直升机结构的腐蚀原因及其控制方法分析

  长期以来，腐蚀问题一直都是影响直升机使用及寿命的主要因素，因此，如何进行有效的腐蚀控制是确保直升机结构完整性、可靠性，降低维护成本，延长寿命的关键。因此，本文分析了我国直升机的结构腐蚀现状，就腐蚀原因进行了探讨，并提出了一系列腐蚀控制方法，以便为更好地解决直升机结构腐蚀方面的问题提供指导和借鉴。
    由于直升机往往承担着重要的飞行任务，因此，面对复杂多变自然环境及酸雨、二氧化硫等污染因素的影响，无法避免地加剧直升机结构的腐蚀。调查显示，随着近些年来我国自然环境条件的不断恶化，直升机的腐蚀速度也在迅速加快，有些甚至已经出现了大范围腐蚀等问题，结构腐蚀情况十分严重。因此，加强直升机结构的腐蚀控制刻不容缓。
    直升机结构腐蚀现状分析
    调查表明，不少直升机均存在着结构腐蚀的情况，其中，较为严重的区域多集中于某些半封闭或密封效果相对较差的部位。氯离子等腐蚀介质会随着雨水或湿度较大的空气进入直升机结构的内部，再加上通风及排水效果差，导致含有各种腐蚀性离子的水分长期滞留在结构内部，在干湿不断交替的状况下致使局部环境条件更加恶劣。因此，同直升机外部结构相比，内部结构腐蚀情况往往最为严重。如某一型号的直升机多在沿海或湿热内陆上空执行任务，其机翼为LC4铝合金制造，因而在高空、地面时，机翼的前梁腹板分别为封闭及半封闭状态，由于局部环境条件极差，容易受湿、热、盐、雾、露、水等影响，因而不少直升机机翼的前梁腹板普遍存在着较为严重的腐蚀情况，其中，失效模式如下：在环境条件的作用下，防护涂层的薄弱点首先出现点蚀，而后发生晶间剥蚀，由于腐蚀程度超出其损伤容限，因而导致腐蚀失效。统计显示，腐蚀故障已成为当前直升机最为普遍和严重的故障类型之一，占所有故障比例的58.9%。由此可见，目前，有关直升机结构腐蚀问题严峻，有必要加强腐蚀原因的分析及控制。
    直升机结构腐蚀的主要原因分析
    总体而言，直升机结构发生腐蚀的主要原因包括如下三个方面：一是材料设计有欠合理，制造过程存在缺陷；二是环境条件较为恶劣；三是维护管理工作不当。
    2.1.材料选取及设计不当，制造存在缺陷
    对于目前的直升机机型而言，由于受技术条件等的影响，各种先天不足等情况仍然存在，例如，某写型号的直升机隔离传感器胶圈极易老化，并进入燕尾槽内，导致直升机密封性能迅速降低，大幅降低了旋翼的刹车效率。随着各种腐蚀机理的深入分析及新型材料的引入，再加上直升机结构防腐设计及工艺水平的不断提升，由此所导致的腐蚀情况也在逐步改善。
    2.2.环境条件较为恶劣
    对于直升机而言，恶劣的环境条件主要包括使用、振动两种环境。其中，前者多数是因技术水平有限，因而未对环境因素进行全面而充分的考虑，因而造成许多结构使用周期内产生严重的腐蚀，甚至引发故障。直升机使用过程中，环境条件往往十分恶劣，例如，沿海地带的直升机由于环境中含有大量氯、硫离子，因而导致构件极易遭到腐蚀，再加上相对湿度偏高，缺乏保护层的机件更易产生电化学腐蚀；后者由于振动产生的，振动是直升机固有特征之一，其使用过程中会产生各种振动，其所引起的载荷使得晶间腐蚀发展成为疲劳源，并引发腐蚀。
    2.3.维护管理工作不当
    在直升机所有较为严重的飞行事故中，10%-16%均由于缺乏有效的维护管理工作而导致的。因维护管理不当引起腐蚀故障发生的原因如下：1）维护及维修过程中过分强调了重点结构及内容的检查工作，忽视了基础维护等工作的严格落实；2）传统“预防为主”维护管理体制仍未完全转变，由于定期检查维护的周期较短、拆装过程频繁、次数较多，因而人为失误频率大幅上升；3）机务工作人员防腐知识极为欠缺，很难及时、科学、有针对性地开展各项防腐维护工作，且一旦出现腐蚀情况，不能立即采取有效的控制对策。
    直升机结构腐蚀的有效控制方法分析
    3.1.合理选材，科学设计
    直升机结构材料品种的不同，相对应的腐蚀速度也不同，在相同的环境下，有的材料腐蚀率很低，有的材料腐蚀率很高。因此，在选择直升机结构材料时，要充分考虑到特定环境下材料的腐蚀率，并尽量选择性价比高的材料，节约生产成本，延长结构寿命。通常情况下，飞机飞行环境和结构形式会影响其结构的腐蚀率，所以在设计飞机结构时应构建合理的设计方案，并掌握一定的防腐知识，使飞机的结构腐蚀现象得到有效的控制。
    3.2.改善环境
    首先，消除环境中引起腐蚀的可控制因素，减缓或者终止结构材料的腐蚀。去除环境中的水分、安装器壁降低高温设备的温度、选用缓和介质而不是强腐蚀性介质、避免设备的穿孔和结构等可以有效的改善环境。其次，飞机飞行结束后进行相应的清洗、排水和烘干措施；保证直升机及时入库或蒙布遮盖，长时间停放时使用缓蚀剂水清洗；机件结构要进行适当的保存；拆卸机件后应严格进行油封，加强防腐袋、封存箱的使用。
    3.3.缓蚀剂的使用
    针对腐蚀环境，可以使用一定的缓蚀剂，以减缓腐蚀情况的加剧。具体而言，可采用无机、有机或气相缓蚀剂，采用阴极保护、阳极保护或合金化等方法，减缓直升机结构的腐蚀情况，从而延长直升机的使用寿命。
    3.4.加强维护管理中的腐蚀控制
    就维护管理角度而言，应正确分析和判断腐蚀情况，根据维护手册相关要求，及时采用措施控制腐蚀，确保直升机结构的可靠性与安全性。具体而言，应注意加强腐蚀易发区的防护，根据需要进行改区域的清洁，系统排查各个区域，一旦发现腐蚀，应立即去腐，对排水孔及缝隙进行清洁，以防污物堵塞，对于防护层脱落的应重新进行涂刷。

    总而言之，为了保证直升机的结构完整性，必须加强腐蚀原因的分析，从材料的选择及设计、改善环境、加强维护等各个环节入手，控制直升机结构的腐蚀问题，以维持或恢复直升机结构的初始抗腐蚀性，从而延长其使用寿命。