飛機制造腐蝕防護與控制標準體系研究

駱學濤　寇潔　高琳

Research on Standard System of Aircraft Manufacturing Corrosion Protection and Control

Luo Xuetao， Kou Jie， Gao Lin

（AVIC Xian Aircraft Industry Group Company Ltd.）

Abstract： This paper introduces the influence of corrosion on flight safety and service life of aircraft， analyzes the factors of corrosion from the aspects of service environment and manufacturing process， and expounds the framework and research ideas of the standard system of corrosion protection and control in aircraft manufacturing.

Key words： airplane， manufacture， corrosion protection and control， standards system

0 引言

飛機結構的腐蝕防護與控制工作貫穿設計選材、生產制造、使用維護等全壽命周期的各個環(huán)節(jié)，通過對飛機產品重大腐蝕故障調查和分析的結果表明，各環(huán)節(jié)對腐蝕故障承擔的比重：設計占28%、制造占50%、使用和維修占22%?？梢?，制造過程中的腐蝕防護與控制工作直接決定飛機交付后的腐蝕防護性能。因此，分析飛機制造過程腐蝕防護的因素，研究制造過程防護與控制措施，建立系統(tǒng)、完整的制造腐蝕防護與控制標準體系，規(guī)范指導制造過程的技術和管理活動，對制造過程各環(huán)節(jié)可能產生的腐蝕，實施有效的管控和防護措施，對降低飛機產品的腐蝕故障、提高飛機安全性和可靠性、延長飛機的使用壽命、節(jié)省成本是至關重要的。

1 飛機腐蝕因素分析

1.1 設計方面

設計方面的腐蝕因素主要有以下幾項：

（1）通風、排水、密封設計不合理;

（2）結構縫隙、溝槽、內腔設計不合理;

（3）異種金屬連接/接觸部位缺少必要的防護措施;

（4）表面防護系統(tǒng)設計不合理;

（5）材料選擇不合理;

（6）結構維修性（含可達性、可檢測性）不佳等因素。

1.2 制造方面

制造方面的腐蝕因素主要有以下幾項：

（1）制造過程各環(huán)節(jié)之間的管理要求不完善，產品加工過程、周轉、交付等缺乏有效的防護方法和要求;

（2）制造過程測試技術規(guī)范不完善，方法描述不清晰;

（3）制造技術標準方法缺乏針對腐蝕控制的要求，生產過程中存在工藝方法不合規(guī)現(xiàn)象，如原材料與工藝材料質量控制不到位，制造工藝與生產質量控制不到位，表面防護工藝與質量控制不到位，密封、裝配工藝與質量控制不到位，加工過程中應力和變形引起表面損傷等原因，成為最終制件上的腐蝕源;

（4）對制造過程產生的表面缺陷，缺乏針對性的修復方法和要求。

1.3 使用維護

使用方面的腐蝕因素主要有以下幾項：

（1）對腐蝕損傷疏忽或認識不足;

（2）腐蝕維修計劃不當或措施缺乏;

（3）對表面損傷未及時修復或修復方法選擇不合理;

（4）固定螺釘在飛機停放過程中防護方法不合理;

（5）排水系統(tǒng)不通暢是使用維護過程中常見的腐蝕因素。

從以上分析可以看出，影響飛機耐腐蝕性能的因素涉及設計、制造、使用維護等諸多環(huán)節(jié)，而制造過程中存在的技術及過程管理等問題是影響飛機耐腐蝕性能的重要原因。

2 飛機制造腐蝕防護與控制標準體系

2.1 體系研究思路

（1）系統(tǒng)規(guī)劃，基于飛機制造生產全過程研究確定體系框架和主要研究內容，涵蓋從生產用器材（包含原材料、標準件、外購件）的采購管理、零組件加工生產到組部件裝配、飛機總裝等全過程，分析各環(huán)節(jié)產生腐蝕因素，制定解決措施，制定相關標準規(guī)范。

（2）分類管控，體系的研究圍繞飛機制造生產全過程涉及的技術和管理兩方面，技術方面主要圍繞制造過程各專業(yè)技術腐蝕防護方法等開展標準規(guī)范的制修訂，管理部分主要圍繞制造過程各項管理活動開展流程、管控要求等開展標準規(guī)范的制修訂。

（3）突出重點，標準規(guī)范的制修訂結合飛機生產過程存在腐蝕因素的環(huán)節(jié)、防護方法、缺陷修復等技術和管理要求。

（4）結合應用，不斷優(yōu)化提升，體系的構建要結合飛機型號的研制生產情況，新編或修訂的標準規(guī)范通過應用驗證，及時補充完善，提升標準規(guī)范的適用性。

2.2 體系框架

基于飛機制造生產全過程，按照管理和技術兩個方面規(guī)劃體系，內容涵蓋供應商管理、器材采購存儲配送、產品制造加工過程、檢驗、飛機維護管理以及制造工藝、表面處理、測試和缺陷修復等技術，框架結構見圖1。

3 飛機制造腐蝕防護與控制標準體系架構

3.1 制造過程管理

3.1.1 供應商管理標準

供應商包含為飛機產品提供原材料、成品元器件、標準件、產品結構件及擴散協(xié)作等的供應商，對供應商的管理從管理控制模式、產品制造過程監(jiān)控、包裝、運輸?shù)确矫娣治鲅芯?。標準的制定主要圍繞上述幾個方面制定。

3.1.2 采購驗收管理標準

分析原材料、標準件、機載成品的采購及入廠驗收過程，提出腐蝕防護的預防控制措施和方法。

采購環(huán)節(jié)，針對原材料、成品、標準件的腐蝕防護要求，要反應對采購產品外觀的檢查、包裝要求、運輸過程的防護等。

驗收環(huán)節(jié)，針對不同的采購產品，制定相應的入廠驗收標準規(guī)范，明確驗收項目及要求，如原材料應對應力腐蝕、剝落腐蝕、表面缺陷等項目提出驗收要求;標準件應對表面鍍層質量的檢查制定合理的防腐層質量檢查要求。

3.1.3 存儲配送管理標準

為減少或預防大批量毛料、標準件、機載成品和零件配送過程中表面擦劃傷和裂紋的發(fā)生，分析預防和控制方法、措施，在存儲、接收雙方人員職責、工作流程、過程預防等方面制定相關的標準和規(guī)范，規(guī)范指導各環(huán)節(jié)工作，避免出現(xiàn)擦劃傷和裂紋現(xiàn)象。

3.1.4 制造加工過程管理

針對飛機制造過程中的產品制造加工過程，分析零組件制造、周轉、裝配、表面處理、飛機檢查維護等過程中存在的腐蝕因素并制定解決措施。重點圍繞工具的選用應用、切削液應用管控、過程保護、工序周轉等制定標準規(guī)范，減少因過程管理不善導致對產品的表面損傷。

3.1.5 檢驗質量管理

運用質量分析方法，從采購、零組件制造到產品交付、維護服務全過程，進行腐蝕防護質量控制技術分析，確定腐蝕控制監(jiān)控重點，在此基礎上重點對熱處理、表面處理、涂敷、復合材料制造等特種工藝過程制定腐蝕防護質量控制方法。針對外購器材、表面缺陷、制件損傷等特點，研究制定產品驗收的檢測標準、缺陷和損傷判定標準。

3.2 制造腐蝕控制技術

腐蝕防護與控制問題是所有飛機都要考慮的，特別是在惡劣環(huán)境下服役的飛機在此方面的要求尤為突出。通過開展關鍵新型制造腐蝕控制技術的應用研究，包括適用于控制全面性腐蝕和局部腐蝕的重防腐新技術，同時也覆蓋了控制應力腐蝕、腐蝕疲勞、氫脆、微動腐蝕以及腐蝕與疲勞交替失效的新技術，可以增強飛機結構的抗腐蝕特性，延長腐蝕維修周期。

3.2.1 零組件加工技術標準

針對不同類型零件的加工方法和工藝過程，分析其過程誘發(fā)表面產生腐蝕現(xiàn)象的因素，研究預防和控制措施，分析梳理各鈑金、機加、復合材料等類型零件的制造工藝標準，圍繞加工生產過程產生擦劃傷以及后續(xù)修復、加工過程表面保護，制定或完善相關標準規(guī)范，明確判定要求、制定修復工藝方法、規(guī)范驗收要求。

3.2.2 裝配工藝標準

零組件在裝配過程中，工藝流程、安裝工具使用、過程保護及裝配過程的反復拆卸等多個環(huán)節(jié)均會存在腐蝕因素，最終導致對飛機的防腐蝕性能產生影響。在裝配工藝方面，從工藝流程的改進優(yōu)化、安裝工具的選用和使用、螺栓擰緊工藝方法、損傷判別、損傷修復技術和方法等方面開展技術研究、工藝試驗驗證工作，提升相關的裝配工藝標準規(guī)范。

在電纜安裝方面，開展電搭接防護及修復技術研究，制定包括電氣搭接前表面清理技術、電氣搭接過程防腐保護技術及要求等標準。

3.2.3 表面處理技術標準

零組件在表面處理過程中由于遮蔽、導電不良或過程控制不合理等原因，易導致防護層不完整、均勻性差或與基體材料結合力不足等現(xiàn)象，會降低防護層對零件的整體腐蝕防護能力。需圍繞新型防護涂層涂覆工藝開展技術研究，制定相關的標準規(guī)范。包括配制方法、涂覆實施方法以及涂覆后的涂層修復方法等。

3.2.4 測試技術標準

金屬零組件在切削、焊接、鍛壓、鈑金成型、表面處理等主要工藝過程和裝配過程中均會引入有害的殘余拉應力，而殘余應力從外觀和采取常規(guī)檢測手段很難檢測和評判，需圍繞殘余應力的測試方法、評判標準以及加工過程應力控制方法研究，制定相關的方法標準、評估及控制標準。

3.2.5 缺陷分析與修復技術標準

飛機零部件在制造加工過程中會出現(xiàn)各種缺陷，某些缺陷會導致飛機零部件在后續(xù)的加工、裝配或存放過程中出現(xiàn)腐蝕情況。分析這些缺陷的判定方法，研究有效的修復工藝技術和再檢查驗收要求，制定相應的標準，規(guī)范缺陷修復方法和要求，保證產品最終質量，同時為飛機服役期間的維護修復提供借鑒。

4 結論與建議

飛機制造腐蝕防護與控制標準體系是一項復雜的系統(tǒng)工程，涵蓋飛機制造生產的多項專業(yè)技術和管理事項，涉及部門多，鏈條長，因此在制定相關的標準規(guī)范的，應充分協(xié)調溝通，保證標準規(guī)范之間內容協(xié)調、層級清晰。在飛機生產全過程，加強腐蝕防護標準的貫徹執(zhí)行力度，一方面提高飛機產品質量，另一方面，通過充分的應用驗證，不斷完善優(yōu)化，進而提升為飛機制造行業(yè)標準，應用于多型號的飛機產品研制生產。

參考文獻

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