飛機(jī)電連接器腐蝕外場檢查與處理要求研究

王琳，郁大照，王希彬，張濤

（1.海軍航空大學(xué) 航空基礎(chǔ)學(xué)院，山東 煙臺(tái)264001；2.煙臺(tái)91213 部隊(duì)，山東 煙臺(tái)264001）

飛機(jī)電連接器是用于實(shí)現(xiàn)器件、組件和系統(tǒng)之間電信號(hào)和相關(guān)控制信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)性元件，其性能與功能的優(yōu)劣對飛機(jī)能否穩(wěn)定工作以及飛行安全影響較大，具有應(yīng)用的廣泛性與功能的不可替代性。腐蝕作為飛機(jī)服役環(huán)境下故障影響的重要因素，即使輕微的腐蝕，也有可能會(huì)造成電連接器的間歇性故障或失效。外場若缺乏有效的檢查與防護(hù)方法，電連接器使用壽命將大大縮短，裝備可靠性受到嚴(yán)重影響[1-6]。同時(shí)，沿海及海島環(huán)境更為嚴(yán)酷，具有高溫、高濕、高鹽霧和高強(qiáng)度太陽輻照的“四高” 特點(diǎn)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕速度及故障率可能會(huì)成倍增加，對于飛機(jī)電連接器的防護(hù)提出更高要求。

電連接器作為大量使用的電子設(shè)備，且多裸露在外，在雨水、潮氣、鹽霧的長時(shí)間侵蝕下，極易引發(fā)的腐蝕現(xiàn)象已成為其主要的失效機(jī)理之一[7-12]。電連接器腐蝕失效機(jī)制與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料失效有很大區(qū)別，結(jié)構(gòu)材料的失效往往是由于腐蝕造成材料力學(xué)強(qiáng)度的喪失，而電連接器則側(cè)重于腐蝕對其電氣性能的影響，且極微量的腐蝕便能造成電連接器失效或性能劣化。電連接器受到外界濕熱、溫度、鹽霧等影響易發(fā)生腐蝕（尤其是殼體和偶接觸部位），因此頻繁出現(xiàn)短路、斷路現(xiàn)象，是機(jī)載電子設(shè)備防護(hù)的薄弱環(huán)節(jié)。腐蝕環(huán)境因素并非是單獨(dú)作用，而是同時(shí)存在、相互疊加，對連接器產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為接觸電阻增加、絕緣性能降低以及造成連接器金屬的電偶腐蝕。

某型飛機(jī)電連接器腐蝕狀況如圖1 所示，由于防護(hù)措施不當(dāng)，殼體和插孔已出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕。目前國內(nèi)在基體材料腐蝕方面開展了大量研究，取得了階段性成果，但對于機(jī)載元器件的腐蝕失效機(jī)理與防護(hù)研究，還處于起步階段，導(dǎo)致飛機(jī)電連接器腐蝕外場檢查與處理要求等方面缺少技術(shù)指導(dǎo)，極大影響了飛行安全。因此，開展飛機(jī)電連接器腐蝕外場檢查與處理要求研究，對于減輕腐蝕對飛機(jī)的危害，提高使用可靠性，降低故障率，避免出現(xiàn)重大故障，保障飛行安全具有重要意義。

圖1 某型直升機(jī)電連接器腐蝕Fig.1 Corrosion of a helicopter’s electrical connector

1 基本流程

1.1 工作流程

電連接器的腐蝕外場檢查與處理工作，主要是通過維護(hù)人員進(jìn)行不定期和定期的腐蝕檢查、識(shí)別與處理以及腐蝕信息的分析與反饋等相關(guān)工作來減緩或避免電連接器腐蝕故障的發(fā)生。工作流程如圖2所示。

1.2 一般要求

從事電連接器腐蝕的外場防護(hù)工作人員必須具有相應(yīng)的上崗資質(zhì)，具體要求如下：經(jīng)過航空電連接器的腐蝕識(shí)別、檢查處理、腐蝕防護(hù)和適當(dāng)?shù)奈募?bào)告等相關(guān)培訓(xùn)；掌握電連接器的材料性質(zhì)、檢查技術(shù)要求、腐蝕處理和防護(hù)方法；掌握所使用清洗劑、緩蝕劑、防護(hù)用品及耗材的性能、用途、適用范圍及使用方法；能正確使用檢查、清潔、修理及防護(hù)工具；掌握飛機(jī)技術(shù)文件中有關(guān)腐蝕防護(hù)與控制和安全等方面的要求。

電連接器的外場腐蝕檢查和處理工作通常用到的工具及耗材應(yīng)符合潔凈、完好、安全、可靠的要求，工具及耗材如下：電連接器拆裝配套工具、手電筒、反光鏡、放大鏡、塑料手動(dòng)噴壺、電吹風(fēng)機(jī)、量筒或量杯、打磨筆、紗紙、毛刷、棉簽、清潔抹布、粘性紗布、白潔布、壓敏膠帶、清洗劑、緩蝕劑。

1.3 清洗劑和緩蝕劑

清洗劑和緩蝕劑應(yīng)適用于電連接器的腐蝕處理與防護(hù)。機(jī)務(wù)保障人員根據(jù)飛機(jī)的使用及環(huán)境特點(diǎn)選擇合適的清洗劑和緩蝕劑，使用過程中應(yīng)按說明書要求使用清洗劑和緩蝕劑，不得使用超過有效期的清洗劑和緩蝕劑。使用閃點(diǎn)低于60 ℃的清洗劑和緩蝕劑時(shí)，不應(yīng)使用易產(chǎn)生靜電的材料制成的抺布進(jìn)行擦試，清洗劑和緩蝕劑應(yīng)遠(yuǎn)離火源及易產(chǎn)生電弧光處，不同種類的清洗劑和緩蝕劑不得混合使用[13-18]。

1.4 實(shí)施時(shí)機(jī)

應(yīng)根據(jù)環(huán)境、使用維護(hù)要求以及飛機(jī)的實(shí)際情況確定實(shí)施時(shí)機(jī)。一般可結(jié)合周期性檢查、定檢、季節(jié)轉(zhuǎn)換等維護(hù)保障工作開展，對于日常無法檢查與處理的部位可結(jié)合飛機(jī)大修時(shí)機(jī)進(jìn)行。

圖2 電連接器外場腐蝕檢查與處理一般流程Fig.2 Flowchart for out-field corrosion inspection and treatment of electric connector

2 檢查與處理具體要求

2.1 檢查準(zhǔn)備

機(jī)務(wù)保障人員在進(jìn)行電連接器腐蝕外場檢查前，應(yīng)確認(rèn)所檢查的電連接器供電斷開，飛機(jī)可靠接地。檢查時(shí)重點(diǎn)對飛機(jī)敞開暴露區(qū)、半封閉區(qū)進(jìn)行檢查，同時(shí)在檢查過程中應(yīng)注意檢查到電連接器的上下側(cè)、左右側(cè)以及后側(cè)可視區(qū)域腐蝕情況。對視野盲區(qū)使用反光鏡和手電筒進(jìn)行檢查。

2.2 檢查程序

機(jī)務(wù)保障人員首先對選定的電連接器用清潔抹布蘸清潔劑擦拭其外表面，去除灰塵或污染物。其次使用手電筒、折光鏡、放大鏡等工具，對電連接器進(jìn)行目視檢查。若有輕微銹蝕、發(fā)黑，但從外表面腐蝕情況無法判定是否可繼續(xù)使用時(shí)，拆開連接器。若外表面已大塊腐蝕或腐蝕較深，且出現(xiàn)掉塊（粉）的情況，電連接器直接換新。若輕微腐蝕，按照處理要求進(jìn)行腐蝕處理與防護(hù)。最后對檢查的電連接器按規(guī)定登記相關(guān)腐蝕信息。

2.3 腐蝕檢查判據(jù)

電連接器外場檢查過程中腐蝕現(xiàn)象檢查的判據(jù)如下：電連接器的外殼體應(yīng)無污垢、銹蝕或電鍍層脫落；電連接器內(nèi)部應(yīng)無化學(xué)侵蝕、腐蝕、銹斑、裂縫、內(nèi)部結(jié)晶和磨損；接觸件外觀應(yīng)無積碳、露銅、發(fā)黑、銹蝕、鍍層脫落等缺陷。插針及插孔孔口處應(yīng)無金屬粉末；電連接器的連接螺紋及定位鍵/槽應(yīng)無腐蝕、磨損；橡膠密封墊圈表面沒有損壞，無老化現(xiàn)象；絕緣體應(yīng)無龜裂、明顯掉塊、氣泡等缺陷；檢查電纜的防護(hù)套是否老化、破損，絕緣層是否良好。

2.4 清洗和處理

待處理的電連接器在進(jìn)行腐蝕處理與防護(hù)前首先要完成電連接器的清洗，清洗前應(yīng)做如下準(zhǔn)備：確認(rèn)所檢查的電連接器供電斷開，飛機(jī)可靠接地；將電連接器的插頭、插座擰松并分解；用塑料/金屬堵蓋或壓敏膠帶將開口及待處理區(qū)域周圍進(jìn)行遮蓋防護(hù)，防止水、溶劑或清理物進(jìn)入電連接器附件或組件內(nèi)部；配制清洗溶液。將適用的清洗劑按使用說明書進(jìn)行配制。

2.4.1 外表面的清洗與處理

用黏性紗布、合適的毛刷或棉簽蘸清理劑清洗污染區(qū)域，直至洗凈為止。目視無油漬、污垢后，用干凈的白潔布檢測無黑色為清洗合格，進(jìn)行自然風(fēng)干。

用砂紙或打磨筆清除外表面的腐蝕產(chǎn)物，采用10 倍放大鏡檢查確認(rèn)腐蝕徹底清除干凈。用干抹布把打磨產(chǎn)生的粉塵擦拭干凈，再用干凈的抹布蘸取清洗劑擦拭，待外表面完全干燥（可用干抹布擦拭加速干燥）。表面涂清漆防護(hù)，注意防止清漆流入搭鐵線的搭接間隙，影響電搭接效果。

2.4.2 電連接器內(nèi)部的清洗與處理

對于電連接器內(nèi)部的金屬粉末，用小刷子和異丙醇對污染區(qū)域進(jìn)行清洗。插針和插孔孔口部位有露銅、發(fā)黑、銹蝕、積炭的，應(yīng)對該處用紗紙進(jìn)行打磨處理，打磨后使用異丙醇清洗，露出光潔面，重新鍍層。若銹蝕嚴(yán)重或打磨后機(jī)械強(qiáng)度無法保證，則更換插孔、插針。用清潔抺布擦除多余的異丙醇，進(jìn)行自然風(fēng)干。

2.4.3 清潔度要求

電連接器清理后應(yīng)采用目視檢查和絕緣電阻測量方法進(jìn)行清潔度評估[19-20]。使用10 倍放大鏡對清潔后的電連接器進(jìn)行檢查，表面應(yīng)無明顯的殘留物存在。對清潔后的電連接器進(jìn)行絕緣電阻的測量，絕緣電阻不應(yīng)小于產(chǎn)品技術(shù)要求的潮濕條件下的絕緣電阻值。

2.5 清理后防護(hù)處理

清理步驟完成后，再檢查受污染區(qū)域是否有殘留物、表面薄膜或水。如果受污染區(qū)域仍然不干凈，重復(fù)進(jìn)行清理操作。使用電子設(shè)備專用緩蝕劑按使用說明對已清洗干凈的部位進(jìn)行防護(hù)。噴涂后用電吹風(fēng)熱風(fēng)吹干或自然風(fēng)干，使用聚氨酯膠帶對殼體、尾部附件和線纜進(jìn)行密封包扎。

2.6 防腐蝕保存

腐蝕防護(hù)中對不能及時(shí)清理完成的電連接器，應(yīng)進(jìn)行正確的封蓋和存放。對僅包含電氣插頭的電連接器和拆解下的插針、插孔等小型元件，使用塑料袋進(jìn)行短期貯存。長期貯存時(shí)，使用泡沫塑料包裝材料和干燥劑，以防潮濕和碰撞。

3 信息的收集和管理

鑒于飛機(jī)日益嚴(yán)峻的外場腐蝕損傷現(xiàn)狀，應(yīng)高度重視電連接器外場腐蝕預(yù)防與控制方法研究。準(zhǔn)確掌握每架飛機(jī)的電連接器腐蝕損傷修理情況、飛機(jī)電連接器的腐蝕數(shù)據(jù)，做好飛機(jī)電連接器腐蝕環(huán)境下壽命評估、腐蝕損傷修理及腐蝕控制。使用單位或有關(guān)廠家所開展的電連接器系統(tǒng)檢查、維修應(yīng)依據(jù)統(tǒng)一規(guī)范的格式對檢查和維修過程和結(jié)果進(jìn)行記錄。記錄過程文檔資料應(yīng)實(shí)現(xiàn)電子化，注重文字、圖像和影音資料的記錄和存檔，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和存儲(chǔ)管理的信息化和可追溯。應(yīng)加強(qiáng)腐蝕損傷修理信息的收集與管理工作，主要包括：建立每架飛機(jī)電連接器的腐蝕損傷修理卡片；建立完善的飛機(jī)電連接器腐蝕數(shù)據(jù)庫，定期收集反饋的飛機(jī)電連接器腐蝕信息；加強(qiáng)對電連接器腐蝕信息的統(tǒng)計(jì)分析工作，為使用修理部門提供維修指導(dǎo)。

4 結(jié)語

近年來，隨著飛機(jī)在海洋環(huán)境下的大量使用，在飛機(jī)電連接器進(jìn)廠大修時(shí)以及日常維護(hù)中發(fā)現(xiàn)了大量的腐蝕現(xiàn)象，特別是在沿海地區(qū)服役的飛機(jī)電連接器腐蝕情況日趨嚴(yán)重，因此應(yīng)重視腐蝕外場檢查與處理要求的研究。電連接器外場使用維護(hù)過程中應(yīng)具體使用特點(diǎn)和環(huán)境特點(diǎn)，按分區(qū)分類的原則篩選出易發(fā)生腐蝕的電連接器，重點(diǎn)加強(qiáng)其日常的外場檢查和防護(hù)，研究腐蝕機(jī)理和防護(hù)周期。另外應(yīng)加強(qiáng)人員的腐蝕防護(hù)意識(shí)教育與技能培訓(xùn)，增加外場腐蝕防護(hù)手段建設(shè)，提高海洋氣候環(huán)境下的腐蝕防護(hù)能力。進(jìn)而減少腐蝕故障，減輕飛機(jī)外場腐蝕維護(hù)負(fù)擔(dān)，降低外場腐蝕維修成本，對保障飛行安全具有重要意義。