飛機(jī)結(jié)構(gòu)中緩蝕劑的應(yīng)用研究

付友波 安彥

摘 要 腐蝕防護(hù)控制是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)長壽命、高可靠性、低維修成本的重要保證，貫穿于飛機(jī)全生命周期階段。飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中緩蝕劑作為腐蝕防護(hù)的補(bǔ)充手段能夠延緩腐蝕產(chǎn)生及擴(kuò)展。本文總結(jié)了國內(nèi)外緩蝕劑的應(yīng)用情況以及可噴涂和禁噴涂的部位，并選擇了兩型緩蝕劑與對應(yīng)的清漆開展鹽霧對比試驗(yàn)，對結(jié)果進(jìn)行了分析，為后續(xù)緩蝕劑的選用和如何使用緩蝕劑提出了建議。

關(guān)鍵詞 緩蝕劑;腐蝕防護(hù);飛機(jī)結(jié)構(gòu)

引言

在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行腐蝕防護(hù)控制是最經(jīng)濟(jì)、最易實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)將腐蝕防護(hù)控制貫穿于飛機(jī)使用的全壽命周期。腐蝕防護(hù)控制是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)長壽命、高可靠性、低維修成本的重要保證。腐蝕防護(hù)控制涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)型、選材、工藝、表面處理及防護(hù)、結(jié)構(gòu)密封與排水、應(yīng)力和變形控制等，是一項(xiàng)多專業(yè)、跨學(xué)科的綜合技術(shù)，是貫穿于飛機(jī)全生命周期的系統(tǒng)工程。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)決定了機(jī)體結(jié)構(gòu)的固有抗腐蝕特性，使用維護(hù)是保持機(jī)體結(jié)構(gòu)固有抗腐蝕特性的重要措施。

1 概述

新舟60機(jī)的結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)與波音、空客飛機(jī)基本相同。但在緩蝕劑應(yīng)用上，與波音、空客仍存在一定差距，存在一定的腐蝕問題，開展緩蝕劑的應(yīng)用研究十分必要。使用緩蝕劑處理可以提供附加的防腐措施，緩蝕劑用于結(jié)構(gòu)裝配件的最后一道防護(hù)，用于增強(qiáng)已有的防護(hù)體系，或者在使用維護(hù)中用于涂層損傷處。緩蝕劑本身是極性化合物，表面張力低，能填充進(jìn)很小的空穴，并能置換任何和它接觸的水分;此外它還有滲入裂縫、連接處和縫隙的能力，能先于水分滲入到縫隙并將水分?jǐn)D出縫隙，從而防止水分和腐蝕劑與金屬直接接觸而產(chǎn)生腐蝕。緩蝕劑成分含樹脂、脫水添加劑、多種有機(jī)緩蝕劑、醇類助劑等，是一種揮發(fā)性液體，噴涂或刷涂在需要保護(hù)的飛機(jī)機(jī)體表面，可去除機(jī)體表面的水分和鹽分，并很快形成一層透明硬膜[1]。

2 國內(nèi)應(yīng)用情況

2.1 應(yīng)用種類

（1）國產(chǎn)型硬膜脫水緩蝕劑

國產(chǎn)新型緩蝕劑可適用于密封劑HM109和HM301。可采用刷涂、噴涂、流體膜涂敷、灌涂等涂敷方式，最佳干膜厚度25～50μm，允許適度過量涂敷。涂敷時(shí)，要求先將需要涂敷的縫隙、接頭和緊固件進(jìn)行流體膜涂敷或刷涂，然后刷涂或噴涂其他部位表面。室溫條件下緩蝕劑表干需4h，完全固化需72h，加熱條件下可相應(yīng)縮短固化時(shí)間。干燥后形成不可轉(zhuǎn)移的膜層等硬膜特性。

（2）Z-329緩蝕劑

該緩蝕劑已廣泛得到應(yīng)用，涂敷后零組件需在室溫條件下固化7天，涂敷工藝規(guī)范較成熟。

2.2 噴涂部位

空客、波音飛機(jī)噴涂緩蝕劑的具體部位有：

（1）操縱面運(yùn)動(dòng)時(shí)暴露在大氣中的結(jié)構(gòu)，如機(jī)翼前緣艙和后緣艙中露出的部分;

（2）積水又不易排掉的部位，如機(jī)身艙底部內(nèi)表面;

（3）易接觸腐蝕性液體的部位，如廚房和廁所下部結(jié)構(gòu);

（4）干安裝的緊固件;

（5）涂層或密封劑變質(zhì)區(qū)域的所有連接縫處;

（6）緊固件周圍的漆膜已破壞處;

（7）使用過程中發(fā)生過腐蝕的部位;

（8）凡是廠家涂過緩蝕劑的部位，在修理時(shí)都要再涂緩蝕劑。

2.3 噴涂厚度

緩蝕劑并不是膜越厚越好。因?yàn)榫徫g劑越厚，飛機(jī)增加的重量就越多。其次是緩蝕劑的閃點(diǎn)較低，溫度稍高時(shí)，緩蝕劑會(huì)釋放出可燃?xì)怏w，與空氣混合達(dá)到一定比例后發(fā)生爆炸，因此緩蝕劑太厚會(huì)降低飛機(jī)的防火性能。波音飛機(jī)常用緩蝕劑的標(biāo)準(zhǔn)膜厚：AV8的標(biāo)準(zhǔn)膜厚為8μm、AV100D的標(biāo)準(zhǔn)膜厚為100μm、AV-30的標(biāo)準(zhǔn)膜厚為30μm[2]。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

（1）選取國外緩蝕劑Z-329、國內(nèi)型緩蝕劑、氯乙烯防腐蝕清漆G52-2，采用機(jī)身壁板結(jié)構(gòu)、表面處理方式、涂層體系、密封劑以及標(biāo)準(zhǔn)件等進(jìn)行2000h的鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目如下：

①不同表面處理狀態(tài)下，不同緩蝕劑防腐效果對比試驗(yàn)，試驗(yàn)件見圖1，結(jié)果見表1;

②有密封劑參與時(shí)不同緩蝕劑防腐效果對比試驗(yàn)，試驗(yàn)件見圖2，結(jié)果見表2;

③有標(biāo)準(zhǔn)件參與的不同緩蝕劑對內(nèi)、外表面涂層的耐蝕性效果對比，試驗(yàn)件見圖3，結(jié)果見表3。

（2）試驗(yàn)表明緩蝕劑和清漆均可提供附加防腐能力。而緩蝕劑Z-329的防腐蝕效果優(yōu)于國產(chǎn)新型緩蝕劑。氯乙烯防腐蝕清漆與Z-329緩蝕劑的防腐能力相當(dāng)，國產(chǎn)新型緩蝕劑防腐蝕性能略好。原因在于G52-2的黏度小，易在試件表面鋪開，滲透力強(qiáng)，能對試件形成完整的表面防護(hù)層。緩蝕劑能在緊固件及其周圍縫隙起到一定的防腐蝕作用。在涂面漆的試件表面上，Z-329緩蝕劑存在鼓起、開裂和脫落現(xiàn)象，而在涂底漆的試件上未見此現(xiàn)象，原因在于緩蝕劑與底漆的結(jié)合力更強(qiáng)，緩蝕劑與面漆的結(jié)合力稍弱。

4 結(jié)束語

通過試驗(yàn)驗(yàn)證，在某型機(jī)典型結(jié)構(gòu)腐蝕部位涂敷緩蝕劑Z-329進(jìn)行防腐，能對腐蝕嚴(yán)重區(qū)域形成保護(hù)膜，提供附加防腐蝕能力，達(dá)到防腐蝕目的。通過此次研究，完成了緩蝕劑環(huán)境、相容性試驗(yàn)，驗(yàn)證了緩蝕劑的防腐蝕能力，為型號(hào)的研制打下了基礎(chǔ)，為后續(xù)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和新思路，取得了良好效果。針對緩蝕劑的耐高溫性能、使用壽命、飛機(jī)上具體的噴涂部位、噴涂時(shí)機(jī)、更換周期等需進(jìn)行更加深入的研究。結(jié)合緩蝕劑在國外飛機(jī)應(yīng)用情況和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及緩蝕劑可減緩腐蝕，臨時(shí)代替涂層進(jìn)行防腐等優(yōu)點(diǎn)，建議后續(xù)飛機(jī)噴涂緩蝕劑進(jìn)行腐蝕防護(hù)控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱辰，邱實(shí).緩蝕劑及其在飛機(jī)上的應(yīng)用[J].裝備環(huán)境工程，2013， （5）：96-99.

[2] 張勇.緩蝕劑對LY12鋁合金搭接件疲勞壽命的影響.腐蝕與防護(hù)，2013，34（8）：679-682.

作者簡介：

付友波（1982-），男，四川安岳人;學(xué)歷：大學(xué)本科，高級工程師，現(xiàn)就職單位：航空工業(yè)西飛，研究方向：飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

安彥（1965-），男，陜西銅川人;學(xué)歷：碩士研究生，研究員級高工，現(xiàn)就職單位：航空工業(yè)西飛，研究方向：飛機(jī)設(shè)計(jì)。