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1、民用飞机的腐蚀民用飞机的腐蚀n n腐蚀的定义、起因n n腐蚀的类型n n腐蚀的检查n n常用金属材料的腐蚀特性与外观n n覆盖层系统n n化学制剂的使用n n腐蚀的去除与修整腐蚀的定义腐蚀的定义n n我们都知道，除了极少数的贵金属，绝大多数的金属在自然条件下都会遭受不同程度的变质或损坏。在结构材料的各种破坏形式中，腐蚀问题对于延长金属构件的使用寿命，保持飞机适航有着莫大的关系。n nSRM中对腐蚀的定义为：腐蚀是金属因发生化学或电化学作用而引起的破坏。1 1腐蚀的定义腐蚀的定义n n在这里需要强调两点：在这里需要强调两点：1.1.金属或合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用金属或合金的腐蚀主要是
2、由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物的作用。例如应力腐蚀开裂就是应力和化学物质的作用。例如应力腐蚀开裂就是应力和化学物质共同作用的结果。共同作用的结果。2.2.腐蚀习惯上被称为腐蚀习惯上被称为“生锈生锈”。“生锈生锈”仅用于铁仅用于铁及铁基合金以水合氧化铁为主要腐蚀产物时的腐及铁基合金以水合氧化铁为主要腐蚀产物时的腐蚀现象，但非铁基金属腐蚀时并不生锈，往往形蚀现象，但非铁基金属腐蚀时并不生锈，往往形成可溶的金属氧化物、氢氧化物。成可溶的金属氧化物、氢氧化物。n n一句话概括：腐蚀是金属性能的变劣。一句话概括：腐蚀是金属性能的变
3、劣。腐蚀的起因腐蚀的起因n n按照腐蚀的定义，可将腐蚀分为化学腐蚀与电化按照腐蚀的定义，可将腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两类。学腐蚀两类。n n化学腐蚀是金属和非电解质（酒精、石油）或干化学腐蚀是金属和非电解质（酒精、石油）或干燥的气体相互作用产生的腐蚀。气体腐蚀是其重燥的气体相互作用产生的腐蚀。气体腐蚀是其重要形式。要形式。n n电化学腐蚀是金属在导电液体（电解质溶液）中电化学腐蚀是金属在导电液体（电解质溶液）中由于电化学作用而导致的腐蚀。大气腐蚀、海水由于电化学作用而导致的腐蚀。大气腐蚀、海水腐蚀都属于电化学腐蚀。腐蚀都属于电化学腐蚀。n n辨别标准是有无腐蚀电流的产生。若无，则是化辨别标
4、准是有无腐蚀电流的产生。若无，则是化学腐蚀；反之。则是电化学腐蚀。学腐蚀；反之。则是电化学腐蚀。腐蚀的起因腐蚀的起因n n一些实例：n n发动机的燃烧室、导向叶片、涡轮叶片等结构中的重要零件由于气体腐蚀而遭受严重破坏。n n当钢铁制件暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，使钢铁表面覆盖一层水膜。工业发达地区的空气中含有大量二氧化碳、二氧化硫等酸性气体，而沿海地区的空气中含有盐份。这些气体溶于水膜中，就可能发生腐蚀。腐蚀的起因腐蚀的起因n n金属在电解质溶液的腐蚀是由于腐蚀原电池的作金属在电解质溶液的腐蚀是由于腐蚀原电池的作用而引起的。用而引起的。n n如果把两种电极电位如果把两种电极电位*不
5、同的金属同时放在同一种不同的金属同时放在同一种电解液中，并把他们用导线连接起来，便组成了电解液中，并把他们用导线连接起来，便组成了腐蚀原电池。如把铜和锌同时放在稀硫酸中。腐蚀原电池。如把铜和锌同时放在稀硫酸中。n n在腐蚀研究领域中，把电极电位较低的称为阳极，在腐蚀研究领域中，把电极电位较低的称为阳极，阳极被腐蚀；把电极电位较高的称为阴极，阴极阳极被腐蚀；把电极电位较高的称为阴极，阴极被保护。这里金属锌遭到了腐蚀。也可以说，较被保护。这里金属锌遭到了腐蚀。也可以说，较活泼的金属被腐蚀，较不活泼的金属被保护。活泼的金属被腐蚀，较不活泼的金属被保护。n n电极电位：金属浸于电解质溶液中，金属表面与
6、电极电位：金属浸于电解质溶液中，金属表面与溶液间产生电位差，这种电位差称为金属在此溶溶液间产生电位差，这种电位差称为金属在此溶液中的电极电位。（见表液中的电极电位。（见表1 1）腐蚀的起因腐蚀的起因表表1 1 在在2525水溶液中，某些金属和气体反应的标准电极水溶液中，某些金属和气体反应的标准电极电位电位腐蚀的起因腐蚀的起因n n腐蚀原电池也叫宏观腐蚀电池，其模型如下图：腐蚀原电池也叫宏观腐蚀电池，其模型如下图：腐蚀的起因腐蚀的起因n n分析腐蚀电池的工作原理，其必须满足的条件有三个：n n不同金属之间要存在电位差；n n具有不同电位的金属要相互接触；n n相互接触的金属共存于电解液中。n n
7、这三个条件是造成电化学腐蚀的充分必要条件，缺一不可。腐蚀的起因腐蚀的起因n n实际上，在电解液中的两种金属，不一定非要导线连接才能组成腐蚀原电池，两种金属直接接触也能组成腐蚀电池。例如，在大气条件下，铜与铁直接接触，如果在它们的表面上凝聚了一层水膜，也就组成了一个腐蚀电池。在该腐蚀电池中，通过铁和铜直接接触（短路）来传递电子，结果使金属铁遭到腐蚀。在自然界中，由不同金属直接接触的构件在海水，大气或酸、碱、盐水溶液中所发生的腐蚀，往往称作电偶腐蚀。腐蚀的起因腐蚀的起因腐蚀的起因腐蚀的起因剥落保护层退化货仓渗漏意外污染排水差基础设计材料保护层工艺不够制造工艺飞机内部环境条件水汽凝结操作环境沿海地区
8、维护问题疏忽腐蚀原因腐蚀的起因腐蚀的起因n n飞机在加工（包括冷、热加工，防护处理等整个加工过程）、装配、运输、飞行、停飞和修理中任何一个环节都可能发生腐蚀。n n如果选材不当，采取了不恰当的生产工艺，不恰当的保护涂层（或涂层由于本身的老化和外界条件的侵蚀而变质）、不恰当的装配及维修，缺乏腐蚀控制措施、运输过程中发生的腐蚀性化学制剂的偶然外溢造成的污染等，都将会给腐蚀的产生创造条件。腐蚀的起因腐蚀的起因n n正确的使用和维护涂层系统可以有效的防止腐蚀。在涂层损坏正确的使用和维护涂层系统可以有效的防止腐蚀。在涂层损坏的区域，水气及其他腐蚀介质进入与基体金属接触，从而导致的区域，水气及其他腐蚀介质
9、进入与基体金属接触，从而导致腐蚀开始。腐蚀开始。腐蚀的起因腐蚀的起因n n如果排水通道堵塞或排水阀失效，污染物和湿气的聚集会如果排水通道堵塞或排水阀失效，污染物和湿气的聚集会导致腐蚀。导致腐蚀。腐蚀的起因腐蚀的起因n n维护人员决定不了货物的类型或容器的完整性。维护人员决定不了货物的类型或容器的完整性。如图，在货舱卸载时发现破裂的容器。如图，在货舱卸载时发现破裂的容器。腐蚀的起因腐蚀的起因n n运输大型活畜同样是带来腐蚀的外因，因为它们的体汗和运输大型活畜同样是带来腐蚀的外因，因为它们的体汗和排泄物中含有大量的盐分和尿素等腐蚀性介质，在运输过排泄物中含有大量的盐分和尿素等腐蚀性介质，在运输过程
10、中需要给予特别的注意。程中需要给予特别的注意。腐蚀的起因腐蚀的起因n n运输海鲜的货舱地板区域会遭到严重的腐蚀，这运输海鲜的货舱地板区域会遭到严重的腐蚀，这是由于对海鲜的包装不严密或散包，致使海水是由于对海鲜的包装不严密或散包，致使海水（盐溶液）外溢的缘故，腐蚀程度和维修费用相（盐溶液）外溢的缘故，腐蚀程度和维修费用相当昂贵。当昂贵。腐蚀的类型腐蚀的类型n n金属的腐蚀破坏有多种形式，主要有表面腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、磨蚀、应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳等。金属材料或构件以哪种形式发生腐蚀破坏，取决于材料的成分和组织、构件的结构形式以及外部的环境条件等各种因素。各种腐蚀破坏形式有其自
11、己的特征和腐蚀破坏机理，但它们之间总是有或多或少的联系。有时，同一金属构件上，往往同时发生几种不同类型的腐蚀破坏。表面腐蚀（均匀腐蚀）表面腐蚀（均匀腐蚀）图图9 7379 737后增压隔框长桁上的表面腐蚀后增压隔框长桁上的表面腐蚀表面腐蚀（均匀腐蚀）表面腐蚀（均匀腐蚀）n n表面腐蚀表现为金属表面可见的均匀腐蚀，它直接由化学侵蚀作用而引起，腐蚀的结果是使金属构件变薄，直到最后发生破坏。制件没有涂敷涂层，或不合理地施用保护性涂层和密封剂，或保护性涂层由于机械磨损而破坏，都会导致表面腐蚀的产生。如果不及时去除，将发展成为点状腐蚀和晶间腐蚀，导致结构件强度大大减弱。n n防护措施：保持表面覆盖层完美
12、无损。电偶腐蚀电偶腐蚀图图10 10 座椅导轨定位孔处的电偶腐蚀座椅导轨定位孔处的电偶腐蚀电偶腐蚀电偶腐蚀n n金属与电极更正的另一种金属或非金属导体（石墨和碳纤维复合材料）相互接触时引起的加速腐蚀，称为电偶腐蚀。n n电偶腐蚀主要发生在两种不同金属接触的边缘附近，而在远离接触边缘的区域，腐蚀程度要轻的多。通常以白色或灰色的粉状颗粒出现在金属制件上为特征，常见于搭接、铆接部分。电偶腐蚀电偶腐蚀n n在双金属电偶腐蚀中，阴阳两极相对面积比有着在双金属电偶腐蚀中，阴阳两极相对面积比有着重要意义。阳极被腐蚀，因此阳极要尽量大。例重要意义。阳极被腐蚀，因此阳极要尽量大。例如：在同样的条件下，铜铆钉铆接
13、钢板与钢铆钉如：在同样的条件下，铜铆钉铆接钢板与钢铆钉铆接铜板，由于钢的电位较负，为阳极，钢板腐铆接铜板，由于钢的电位较负，为阳极，钢板腐蚀之后与铜铆钉的连接依然很牢固而钢铆钉却完蚀之后与铜铆钉的连接依然很牢固而钢铆钉却完全腐蚀破坏了。大阴极小阳极的状况是极为有害全腐蚀破坏了。大阴极小阳极的状况是极为有害的。的。n n防护措施：防护措施：减少相接触金属的电极电位差减少相接触金属的电极电位差采取绝缘措施，加绝缘垫片、密封剂以隔离金属采取绝缘措施，加绝缘垫片、密封剂以隔离金属采用缓蚀剂进行保护，阻止腐蚀介质的侵蚀采用缓蚀剂进行保护，阻止腐蚀介质的侵蚀缝隙腐蚀缝隙腐蚀图图11 11 蒙皮内表面与其长
14、桁的腐蚀蒙皮内表面与其长桁的腐蚀缝隙腐蚀缝隙腐蚀n n在两个金属表面或金属与非金属表面之间的缝隙内发生的强烈的局部腐蚀。一条缝隙要具备缝隙腐蚀的条件是缝隙必须宽到液体能流入，但又必须窄到能维持静滞状态。n n机翼蒙皮搭接处、机身搭接连接处、翼梁的腹板与缘条间的缝隙处、垫片（铆钉、螺帽）下的缝隙处都是经常发生缝隙腐蚀的地方。缝隙腐蚀缝隙腐蚀图图12 12 缝隙腐蚀示意图缝隙腐蚀示意图n n防护措施：及时排掉狭缝结构和液体滞留区的沉防护措施：及时排掉狭缝结构和液体滞留区的沉积物和液体；采用驱水防腐剂（积物和液体；采用驱水防腐剂（BMS3-23BMS3-23）点蚀点蚀图图13 13 漆层去除之后的点
15、蚀对比漆层去除之后的点蚀对比点蚀点蚀n n点蚀是在局部出现腐蚀小孔并向纵深处发展的一种极为隐蔽的局部腐蚀状态。n n铁、铜、铝和镁等易钝化金属都容易发生点蚀，点蚀的检查很困难（蚀孔很小并常被腐蚀产物所覆盖），蚀孔往往穿透金属构件而造成“跑、冒、滴、漏”。n n油箱内由于微生物腐蚀常出现点蚀。地板梁上、机翼蒙皮等处也经常发生点蚀。n n防护措施：保持完美的涂层。剥蚀剥蚀图图14 76714 767货舱货舱7075-T67075-T6失效安全带的剥蚀破坏失效安全带的剥蚀破坏剥蚀剥蚀n n剥蚀是一种晶间腐蚀，沿着晶界进行，其往往从剥蚀是一种晶间腐蚀，沿着晶界进行，其往往从点蚀开始。一些高强度铝合金在
16、受力状态下对晶点蚀开始。一些高强度铝合金在受力状态下对晶间腐蚀特别敏感，严重的剥蚀可使材料使用寿命间腐蚀特别敏感，严重的剥蚀可使材料使用寿命降低降低40%40%以上。以上。n n经过锻压或轧制成型的铝合金制件，具有与合金经过锻压或轧制成型的铝合金制件，具有与合金表面接近于平行的宽长而扁平的晶粒结构。晶间表面接近于平行的宽长而扁平的晶粒结构。晶间腐蚀就是在这种高度方向性的组织中发展，破坏腐蚀就是在这种高度方向性的组织中发展，破坏晶粒间的结合力。发展到一定程度后，由于腐蚀晶粒间的结合力。发展到一定程度后，由于腐蚀产物的体积大于所消耗的金属体积，从而产生产物的体积大于所消耗的金属体积，从而产生“楔入效应楔入效应”，形成一种张应力，使得失去结合力，形成一种张应力，使得失去结合力的晶粒向上撬起，撑开上面未腐蚀的金属层，造的晶粒向上撬起，撑开上面未腐蚀的金属层，造成了金属表面的开裂与剥落。成了金属表面的开裂与剥落。剥蚀剥蚀n n剥蚀是沿着平行于材料表面的平面上发生地腐蚀引起的层状剥离。又称层状腐蚀。通常，这种破坏发生在晶界处。由于在那里生成的腐蚀产物溶胀产生的张应力，使得一些面与材料脱开，产生分层
