐蚀性最为严酷的自然环境。飞机主要腐蚀环境在海洋大气区，海洋大气中含有大量的盐类，包括氯化钠以及含有钾、溴、碘等元素盐类，对金属有较强腐蚀性。金属材料的大气腐蚀是以电化学机理进行的。金属暴露在大气环境中，会从大气环境中吸收水分，并在金属表面形成一薄层电解液膜。这层电解液膜的存在使得金属表面发生电化反应成为可能。

海洋环境下军用飞机结构腐蚀原因涉及设计、制造和使用维护/维修等各方面。首先是设计，包括结构的密封和排水，结构缝隙、沟槽、内腔，异种金属使用连接，表面防护体系的设计，材料的选择，工艺的选择，应力和变形的控制，结构的可达性，构件的具体使用环境控制等。第二是制造，包括表面生产质量控制，密封、装配工艺及质量控制，生产质量控制，结构件的运输机储存等。第三是使用和维护、维修，包括结构件表面的损伤情况，使用环境的影响，疏忽或对腐蚀损伤认识不足，修理和维护不当，排水系统堵塞，腐蚀维修计划不当或措施缺乏等。

2运8/运9飞机腐蚀及防护现状

我国海岸线长海域面积大，气候差异性较大。其中以南海腐蚀性最为严酷，南海终年高温，年平均气温在25-28℃，且雨量充沛，年平均湿度85%以上。因此针对运8/运9系列飞机主要面对的腐蚀环境极其严酷，主要有高温、高湿、高盐、霉菌等。

从目前用户反馈信息，运8/运9系列飞机防护体系已不能完全适应南海严酷海洋环境。飞机起落架舱等经常开启的非密封舱、发动机周围、机翼部分位置腐蚀较为严重。

3运8/运9飞机腐蚀控制及防护技术研究

针对运8/运9系列海军飞机服役环境及任务剖面，结合其腐蚀情况，运8/运9系列飞机腐蚀控制及防护技术应从以下几方面开展：

3.1 综合防护设计

在结构设计中应尽量防止或减小腐蚀现象的发生，并将抗腐蚀设计思想贯彻到设计、生产、使用整个过程中。在选用合理的材料和防护体系的同时，应控制机体结构环境，杜绝渗漏。飞机无论是飞行或停放期内，均应保证密封，防止水及其他介质进入机体内部，并加强通风、排水、可达性以及抗应力腐蚀设计等。

3.2 选用综合性能优良的耐蚀材料

针对可能出现的腐蚀类型选择相应的耐腐材料，尤其在易产生腐蚀和不容易维护的部位，应尽量选择耐腐蚀性能好的材料，所选用的材料应具有相容性。应按材料-环境组合体系选择合适的材料及热处理状态，应尽量避免选择对腐蚀敏感的热处理状态，避免选择会引起应力腐蚀和氢脆敏感性的表面加工工艺。

3.3 阻蚀密封技术

采用铬硫化体系，环境友好的低密度缓蚀改性聚硫密封剂，提高粘接能力和防腐性能。同时加强精细密封施工工艺的应用。增加贴合面密封，内部贴合面做阳极化处理并涂底漆。托板螺母采用湿装配，在低湿度环境下进行湿装配施工。可拆卸紧固件采用不硫化密封腻子，永久紧固件采用硫化密封剂等。

3.4 新型先进表面处理技术

金属零件应采用镀层、覆盖层或沉积层，以提高材料制件的耐蚀性、耐磨性、导电性、减摩性、隔热性、装饰性等。目前飞机表面处理技术向提高材料综合防护性能及环保需求方向发展。

3.5 高性能表面防护涂料

有机防护涂层是飞机腐蚀防护的重要材料之一。现代海军飞机蒙皮涂层体系多数为双层防护体系。而高性能涂料兼具有防潮防水、高柔韧性、“三防”涂层是最佳解决方案。全机外表面采用耐湿热抗盐雾表面涂料，局部腐蚀环境恶劣区域，采用专门的重防腐涂料，在结构孔和缝隙、连接部位喷涂渗透型防锈剂进行补充防护。

3.6 生产过程中的腐蚀控制

飞机结构的生产过程要经历材料入厂、保管、铸造、锻造、热处理、机械加工、钣金成形、焊接、胶接、铆接、特种加工、表面防护、装配等一系列过程。需要进行全过程的腐蚀控制，只有证明不会损伤材料固有耐蚀性的工艺才能使用。

3.7 腐蚀控制维护/维修技术

飞机在交付后的外场使用过程中，其机体结构在海洋大气等强腐蚀环境条件下，不可避免地会出现不同程度的腐蚀破坏。因此，外场使用维护过程中的腐蚀控制对于飞机的使用和寿命至关重要。采用清洗、缓蚀、快速腐蚀修复技术等可以有效控制腐蚀的发生和发展[2]。

飞机在停放和飞行期间，表面会沉积盐雾、灰尘、油污等。不但影响飞机外观，而且成为腐蚀的诱发因素。清洁飞机可保持美观，是防止腐蚀发生的重要手段。据了解美国海军针对舰载飞机规定了具体的清洗频率，大大减缓了飞机的腐蚀。目前运8/运9系列海军飞机尚缺乏该方面的研究及规范。

脱水防锈剂是一种缓蚀防锈剂具有极强的渗透能力和水置换能力，喷涂或刷涂在飞机金属结构上，可自动去除表面及缝隙中水分和盐分，并很快形成一层透明的硬模，对飞机上钢、铝、镁、铜、镉、锌等多种金属均有良好的防护作用。

在外场使用维护过程中，原位快速结构钢/铝合金的腐蚀膏维护/维修技术对于飞机的使用和寿命至关重要，它可快速、有效地去除生成腐蚀产物，同时在清理部位形成一层耐腐蚀涂层以及与漆膜结合良好的底层，保证局部腐蚀部位维护、修理需要。

4结束语

海洋环境下的飞机结构腐蚀控制及防护技术发展研究对避免重大安全事故，保障战斗力和使用寿命至关重要。海洋环境下的飞机结构腐蚀控制及防护技术是一门多专业、跨学科的系统工程。

为解决或减少结构腐蚀带来的损失，应建立完善的顶层管理制度，成立腐蚀防护攻关团队，建立飞机腐蚀控制管理体系、完善飞机腐蚀控制文件体系，从飞机方案论证、结构设计、选材、表面防护、生产制造和使用维护等全寿命周期贯彻、体现腐蚀预防与控制理念。

参考文献

[1] 張泰峰，张勇，黄海亮，等.某型飞机结构件局部腐蚀仿真与试验验证[J].腐蚀与防护，2019，40（7）：523-529.

[2] 刘春阳，汪小娜，王向军.潜艇电化学腐蚀电场特性研究[J].舰船电子工程，2017，37（10）：16-18.