民用飞机的腐蚀与控制—2、腐蚀的类型

LOGO
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀示意图
防护措施：及时排掉狭缝结构和液体滞留区的沉 积物和液体；采用驱水防腐剂（BMS3-23）
Your site here
LOGO
缝隙腐蚀与孔蚀的区别与联系：
a) 从腐蚀发生的条件来看，孔蚀起源于金属表面的孔蚀 核，缝隙腐蚀起源于金属表面的极小缝隙。前者必须 在含有活性阴离子的介质中才会发生，后者即使不含 活性阴离子的介质中也能发生；
箱的空中的微生物芽孢。
• 特征：开始发生在水、油分界处，成线条状，而后形成饼状或 离散的球状。它看起来粘糊糊的，颜色从棕褐色到黑色，附着 在油箱的底层表面。
Your site here
LOGO
微生物腐蚀
机翼油箱底部的微生物腐蚀产物
Your site here
LOGO
微生物腐蚀
Your site here
LOGO
应力腐蚀开裂
容易发生应力腐蚀开裂的组合
Your site here
LOGO 应力腐蚀开裂
• 裂纹常见部位：
a) 飞机结构的大量接头零件和锻造件； b) 机械加工的深凹处，或沿内圆角的径向; c) 紧固件孔之间； d) 加工晶粒边缘处。
易发生部位： 主起落架支撑梁、主起落架半轮叉、襟翼导轨、
Your site here
LOGO
腐蚀的类型
金属的腐蚀破坏有多种形式，主要有表面腐蚀、电偶 腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、磨蚀、应力腐蚀 开裂和腐蚀疲劳等。金属材料或构件以哪种形式发生 腐蚀破坏，取决于材料的成分和组织、构件的结构形 式以及外部的环境条件等各种因素。各种腐蚀破坏形 式有其自己的特征和腐蚀破坏机理，但它们之间总是 有或多或少的联系。有时，同一金属构件上，往往同 时发生几种不同类型的腐蚀破坏。
• 油箱内由于微生物腐蚀常出现点蚀。地板梁上、机翼蒙皮等处也 经常发生点蚀。
• 防护措施：保持完美的涂层。
Your site here
LOGO
4、缝隙腐蚀： 指在缝隙内或缝隙周围所发生的一种特殊腐
蚀。是铝材结构最常见的腐蚀形式之一。
• 发生处：机翼蒙皮搭接处、机身搭接连接处、翼梁的腹板与缘条 间的缝隙处、垫片（铆钉、螺帽）下的缝隙处都是经常发生缝隙 腐蚀的地方。
Your site here
LOGO
剥蚀
767货舱7075-T6失效安全带的剥蚀破坏
Your site here
LOGO
7、微动腐蚀：
• 是由于材料之间摩擦破损而加速腐蚀的一种形式。 • 飞机结构易受微动腐蚀的区域：
a) 可移动的整流罩； b) 开孔口盖和门； c) 可能松动的衬套或接头耳片； d) 有微动发生，但没有采取相应防护措施的接头。
Your site here
LOGO
表面腐蚀（均匀腐蚀）
737后增压隔框长桁上的表面腐蚀
Your site here
LOGO
表面腐蚀（均匀腐蚀） 原因：
飞机外部：由于未加涂层的铝件、紧固件表面受 外界侵蚀而产生。 飞机内部：厨房或洗手间的液体的凝积、溢出和 泄漏，弯管处液体排放常被堵塞。
防护措施：保持表Байду номын сангаас覆盖层完美无损。
LOGO
8、应力腐蚀：
• 指金属材料在腐蚀介质和拉应力的共同作用下发生的脆性断裂现 象。是一种内部晶间腐蚀。
• 应力腐蚀过程可分为三个阶段：
a) 孕育期：因腐蚀过程的局部化和拉应力的结果 ，使裂纹生核；
b) 发展期：腐蚀裂纹扩展； c) 暴发期：由于拉应力的局部集中，裂纹急剧生
长导致材料的破坏。
• 原因：由于在金属之间或金属与非金属之间存在狭小缝隙，并限 制了缝隙内溶液的扩散，从而形成浓差电池，使缝隙周围发生局 部腐蚀。
• 防护：隔离水份，驱逐飞机内部的湿气并防止湿气进入，采用合 理的垫片，力求用不吸湿材料垫片或填料。
Your site here
LOGO
缝隙腐蚀
蒙皮内表面与其长桁的腐蚀
Your site here
LOGO
9、微生物腐蚀
• 由于微生物组织侵蚀飞机油箱等结构而形成的一种腐蚀。 • 它们在燃油和水的分界面上繁殖，形成的新陈代谢产物腐蚀金
属。在热而潮湿的气候下燃油的微生物腐蚀率高。 • 真菌形似线状，形成簇状或分散的小球，具有粘性，通常呈棕
色或黑色粘附在油箱底。如上图。 • 来源：
a) 一种是带有污染的燃料本身； b) 另一种是通过燃料的进、排出系统而进入油
民用飞机
腐蚀的防护与控制
LOGO
二、腐蚀的类型
对于多种多样的腐蚀征候，可概括为两大类型： 一是化学型，一是电化学型。
这两类型都有一共性，就是受蚀后的金属蜕变成 为氧化物、氢氧化物或硫酸盐。
任何腐蚀过程都同时发生两种反应变化：金属受 侵蚀而氧化，称之为阳极变化；腐蚀剂经反应还 原，称之为阴极变化。 从设计角度出发，应尽量 采用大阳极小阴极的连接结构，采用电镀防护层 也是减少电化腐蚀的有效方法。
Your site here
LOGO
2、双金属腐蚀（电化腐蚀）：
两类不同的金属之间存在电子流通渠道，且有电介质时就
发生电化腐蚀。是一种较常见的电化学腐蚀。
金属与电极更正的另一种金属或非金属导体（石墨和碳纤维复合材料） 相互接触时引起的加速腐蚀，称为电偶腐蚀。
电偶腐蚀主要发生在两种不同金属接触的边缘附近，而在远离接触边 缘的区域，腐蚀程度要轻的多。通常以白色或灰色的粉状颗粒出现在 金属制件上为特征，常见于搭接、铆接部分。
• 原因：两金属贴合面之间的差速运动，使原来的氧 化膜被这种缓慢而沉重的相互磋磨而损坏，产生的 杂质和碎屑使腐蚀进一步恶化和加速。如有水或蒸 气参与其中，腐蚀损坏的程度必然迅速形成。
• 零件表面出现明显的腐蚀痕迹时，必须更换。如蒙 皮上的铆钉处，铆钉头的后面流出黑色的磋磨渣。
Your site here
涡轮盘、叶片、龙骨梁上下缘条、机翼前后翼梁上 下缘条、发动机吊架、轮轴、用铝合金制作的液压 装置接头、用铝合金和高强度钢制作的着陆装置壳 体等部件。
Your site here
LOGO 应力腐蚀开裂
防护措施： 合理选材 – 7075T73有很强的抗应力腐蚀能力 加入缓蚀剂 – BMS3-23 避免应力集中 – 清除缝隙与其他应力集中的几何形状；
Your site here
LOGO
剥蚀
剥蚀是沿着平行于材料表面的平面上发生地腐蚀引起 的层状剥离。又称层状腐蚀。通常，这种破坏发生在 晶界处。由于在那里生成的腐蚀产物溶胀产生的张应 力，使得一些面与材料脱开，产生分层剥离的形貌特 征。经过回火处理的某些铝合金轧材，在多种露天环 境下，特别是海洋环境和工业环境条件下，最容易发 生剥蚀。
• 检查：用超声波检查法或涡流探测法。 • 维修：只能更换零件。
Your site here
LOGO
6、剥蚀
剥蚀是一种晶间腐蚀，沿着晶界进行，其往往从点蚀开始。 一些高强度铝合金在受力状态下对晶间腐蚀特别敏感，严 重的剥蚀可使材料使用寿命降低40%以上。
经过锻压或轧制成型的铝合金制件，具有与合金表面接近 于平行的宽长而扁平的晶粒结构。晶间腐蚀就是在这种高 度方向性的组织中发展，破坏晶粒间的结合力。发展到一 定程度后，由于腐蚀产物的体积大于所消耗的金属体积， 从而产生“楔入效应”，形成一种张应力，使得失去结合 力的晶粒向上撬起，撑开上面未腐蚀的金属层，造成了金 属表面的开裂与剥落。
Your site here
LOGO
电偶腐蚀
座椅导轨定位孔处的电偶腐蚀
Your site here
LOGO
在双金属电偶腐蚀中，阴阳两极相对面积比有着重 要意义。阳极被腐蚀，因此阳极要尽量大。例如：在同 样的条件下，铜铆钉铆接钢板与钢铆钉铆接铜板，由于 钢的电位较负，为阳极，钢板腐蚀之后与铜铆钉的连接 依然很牢固而钢铆钉却完全腐蚀破坏了。大阴极小阳极 的状况是极为有害的。
Your site here
LOGO
5、晶界腐蚀：
• 腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的临界区域进行，而晶粒 本身腐蚀很轻微，这种腐蚀现象叫晶界腐蚀。
• 特征：初期在可见表面上毫无迹象，晚期表层上可能出现鳞状 疏松剥落。
• 产生的条件： a) 组织因素：晶界与晶内的物理化学状态及化学成分不同， 导致其电化学性质不均匀； b) 环境因素：腐蚀介质能显示出晶粒与晶界的电化学不均匀 性。
避免构件表面缺陷，限制定位孔的数量；保持制件光洁度 合理装配 – 避免过大的过盈配合 表面滚压、喷丸 – 减小残余应力或变为残余压应力 保持覆盖层完整
检查：通过目视确定裂纹，进行染色渗透检查。
Your site here
LOGO
应力腐蚀开裂
紧固件孔处的应力腐蚀开裂
Your site here
特别强调拉伸应力与腐蚀介质的共同作用，因为缺少 其中一个因素，即便应力增加或者介质的腐蚀性增强， 应力腐蚀开裂也不会发生。
Your site here
LOGO
应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂常有以下特点： 1. 造成应力腐蚀开裂的拉伸应力远低于材料的
屈服强度。这个应力可以是热处理产生的残 余拉应力，也可以是外加应力。 2. 破坏形式是脆性断裂，没有明显的塑性变形。 3. 只有在特定的合金成分与特定的介质相组合 时才会造成应力腐蚀，见表2。 4. 应力腐蚀开裂多起源于表面蚀坑处（点蚀）， 裂纹的传播途径常垂直于拉力轴。 5. 断口颜色灰暗，表面常有腐蚀产物。
Your site here
LOGO
点蚀
漆层去除之后的点蚀对比
Your site here
LOGO
点蚀
• 特征：点蚀的直径可大可小，可深可浅，可孤立可密集，凹坑壁 与金属表面几乎保持垂直。
• 注意：普通表面腐蚀的发展或微生物侵蚀，都可引起点蚀。它的 发展要比表面腐蚀快得多。如任其发展将会导致结构部件的严重 减弱。
b) 从腐蚀过程来看，孔蚀是通过腐蚀逐渐形成闭塞电池 ，然后才加速腐蚀的。而缝隙腐蚀由于事先已有缝隙 ，腐蚀一开始就很快形成闭塞电池而加速腐蚀。前者 闭塞程度大，而后者闭塞程序较小；
c) 从发生腐蚀的电位来看，缝隙腐蚀的电位低于孔蚀电 位，缝隙腐蚀较孔蚀容易。
d) 从腐蚀形态来看，孔蚀的蚀孔窄而深，缝隙腐蚀的相 对宽而浅。
• 铁、铜、铝和镁等易钝化金属都容易发生点蚀，点蚀的检查很困 难（蚀孔很小并常被腐蚀产物所覆盖），蚀孔往往穿透金属构件 而造成“跑、冒、滴、漏”。
• 是导致在金属表面产生坑点并向深处发展为小孔的一种局部腐蚀 形态。也称为孔蚀。
• 它具有浓差电池的特征，由于防护层不适当或被损坏而产生的局 部表面腐蚀。
Your site here
LOGO
剥蚀
铝合金制品在轧制、锻压后，在它们晶粒的长和宽的 方向上，分别得到了高度的伸长和延展，而在晶粒厚 的方向上却变得很“薄”。同时，它们的固溶体在沿 着晶界的方向上，发生选择性分解，从而使这些合金 材料变得对剥蚀相当敏感。
迹象：表面突起或变形、剥落，紧固件的松脱和弹起 防护措施：保持完美的涂层
•特征：在两异类金属贴合面上出现蚀斑遍布现象。 •原因：缺乏保护层或原有保护层被破坏剥离。 •防止的方法：
不应把属性相差过大的金属连接在一起； 用绝缘材料将两金属隔开； 使水份不在接触点积聚和存留； 用防腐漆涂覆接触区及其周围；
Your site here
LOGO
3、点腐蚀：
• 点蚀是在局部出现腐蚀小孔并向纵深处发展的一种极为隐蔽的局 部腐蚀状态。
Your site here
LOGO
表现形式：
1、表面腐蚀：
是一种大面积的侵蚀，通常它或多或少均匀地发生在所有暴露的 结构表面。
它的特征：金属件的表面变得粗糙、刻蚀和斑痕累累，且往往伴 生粉末状沉积物。
表面腐蚀表现为金属表面可见的均匀腐蚀，它直接由化学侵蚀作 用而引起，腐蚀的结果是使金属构件变薄，直到最后发生破坏。 制件没有涂敷涂层，或不合理地施用保护性涂层和密封剂，或保 护性涂层由于机械磨损而破坏，都会导致表面腐蚀的产生。如果 不及时去除，将发展成为点状腐蚀和晶间腐蚀，导致结构件强度 大大减弱。
• 应力与腐蚀往往交替作用，应力撕破保护膜，腐蚀发生出现裂纹 ，裂纹处应力更集中，扩展拉破新保护膜，从而加速腐蚀。这种 腐蚀的破坏性很大。
Your site here
LOGO
应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是指金属或合金在腐蚀介质和机械拉应 力的同时作用下所导致的腐蚀开裂以至破坏的现象， 常用SCC表示。