文/李金桂·北京航空材料研究院
 

　　本文通過(guò)已發(fā)生的腐蝕故障的回顧,引發(fā)思考,提出要確保飛行安金、使用壽命,只有從源頭設(shè)計(jì)開(kāi)始,實(shí)施全員參加的全方位全過(guò)程的腐蝕控制系統(tǒng)工程才能達(dá)到目標(biāo):提高飛行可靠性、延長(zhǎng)使用壽命、減少故障發(fā)生、減少使用維修費(fèi)用。
 

　　1956年我國(guó)制造的第一架?chē)姎怙w機(jī)飛上藍(lán)天，至今已發(fā)展了適應(yīng)現(xiàn)狀戰(zhàn)爭(zhēng)需要的多種類(lèi)機(jī)型和以五位數(shù)計(jì)算的飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)及其配套的機(jī)載設(shè)備。這些物體不可避免地要經(jīng)受所在地域的周?chē)h(huán)境(溫度、濕度、污染了的空氣等)的侵蝕和它們本身運(yùn)行環(huán)境的作用，從而導(dǎo)致制作這些物體的材料的變質(zhì)和破壞，稱之為材料的腐蝕(包括金屬的腐蝕、非金屬的老化)。這些材料變質(zhì)和破壞到一定程度后，會(huì)在高空、高速、高應(yīng)力等因素的協(xié)同作用下誘發(fā)事故，嚴(yán)重的導(dǎo)致機(jī)毀人亡。
 

結(jié)構(gòu)腐蝕造成的損失
 

　　追溯過(guò)去,飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的種種表現(xiàn),可以發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)明顯特點(diǎn):
 

　　(1)隨機(jī)性很強(qiáng)。不同機(jī)型,有的腐蝕重,有的腐蝕輕;同—機(jī)型,不同地域、空域(南方、北方、沿海、內(nèi)陸),腐蝕差異更大;機(jī)上不同位置構(gòu)件,腐蝕差別顯著。
 

　　(2)偶然性不斷。例如某發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)—級(jí)轉(zhuǎn)子葉片由于晶間腐蝕誘發(fā)應(yīng)力腐蝕折斷,有105h斷、有83h斷、有61h斷、還有20h26min斷的,這真是偶然發(fā)生的嗎?
 

　　(3)存在集中性。從材料上講,鎂合金最易腐蝕、T6狀態(tài)的鋁合金也易腐蝕,但誘發(fā)重大腐蝕故障的往往又是不銹鋼和高強(qiáng)度鋼;從結(jié)構(gòu)上講,腐蝕多集中在蓄電池艙、油箱艙、起落架易積水處等。
 

　　然而,通過(guò)分析不難發(fā)現(xiàn),飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的根本所在,是那些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,密封不好、易于積水、易于納污、易于遭受濕熱環(huán)境侵蝕的部位;或設(shè)計(jì)選用材料或鍍涂層不恰當(dāng),選擇了不耐蝕的材料;或制造過(guò)程破壞了材料固有的耐蝕性的零部件。應(yīng)該說(shuō),腐蝕是環(huán)境介質(zhì)侵蝕下的—種必然現(xiàn)象,引起飛機(jī)重大事故的腐蝕決不偶然,必定是哪一個(gè)環(huán)節(jié)有了問(wèn)題。
 

　　國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)早年提出的報(bào)告就指出,腐蝕和疲勞是造成飛機(jī)提前損壞的兩大因素,而純粹的疲勞是沒(méi)有的,多為環(huán)境介質(zhì)作用下的腐蝕疲勞。
 

飛行事故引發(fā)的思考
 

　　早期英國(guó)彗星式民用客機(jī)、美國(guó)FH1戰(zhàn)斗機(jī)由于應(yīng)力腐蝕發(fā)生空中墜毀,—時(shí),在國(guó)際上引起轟動(dòng),腐蝕也會(huì)引起機(jī)毀人亡?
 

　　1981年8月22日我國(guó)臺(tái)灣民航客機(jī)B-737空中失事,八個(gè)月后查明是由于該機(jī)經(jīng)常運(yùn)輸活魚(yú)海產(chǎn),機(jī)身下部高強(qiáng)度鋁合金結(jié)構(gòu)件多處發(fā)生嚴(yán)重的晶間腐蝕、剝蝕,出現(xiàn)裂紋和孔洞,在空中增壓時(shí)產(chǎn)生急速破裂,引發(fā)爆破解體,導(dǎo)致機(jī)毀人亡。
 

　　1981年11月,我國(guó)—架直升飛機(jī),由于1號(hào)槳葉大梁腐蝕疲勞折斷而導(dǎo)致飛機(jī)空中解體。
 

　　1982年9月17日一架日本航空公司的DC-8客機(jī)在上海機(jī)場(chǎng)著陸時(shí),沖出跑道,造成幾十人受傷,事后查明是緊急剎車(chē)用的高壓氣瓶?jī)?nèi)壁應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂而爆破,損壞了液壓系統(tǒng)及部分附件,致使正常剎車(chē)和應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)全部失效而釀成事故;美國(guó)阿波羅號(hào)登月火箭貯存N2O4器在試驗(yàn)期間發(fā)生爆裂,推遲登月半年有余。
 

　　隨著高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度材料的使用,沿海或海上用飛機(jī)的增多,腐蝕引發(fā)的事故不斷,見(jiàn)怪不怪,腐蝕確實(shí)會(huì)誘發(fā)飛行事故,逐漸被人們所認(rèn)知。
 

　　中央翼盒受力構(gòu)件嚴(yán)重腐蝕
 

　　某型轟炸機(jī)在維修時(shí)發(fā)現(xiàn)中央翼盒受力構(gòu)件腐蝕嚴(yán)重,后查該型飛機(jī)普遍存在同類(lèi)問(wèn)題。
 

　　進(jìn)—步追查發(fā)現(xiàn)該型飛機(jī)排水孔過(guò)小,機(jī)身密封水平差,下雨時(shí)有滲漏水進(jìn)入,溫差大時(shí)有凝露產(chǎn)生,滲漏水、凝露水排放不及時(shí),引起腐蝕,腐蝕產(chǎn)物堵住小孔,腐蝕加劇進(jìn)行,不得不整個(gè)中央翼盒拆除,造成重大損失。
 

　　后來(lái),設(shè)計(jì)更改圖紙,將排水孔直徑加大—倍,才解決—大群飛機(jī)的這個(gè)腐蝕問(wèn)題。設(shè)計(jì)合理是預(yù)防腐蝕、避免腐蝕的最根本、最重要的措施。
 

　　WP6九級(jí)盤(pán)鎘脆
 

　　—小彈簧片鍍鋅改為鍍鎘,該處溫度已超過(guò)320℃ ,鎘鍍層熔化甩于九級(jí)盤(pán)輪緣,在高速旋轉(zhuǎn),很高離心應(yīng)力作用下,出現(xiàn)鎘熔融金屬作用下的應(yīng)力腐蝕(簡(jiǎn)稱為鎘脆),導(dǎo)致九級(jí)壓氣機(jī)盤(pán)爆裂事故,如圖1所示。
 

　　事故引發(fā)幾點(diǎn)值得思考:
 

　　(1)爆裂盤(pán)飛出將飛機(jī)切成兩半,造成三起—等事故,慘不忍睹,犧牲三位飛行員、毀了三架飛機(jī),幾百架飛機(jī)停飛返廠更換九級(jí)盤(pán)及其相關(guān)零件,造成數(shù)千萬(wàn)元直接經(jīng)濟(jì)損失外,誘發(fā)其他飛行員的“恐飛癥”懼怕飛行,對(duì)國(guó)防造成的損失如何計(jì)算。
 

　　(2)工廠申請(qǐng)將鍍鋅更改為鍍鎘,是否清楚更換件所處工作環(huán)境,鎘鍍層能否適應(yīng)。
 

　　(3)主管設(shè)計(jì)員是否忘記該處的確切環(huán)境溫度,竟然也同意更改。
 

　　(4)設(shè)計(jì)所和工廠所擁有的文件,對(duì)鎘鍍層的適用范圍有無(wú)確切規(guī)定?有何教訓(xùn)?
 

　　多年來(lái),類(lèi)似的鎘脆故障不斷。
 

　　某發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)噴嘴為蒙耐爾合金鍍鎘,帶著鍍鎘層進(jìn)行補(bǔ)焊,鍍鎘層熔化,滲入基體,工廠試車(chē)時(shí)引發(fā)零件脆性斷裂。
 

　　某直升機(jī)旋翼大梁連接螺栓為高強(qiáng)度鋼3OCrMnSiA鍍鎘,在165±5℃溫度下進(jìn)行樹(shù)脂組裝固化處理,由于儀表失控,實(shí)際固化溫度為344℃,螺栓鍍鎘層熔化滲入,分解時(shí)螺栓頭脫落。
 

　　某殲擊機(jī)中軸承蓋螺栓為12Cr2Ni4WA鍍鎘,多次發(fā)現(xiàn),返修拆卸時(shí)螺栓沿螺紋根部斷烈,經(jīng)查是鎘脆導(dǎo)致。

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