航空发动机和飞机其他部件的设计原则是非常高的功率重量比,因此,每个部件都需要确保最高的性能,以确保资产的长期运营有利可图。
腐蚀性恶化的关键面,可以确保可靠和安全的操作性能的方式。如果不及时发现和防止腐蚀,将会危及人身安全。
的涂层系统必须仔细选择对飞机的这些暴露表面进行腐蚀保护,以匹配飞机运行的敌对环境的挑战。的涂层必须非常小心地使用,以确保飞机的生产寿命。飞机维修工程师和设计师需要通过寻找最佳的解决方案来最小化金属损失。
飞机腐蚀介绍
造成飞机腐蚀性恶化的主要因素是恶劣的环境因素和气候条件。在受污染的工业环境中以及在生理盐水沿海气候条件容易使裸露的表面受到严重腐蚀。水蒸气,或单独存在,或与酸性成分结合,例如盐存在于来自工业的海洋环境或烟雾和污染物颗粒中 - 可以启动电化学反应在飞机的金属表面,导致表面腐蚀变质。
飞机制造商通过精心选择结构材料和涂层,以及提供排水、防潮等来设计飞机以防止腐蚀密封剂和化学品如腐蚀抑制剂.完整的计划腐蚀控制程序是必要的使用寿命的飞机。想了解更多关于这个主题的信息,请务必阅读腐蚀知识管理与腐蚀管理:资产诚信管理的重要工具.)
常见的飞机腐蚀类型
在飞机表面上,腐蚀可以出现各种形式。最常见的是缝隙腐蚀,在水分浸没在两个近似表面之间发生。在某些条件下,它可以逐渐形成点蚀或去角质腐蚀.
由于金属表面的环境催化剂的存在,缝隙腐蚀可以迅速加速。它的形式是氧气微分单元腐蚀。夹缝中的水分在夹缝中所含的氧气比在开阔表面时少。氧含量越低,就会产生阳极在表面,与露天金属表面形成一个阴极.污染物创建酸性离子如氯离子,它会迁移到阳极,形成腐蚀条件。一个有效的密封接缝是消除这种形式腐蚀的最好方法。
其他危险形式包括应力腐蚀开裂(SCC)和剥离腐蚀。这两种形式都发生得很快,并且随着谷物边界铝的合金。剥离发生在不同的平面上,颗粒结构呈叶状分离。这两种腐蚀形式都会影响结构的完整性,进而影响承载能力和其他力学参数。在设计阶段需要通过保持低应力和选择合适的金属合金晶粒结构来控制这些形式。点蚀经常会导致疲劳失效在关键领域。
全面腐蚀以统一的速度消耗材料。最初风险很低,但如果无人看管,它会在一段时间内影响结构。需要全面的维护,以及受影响表面的修复涂层。
电流腐蚀发生由于两个不同电流的两个金属的电连接而发生电极电位在一个区域内电解质.由于铝和铜层之间的电位差,这可能发生在铝合金中使用的铝青铜套管的连接处,甚至在铝合金颗粒内部。(相关阅读:铝及其合金的腐蚀性能.)
腐蚀控制技术
在设计验证和评审阶段进行适当的计划以使其有效腐蚀控制必须基于工程性能要求和操作环境的综合考虑。(了解更多关于好的前期设计的重要性如何通过改进设计来控制腐蚀。)要求由审慎匹配材料选择、涂料及表面光洁度的选择、防潮排水、使用联合密封剂,防腐蚀化学品的选择,检查和维护的通道,有效的防腐和纠正措施计划,以及法规问题的考虑。
工程材料选择
选择合适的金属合金对于确保长期的腐蚀预防和控制至关重要。铝是大多数飞机结构和部件的自动选择。与铝合金一样,钢及其合金也用于飞机,这两种材料都很容易受到腐蚀。
完成选择
在这种情况下,防止腐蚀包括清洗表面和通过涂层提供表面光洁度。用于铝合金表面的防腐蚀涂层底漆是第一层。对于低合金钢构件,其表面镀层由薄层组成镉电镀和化学缓蚀剂底漆。
不锈钢部件也镀镉和底漆,就像合金钢部件一样,因为它们可能连接到铝部件。底漆也用于钛组件。防腐蚀底漆要求耐液压流体(例如Skydrol®)聚氨酯和环氧树脂.
水分排水
加压机身的水分需要通过排水孔排出阀门.流体也需要通过排泄通道系统沿排泄孔的方向流动。
联合密封剂
通过用多硫化物密封剂密封关节表面上的间隙来最小化接头处的缝隙腐蚀。密封剂用于皮肤到纵梁以及机身中的皮肤到剪切类型,皮肤倍增的区域,翼形和轮结构的弦和翼形的关节等。在严重的神秘情况下为了腐蚀,例如电键和天线外周,使用圆角密封件。
飞机的结构
由于飞机的结构是由不同的金属制成的,它们的表面会因为金属对环境的反应而恶化。腐蚀的电化学过程甚至可以在制造和临时存储过程中开始。甚至从卖方交付飞机的那一刻起,就必须对飞机进行彻底的检查和保存,并防止其在腐蚀性环境中运行。
这种保护需要在设计和部件材料选择阶段被考虑。通过在金属物质中添加某些成分,我们可以提高耐蚀性的系统。用于飞机和部件的表面涂层也将保护飞机。
机身由金属和非金属组成复合材料,也要求定期检查,从腐蚀的角度对飞机进行监测。虽然机身可能不会直接被腐蚀,但机身上的金属附件和部件可能会受到腐蚀。
飞机易受腐蚀损坏的区域
腐蚀是由于在表面上发生的电化学或化学反应的金属表面劣化。这些类型的反应也可以在内部发生。环境中存在的水可以沉积在表面上,金属颗粒将结合在一起氧气溶解在水中,有杂质充当电解质.环境中存在的酸性粒子会导致化学腐蚀通过以快速速率直接与金属反应。
必须定期进行检查,以发现和识别飞机表面的腐蚀迹象。检查清单是全面的,因为它们涵盖了每一个部分和表面。基于飞机模型的特殊性,一些特殊区域需要仔细检查。
对于往复式发动机和喷气发动机,以下方面需要详细检查:
- 排气区域
- 排气管和喷嘴
- 附近有铆钉头和缝隙
这些都受到影响,因为废气排放导致腐蚀性的存款.沉积物可能被困在内部深处,不易清理。
舱底和附近的地区
这些可能具有脏水,浮动油,使用液压流体和碎屑的污水,并且使用的油在底部慢慢含有水沉降,这使得运动腐蚀。必须进行检查和定期维护该区域的涂层。当修复从船舶操作的飞机时,也应考虑适用于船用设备的腐蚀。
在河内和厕所下的空间以及飞机的外部的废物处理开口,需要仔细检查,因为厕所的废物和化学品的性质可能导致腐蚀。涂层可能需要经常修复。
起落架
起落架,以及轮井区域,受到水,砾石,盐,化学品,泥浆,灰尘和各种碎片的影响。这些零件上的表面涂层不能做到万无一失。一层薄薄的防腐层可能只是掩盖了腐蚀的危险开始。
在制动过程中,发热会导致防腐剂层的破裂(如果它们在表面上使用)。对于夹带的水,必须检查不同的麻烦点,锈,磨料磨损.必须检查典型的碎片陷阱和水分陷阱,如肋部、加强筋缝隙和较低的皮肤区域。如果底部的排水管被碎片部分堵塞,水就会积聚,导致腐蚀恶化。
由于空中的沙子、盐粒、跑道上的沙砾灰尘以及雨雪,发动机的冷却通风口和前表面区域受到摩擦,造成保护涂层的侵蚀和零星的盐沉积。当发现这些情况时,检查技术人员应该能够突出这些情况。
在直升机的情况下,齿轮箱和旋翼头——以及其他裸露的表面——需要检查是否有腐蚀失效的证据。此外,所有类型的电缆都容易内部腐蚀和外部腐蚀.
电池通风口、开口处和隔室
电池通风口和隔间被认为是飞机上最容易腐蚀的空间。从加热的电解液中散发出的气体和烟雾会自然地扩散到最近的腔体和涂层假期,并攻击所有未受保护的金属表面和缝隙。酸可以少量沉积。
表面处理和阳极氧化
电解清洁或化学清洁的表面处理,以保护表面的腐蚀。抛光和抛光后,阳极氧化过程开始。所述铝合金片作为电解液槽中的正极连接(包括铬酸),产生一个氧化铝层在金属表面。这一工艺有效地增加了氧化铝保护层的厚度。通过适当的表面处理,这一层可以在每年的维护服务中部分恢复。阳极氧化层提供有效的抗腐蚀能力。此外,该膜对油漆有很强的粘结作用。阳极氧化后,铝表面立即打底漆,并涂上合格的油漆。
金属化和高温涂层
该飞机发动机连续面对严重的挑战,因为承载部件在较高且较高的温度下操作,具有增强的性能。腐蚀和其他形式的金属损失降低了元件效率。热喷雾和冷喷雾各种涂层有助于减少腐蚀和其他形式的金属损失。障涂层在涡轮叶片等部件上的应用证明是有效的。
高技术涂装工艺等高速氧气喷涂(HVOF)和等离子喷涂,用于飞机发动机和其他部件的关键部件。尝试了用于高温应用的新阻挡涂层。
来自陶瓷基质复合材料的飞机发动机部件正在通过GE航空与意大利帕尔马的涡轮样温泉合作开发。涂料制造商正在提供基于专有的铂金属铝化物汽相淀积流程,for.渗铝法在极端高温下使用的组件和表面。陶瓷与有机涂层相比,涂层具有优异的特性,就较好的高温耐腐蚀性以及侵蚀阻力。
喷气发动机的涡轮叶片由镍基合金制成,有时也使用类似氧化锆的陶瓷材料。这些叶片被涂上陶瓷屏障涂层,以隔热和防腐。
陶瓷涂层提供了良好的保护,防止暴露在高温循环和盐环境。他们把好附着力热稳定性,硬度和灵活性。专有的陶瓷复合涂层体系,具有防腐功能面漆封口机正在研制。
热熔陶瓷复合材料与富铝有机面漆具有以下优点氧化耐高温。专门为燃烧室和阀门、海风排气和膨胀室配制的专有陶瓷涂层用于大型飞机。
面漆和底漆的要求
军用飞机中使用的涂料必须满足军事标准的严格要求。美国航空涂层的军事标准被称为MIL-PRF-85285E。美国的商用飞机涂料通常符合AMS 3095 - SAE标准(航空航天材料规格)。飞机制造商还指定要应用的涂层的认证标准。波音的要求在标准BMS-10-83K中规定。
聚氨酯底漆
氨基甲酸乙酯底漆是一种高性能的缓蚀剂,适用于所有类型的飞机。具有良好的intercoat附着力.一些新的配方提供无铬聚氨酯底漆,满足严格的法规要求。这些是免费的六价铬.这些也有助于制备用于表面涂层的基材;适用于有良好附着力要求的打磨表面。
聚氨酯顶级涂料
氨基甲酸酯由两部分组成,包括基地和某些部分绑定用催化剂。它的优点是:
聚氨酯可能含有异氰化物作为活化剂;在这种情况下,在喷洒时需要更加小心。某些专有配方的聚氨酯是专门配制的内部涂料与柔软的纹理。
聚氨酯底漆
先进的聚氨酯底漆为无铬的配方,确保了很好的耐腐蚀性,同时具有长锅里的寿命因此,它适用于大型飞机的涂层.该薄膜具有更高的柔韧性和航空液压流体阻力(Skydrol抵抗).
聚氨酯顶级涂料
聚氨酯涂料是航空工业中最受青睐的涂料,其优点如下:
- 高耐化学性
- 自然抗紫外线(阳光)
- 高耐磨性
- 高防沾污性
- 图像的直接性(DOI)与高光泽保持
这通常是企业和商用飞机制造商的首选,因为它也提供了一个潮湿的外观。与环氧树脂相比,聚氨酯具有:
丙烯酸氨基甲酸酯涂料
丙烯酸聚氨酯干燥迅速,形成一个坚硬的表面后,涂层应用。它对严酷的化学物质抵抗力较差,需要额外的防护紫外线抑制剂以防止阳光中的紫外线。然而,它提供了坚固耐用的涂层,以及有效的抗芯片,使设备看起来新的,即使在极端恶劣的环境.
环氧底漆
最新的环氧底漆也采用铬无公害底漆配制,具有优异的磷酸酯液压流体阻力(抗Skydrol)和高耐腐蚀性。这些提供长潮湿的边缘,这有利于为大型飞机涂层。
环氧顶部涂料
环氧树脂当涂上适当的底漆时,产生坚硬、坚韧和耐化学物质的层底物.它们在耐水性和附着力方面优于聚氨酯。它们在固化过程中不易受潮。在处理环氧树脂时,皮肤会受到刺激,但环氧树脂不含异氰酸。
无溶剂的环氧树脂可用于厚膜,但在固化过程中具有较高的水分敏感性。这些无溶剂环氧树脂的使用寿命短,颜色稳定性差。与溶剂型环氧树脂不同,溶剂型环氧树脂的收缩率可达70%无溶剂类型不受薄膜收缩的影响。由于它们比聚氨酯更软,它们有更好的抗剥落性能。它们是钢管框架的首选。环氧树脂涂料也可用于螺旋桨叶片的涂层,提供耐磨和防腐保护。
铬酸锌是一种色素用于醇酸类、聚氨酯类、环氧类底漆中,具有不同配方的耐腐蚀性能。然而,它作为一种致癌物质受到监管机构的限制。
举足轻重的涂层包
专有的光发光涂层套件已经开发用于军用用途,这使得螺旋桨叶片的尖端和直升机转子在低可视性条件和夜间操作中可见。涂层系统可改善衣架,修理站,高手飞行器和空气安全性的人们的安全性。
聚酯 - 聚氨酯涂料
聚酯 - 聚氨酯组合涂层具有多种优点高固体具有多种成分,一般用于军用和商用航空的上光面涂饰。(找到问题的答案:在应用高固体涂层时需要考虑什么?)单独地,聚酯涂层通常提供内景所需的超高光泽,具有耐刮擦性和玻璃状透明薄膜。
先进的航空云母涂料
由于他们的异国情调外观,云母现在广泛用于飞机肝脏。这些易于修复,具有不同环境条件的灵活性和性能可调节性的额外优点。
结论
在制造飞机框架和部件之后,它们基本上受到耐腐蚀合金层,陶瓷和涂料的层涂覆。
涂完面漆后,工作只完成了一半,因为需要定期监测涂层效果,并定期采取纠正和预防措施。
- 关键措施必须包括所有表面的防潮。
- 腐蚀的盐沉积需要通过彻底的清洗(漂洗-清洁过程)来清除。
- 剥落的如果需要,剥离,打磨和底漆应用后需要修复或碎屑。
根据飞机的运行条件和基材的相容性选择合适的涂层对保证飞机的经济使用寿命很重要。