芻議航空發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕問題及控制措施

（中國民用航空飛行學(xué)院機(jī)務(wù)處，四川 廣漢 618307）

芻議航空發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕問題及控制措施

鄒葆華

（中國民用航空飛行學(xué)院機(jī)務(wù)處，四川 廣漢 618307）

航空運(yùn)行和檢修過程常發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕情況，這些問題可能給航空發(fā)動(dòng)機(jī)造成安全隱患。本文分析了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕問題，探討了腐蝕的產(chǎn)生機(jī)理和對(duì)發(fā)動(dòng)力零部件造成的影響，總結(jié)出控制發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕的措施。

航空；發(fā)動(dòng)機(jī)；腐蝕；控制措施

造成飛機(jī)失效的因素主要包括腐蝕和疲勞兩類，其中的疲勞主要是指在環(huán)境的作用下，飛機(jī)受到腐蝕而出現(xiàn)的疲勞，這種腐蝕會(huì)影響到飛機(jī)零部件的使用壽命。對(duì)于一些處于低緯度或沿海地區(qū)的機(jī)場(chǎng)來說，其所處地區(qū)的氣候類型主要包括北溫帶、熱帶和亞熱帶地區(qū)，這些地區(qū)的氣候較濕潤(rùn)、氣候炎熱，經(jīng)常降雨，空氣的濕度較大。同時(shí)大部分沿海地區(qū)都屬于工業(yè)聚集區(qū)，當(dāng)?shù)氐目諝馕廴据^嚴(yán)重。飛機(jī)在這些復(fù)雜因素的作用下，很容易受到腐蝕，進(jìn)而造成發(fā)動(dòng)機(jī)的破壞。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕對(duì)其使用壽命造成的影響

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)壽命需要通過單元機(jī)的壽命來實(shí)現(xiàn)，單元機(jī)的壽命主要受到關(guān)鍵零部件的影響，只有關(guān)鍵零部件的壽命確定以后，才能計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命以及飛機(jī)的整機(jī)壽命。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)未來發(fā)展過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)只有翻修期，而沒有總體壽命。由此可見，必須精確的計(jì)算零組件或者單元體的壽命。要想確定零部件的壽命，最主要就是利用飛行任務(wù)來確定等效工作循環(huán)，其次是根據(jù)設(shè)計(jì)零部件過程中給定的數(shù)值來計(jì)算壽命。由于飛機(jī)在停放的過程中，會(huì)受到周圍環(huán)境的影響，所以飛機(jī)即使沒有執(zhí)行任務(wù)，也可能造成壽命的損耗。國外一些科研人員通過對(duì)飛機(jī)壽命的研究總結(jié)出飛機(jī)的服役壽命，同時(shí)也計(jì)算出飛機(jī)的日歷壽命。飛機(jī)停放的時(shí)間大約占據(jù)其總壽命的9%左右，其余的壽命主要用來飛行，所以應(yīng)該給出飛機(jī)的日歷壽命，其中影響其日歷壽命的因素主要包括金屬的腐蝕以及非金屬的老化問題。

二、控制發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕問題

控制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕工作具有一定的難度，同時(shí)也是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，其控制過程主要分為補(bǔ)救性控制和預(yù)防性控制兩方面。當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的零部件出現(xiàn)腐蝕以后，利用相應(yīng)的措施進(jìn)行補(bǔ)救的做法稱之為補(bǔ)救性措施，這種方式具有一定的被動(dòng)性。預(yù)防性控制主要是在腐蝕以前進(jìn)行預(yù)控，做好結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)在未來可能接觸到的環(huán)境來制定有效的腐蝕控制辦法。例如從材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鍍層以及熱處理等方面來延緩航空發(fā)動(dòng)機(jī)遭受腐蝕的進(jìn)度，盡量減少腐蝕對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成的損害。要想順利完成這一任務(wù)，設(shè)計(jì)人員必須要肩負(fù)起重要的使命，將預(yù)防和補(bǔ)救控制聯(lián)系起來，并將控制任務(wù)貫穿于整個(gè)工作中，這樣才能達(dá)到控制腐蝕的目的。

（一）控制好設(shè)計(jì)和加工過程。1.做好設(shè)計(jì)，避免由于應(yīng)力集中而造成的不便，在設(shè)計(jì)零件時(shí)，盡量控制好零件的參與拉應(yīng)力，如果這一問題已經(jīng)產(chǎn)生，應(yīng)該利用一些必要的工藝和手段來達(dá)到減緩的目的，進(jìn)而妥善的處理這一問題；2.在控制熱處理的過程中，很少會(huì)出現(xiàn)由于應(yīng)力腐蝕而造成渦輪葉片和壓氣葉片出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，大部分故障都是由于葉片沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚矶a(chǎn)生的；3.在裝配過程中，應(yīng)該做好裝配應(yīng)力的控制，并合理計(jì)算誤差，盡量降低強(qiáng)迫裝配情況出現(xiàn)的幾率。

（二）在選擇所用材料時(shí)，應(yīng)該根據(jù)具體的部件使用情況來選擇，例如發(fā)動(dòng)機(jī)中的1級(jí)渦輪一般都使用GH2036，但這種材料極容易導(dǎo)致槽底裂紋故障的產(chǎn)生，通過實(shí)際案例可以看出，這種材料極容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障，所以應(yīng)該減少或不用這一材料。各類金屬元素所具有抗腐蝕的能力不同，所以在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)材料時(shí)，應(yīng)該從材料的耐久性、抗腐蝕性、強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性等各個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，這樣才能選出適合的材料。

（三）在選擇防護(hù)涂層時(shí)，應(yīng)該航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上使用的材料，其材料一般為鋁化物滲層，其在一定程度上能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的抗氧化性，通過對(duì)這一物質(zhì)的研究可以了解到，其抗氧化性要高于單元深層，通過噴丸等方式也能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的抗氧化能力，增加涂層的結(jié)合力。

（四）維修手段。1.在維修工作中，應(yīng)該詳細(xì)區(qū)分腐蝕的程度和種類，對(duì)于不同的腐蝕情況，應(yīng)該利用不同的方法和手段來實(shí)現(xiàn)，比如發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕的情況時(shí)，不應(yīng)該使用表面修磨清除的方式來解決，而是應(yīng)該更換已經(jīng)廢棄的零件。2.可以定期利用水來沖洗發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片來說，這種方法能夠清除掉葉片上的腐蝕性介質(zhì)，防治腐蝕速度的加快。在具體清洗的過程中，可以將水和清洗液混合使用，并利用動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來完成“冷清洗”的任務(wù)。3.通過合理控制大氣相對(duì)濕度，來提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)輸、庫存、停放等環(huán)節(jié)的封存的質(zhì)量。

（五）在控制發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕方面，還可以通過對(duì)葉片進(jìn)行冷卻處理等措施來實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片的保護(hù)，進(jìn)而增強(qiáng)葉片的防腐蝕能力；同時(shí)還應(yīng)該重點(diǎn)注意環(huán)境條件，根據(jù)飛機(jī)在地面的環(huán)境情況來研究其零部件所能承受的腐蝕環(huán)境。發(fā)動(dòng)機(jī)材料出現(xiàn)腐蝕主要是受到應(yīng)力、環(huán)境以及敏感度等因素的影響，如果在研究控制腐蝕方法的過程中，能夠重視腐蝕環(huán)境這一問題，就能夠提高對(duì)外場(chǎng)的保護(hù)，進(jìn)而提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的防腐功效。相關(guān)學(xué)者研究表明，將硫酸鎳、乙酸鈉、氧化鉬、大理石粉以及磷酸三鈉等物質(zhì)混合在一起后，加入發(fā)動(dòng)機(jī)中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)，就能使這些物質(zhì)形成一種保護(hù)合金，進(jìn)而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的損耗，最終延長(zhǎng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

結(jié)語

氯和硫等離子的存在是造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)壽命縮短的主要原因，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，很容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的破損，進(jìn)而影響葉片正常的使用時(shí)間。腐蝕問題是影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的最主要因素，所以在今后的研究中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這一問題的研究，同時(shí)還應(yīng)該積極找出合理的控制措施，這樣才能達(dá)到延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的目的。

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[2]丁剛，鐘詩勝，欒圣罡.航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油金屬含量預(yù)測(cè)及其控制研究[J].潤(rùn)滑與密封，2006（09）.

[3]柳文林，徐可君，段成美.軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕及腐蝕控制[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2005（04）.

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