54航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING2009/3飞机采用机翼结构整体油箱设计后,微生物腐蚀成为飞机整体油箱最为严重且最为普遍的问题之一,严重威胁飞行的安 全1972 年 ,在波音 737 飞机整体油箱的内部发现有大量微生物繁殖现象 ;1996 年,我国某机场数十台发动机相继因燃油泵堵塞,造成发动机燃油系统不供油或供油不足,更换发动机后两个月,又出现同样故障,导致机场所有飞机停飞,后查明是微生物污染所致本文结合机务工程实践,分析了国内外本领域的文献资料和研究成果,研究给出了飞机油箱微生物腐蚀产生的原因、危害、控制方法及油箱的安全维护方法,对保证航空公司运营的经济性和飞机及机务人员的安全维护具有一定的参考价值整体油箱微生物腐蚀的原因由微生物产生的分泌物对飞机结构造成的腐蚀称为微生物腐蚀对于飞机结构来说,微生物腐蚀主要发生在结构油箱内影响结构油箱微生物繁殖的主要因素是霉菌孢子、燃油、水和温度航空燃油是霉菌的主要培养物霉菌孢子、真菌等有机物存在于我们生活的环境中,容易在燃油运输过程中进入燃油,并在适宜的生长环境下大量繁殖燃油在生产和运输过程的任一环节都可能被污染,当被污染的燃油进入飞机油箱时,就会引起油箱的腐蚀。
飞机油箱中的游离水及油、水分界面处是微生物繁殖的主要地方水主要来自于燃油的自身分解和空气的冷凝,由于水的密度比燃油大,会在油箱底部形成积水尽管飞机整体油箱都设计有排水装置,但由于长桁等结构件的影响,使得积水不能有效、彻底地排除微生物的生存除了水外,还需要一定的有机和无机营养物质燃油是一种碳氢化合物,其本身就是这些微生物合适的营养物一些高分子材料耐微生物腐蚀的能力不是很强,如大多数飞机整体油箱的密封胶防护严重的微生物腐蚀的性能不足,也成为某些微生物的营养源这些因素再加上适宜的温度下(25~35℃) ,为微生物的滋生繁殖创造了条件长期停场的飞机更容易发生微生物腐蚀霉菌分泌物能破坏油箱铝合金结构的表面保护涂层和密封胶微生物对防护涂层的腐蚀,一方面把防护涂层的有机物作为营养源,附着在其上生长繁殖,对其进行腐蚀,使其失去防护作用 ;另一方面,某些微生物的代谢产物也会对防护涂层造成腐蚀在严重的微生物腐蚀环境中,防护涂层一旦遭到破坏,便会使得基体金属(一般是20 24-T3 型铝合金)进一步受到腐蚀(一般呈点腐蚀形式) , 穿透油箱壁板, 导致油箱渗漏另外,随着油箱结构内微生物滞留时间增长,其腐蚀性也在增强,会造成油箱内部大面积腐蚀。
大量的微生物、微生物分泌物及其腐蚀产物凝结成黏稠的团状或絮状物会堵塞油滤、油泵、燃油调节器和燃油系统其他附件,直接影响到发动机的正常供油因此,及时对油箱内微生物的滋生情况进行认真的检查并进行相应的维护是十分必要的整体油箱微生物污染的预防与控制针对飞机整体油箱微生物腐蚀形成的原因,目前主要有以下几种预防控制措施1. 排除水分水是微生物生长的必要条件,因此要严格按照维修手册,做好燃油中水分的排放工作加油前保证加油车中油、水分离 ;随时检查、清洗微生物污染沉积物,确保排水通畅 ;尽量推迟放油时间,加油过程中或刚刚加完油时不可以进行放油工作2. 油箱清洁清洁油箱可以根除油箱内的微生物污染,防止死去的真菌残余物堵塞油滤,避免死去的真菌成为营养源如果油箱中受污染区域不大,可采用人工清洁油箱的方式如果受污染区域较大,或受污染区域无法接近,则可以使用压力清洁的方式对油箱进行清洁3. 油箱杀菌控制整体油箱微生物腐蚀的方法当中,最有效的方法便是使用生物杀菌剂虽然杀菌剂的种类很多,但真正适用于飞机整体油箱的微生物腐蚀及维护Microbial Corrosion of Aircraft Integral Fuel Tanks and Related Maintenance■ 冯振宇 陈磊 周惠文/中国民航大学飞机整体油箱的微生物腐蚀严重影响着飞机结构和燃油系统的安全。
本文系统探讨了飞机整体油箱微生物腐蚀的原因、危害及控制方法,并通过具体案例,对飞机油箱的安全维护提出了有价值的建议维 修 MAINTENANCE2009/3 航空维修与工程AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING航空燃油的却不多因为对用于航空燃油的杀菌剂有着相当高的要求,主要有以下几点要求●能充分溶于油中,并能迁移到水相 ;●对航空燃油本身性能无影响 ;●燃烧时对发动机性能无影响 ;●毒性必须使人能够接受,且不污染环境 ;●必须具有合适的抗菌谱目前,航空公司普遍使用的生物杀菌 剂 有 KATHON FP1.5 和 BIOBOR JF无论使用哪种杀菌剂都必须严格遵守杀菌时间、剂量的限制,杀菌前按要求调好生物杀菌剂的浓度表 1 规定了发动机所允许的杀菌剂的最大浓度,如果所加的浓度远远低于规定的最大浓度,则必须延长杀菌剂在燃油中的浸泡时间通常将杀菌剂按照一定的比例加入燃油,放置足够的时间以保证杀菌之后,随着燃油的燃烧消耗,杀菌剂也随之挥发出去4. 改进整体油箱防护涂层防护涂层与微生物的接触是最直接的为防止微生物长期大量繁殖后破坏整体油箱防护涂层进而腐蚀金属蒙皮,也在不断改进整体油箱防护涂层,但是仍然不能有效预防严重的微生物腐蚀。
因此,防护涂层只能作为一种辅助措施5. 加强维护工作维护工作主要包括严格控制燃油质量 ;完善地面储油及排放水系统,以减少燃油中的水分、杂质和微生物的污染 ;按规定排放油箱中的沉淀,定期检查油箱微生物腐蚀情况等 整体油箱的安全维护燃油是一种易燃、易爆、有毒的燃料,其主要成分是煤油或煤油与汽油的混合物,必要时还会加入高压丁烷或戊烷来提高燃油蒸气压力1. 油箱维护时避免点火源撞击、摩擦、明火、电火花、高温表面、发热自燃、绝热压缩、光和射线等都是火源例 如,1974 年,一架 DC- 8 飞机在更换 1 号主油箱增压泵时发生了爆炸1982 年, 一架停在机库内的DC-9 飞 机由千斤顶支起正准备进行油箱维护时突然发生爆炸,大火蔓延造成飞机大面积损坏研究表明,事故是由于留在辅助油箱前部的增压泵过热,点燃了燃油蒸气引起的另外,为避免油箱维护工作中产生静电和电磁辐射,飞机必须搭地线接地2. 做好油箱的通风工作油箱通风使作业场所中的有害气体、燃油蒸气或粉尘的浓度降到安全范围内,以保证维护人员身体健康,防止火灾和爆炸事故的发生通风也能保持油箱中氧的有效含量,以免造成窒息事故通常,当氧含量低于 18% 时(体积浓度)严禁进入油箱。
进行油箱维护工作时须戴防毒面具、护目镜,穿戴专用的防护衣及鞋帽,所有维护工具和设备也必须符合飞机制造商的有关规定如需长时间持续工作,最好安排多人轮流作业3. 油箱维护过程中其他注意事项(1) 建立 与周围隔离的检修安全区域,安全区域内不准任何机动车辆进入2) 准备充足的灭火设备3) 避免产生动火效果的机械行为,在进行油箱损伤区域的修整工作时需使用砂纸进行轻微的手工打磨,严禁使用动力工具4) 采 用蒸汽或惰性气体吹扫、清除设备和管道内剩余燃油5) 通 过强制通风或自然冷却,使油箱设备内介质温度低于 60℃6) 照明灯具 必须符合防潮、防爆等安全要求7) 油箱内 作业必须设专人监护并与设备内作业人员保持有效联系8) 作业 完工后需经检修人、监护人与质控人员三方共同检查设备内部,确认设备内无人员和工具、杂物后方可封闭油箱口盖板9) 从事飞 机燃油箱作业的所有人员都必须经过严格培训,熟悉并掌握燃油箱维护的程序及安全措施微生物腐蚀举例要判断油箱中有没有微生物腐蚀比较繁琐,一般是先取出油箱沉淀液进行霉菌培养,然后按发生腐蚀可能性的大小确定是否需要进行难度更大的检查但是,在实际工作中,微生物腐蚀常常容易与金属零部件磨损等相混淆,影响及时排故。
下面的例子是国内某航空公司的飞机遭受微生物腐蚀后的复杂排故过程2006年, 机组人员反映左发起动慢,维修人员几次对左发主燃油滤检查,均发现有粉末状物质,这些粉末状物质从发现至排故结束一直被称为“金属屑” 技术人员将左、右发燃油滤油样送往技术中心,并将检验结果先后给GE公司和波音公司各方的结论不同,有的认为是燃油泵内零件磨损 ;有的认为“金属屑”不是来自于燃油系统部件随后,该公司再次将左、右主燃油滤油样、APU 油滤油样送检波音对三次结果比较分析后,建议对主油箱进行检查在6C检时,维修人员首次进入飞机主油箱检查,在主油箱放油口处发现较多非金属物测试中心对油样依据ICP-AES法进行检验,证实非金属物占整个杂质的 95%以上,其余为少量的铁和铝进一步的微生物检验表明,左主油箱发现细菌、酵母菌、霉菌,而右、中主油箱没有发现任何微生物随表 1 发动机所允许的生物杀菌剂的浓度BIOBOR JF 270mg/LKATHON FP1.5 100mg/L种 类 浓 度56航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING2009/3介绍了超声波清洗的原理、特点、设备组成及清洗参数的选择,阐述了超声波清洗的主要用途及其在航空维修中的应用。
超声波清洗技术及其在航修中的应用在工业领域中的清洗方式一般包括手工清洗、有机溶剂清洗、蒸汽气相清洗、高压水射清洗和超声波清洗等超声波清洗技术的机理研究及设备开发与超声波清洗工艺研究及应用在我国已有近50年的历史上世纪80年代后,特别是90年代开始,由于先进制造技术的需求,超声波清洗技术的研究与超声波清洗设备的研制得到了迅速发展清洗原理当声波频率高达超过人耳听觉范围的频率极限(20kHz)时称作超声波它是一种交变声压 ,在液体中传播时能使液体出现稀疏状态和密集状态通过超声波发生器将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡(超声波),并以纵波的形式在清洗液中辐射在辐射波扩张的半波期间,清洗液的致密性被破坏并形成无数直径为50~500μm的充满 着溶液蒸汽的气泡在压缩的半波期间,气泡迅速闭合,以每秒2.5~2.8万次的频率在液体中产生出数千万个大气压的微核波这种现象称为“空化”效应清洗液产生空化的最低声强和声压幅值称为空化阈在“空化”效应的连续作用下,清洗液的渗透作用加强,声学辐射压力与声学毛细效应 促使清洗介质渗入工件表面的微小凹陷和微孔,脉动搅拌加剧,溶解、分散和乳化加速这样,工件表面或隐蔽处的污垢被爆裂和剥落,从而将工件彻底清洗干净。
这个过程纯属一种物理效应,对工件与环境无任何污染清洗特点由于超声波清洗采用非氟氯烃(ODS-Ozone DepletingSubstance臭氧层消耗物质)类清洗技术,具有化学性能稳定、去污力强、毒性低、与金属及非金属材料有极好相溶性及安全速干等优点,而且超声波清洗是绿色清洗此外,超声波清洗速度快、工效高,清洗 可大大提高被清洗制件表面的洁净度,这在电子、航空、航天等高精尖科学技术发展中尤为重要超声波清洗法适用于清洗几何形状复杂的工件(如带有盲孔、深孔、弯孔、狭缝的工件)和不同材料的组合件,尤其适用于精度高、光洁度高、清洗质量要求高的航空零件的清洗特别是在大批量的小制件(或部件)清洗时,超声波清洗可以大大降低清洗作业的劳动强度只要零件浸到声场存在的地方,都具有清洗作用清洗设备组成超声波清洗设备无论功率大小,基本上都是由清洗槽、换能器和超声波发生器组成,其中超声清洗机发生器包括振荡器、激励器、功率放大器、电源4个组成部分大型多槽式超声波清洗设备还包括机械传动装置、清洗液回流过滤装置、温度控制装置、喷流装置和烘干设备,如果是气相式超声波设备还包括一台冷水机若采用碳氢化合物溶剂清洗,则还需真空及干燥设备。
超声波清洗参数1. 功率的选择超声波清洗效果不一定与所加功率和工作时间成正比例如,选用小功率花费很长时间也不能清除污垢,但当功率达到一定。