托板螺帽腐蚀不能小视,严重的会导致飞机部件失效

紧固件托板螺帽是让螺母提前安装飞机部件上的,如果使用过程中,出现腐蚀的现象一定要及时更换,否则会带来严重的后果,比如说,2007年8月20日,在日本冲绳那霸机场,中国台湾中华航空公司b-18616号波音737-809(wl)型客机降落后爆炸燃起大火。这个事件是因为托板螺帽涂层问题导致的飞机返厂,对波音的生产影响很大。
而托板螺帽涂层的主要目的是防腐,涂层的缺失大大增加了部件后续出现腐蚀的潜在可能性。尽管这不是一个直接涉及飞行安全的问题,但对结构的耐久性、安全性却有着不可估量的危害作用,这也是波音要求新飞机返厂并更换托板螺帽的主要原因。
飞机结构大多为铝合金材料,而托板螺帽多为钢质,二者之间因为电位差等原因存在产生电偶腐蚀的潜在可能性。由于铝合金腐蚀电位较低,容易被腐蚀,因此在托板螺帽上施加一层镀层,比如隔镀层。通过镀层对部件及紧固件进行有效隔离形成致密、不透气、不透液体的氧化膜。但是,当镀层被破坏时,在腐蚀环境下铝合金部件和托板螺帽之间就会形成原电池,从而造成铝合金部件的腐蚀,严重情况下可能会导致结构部件的大修或更换。
图为货舱托板螺帽区域验证腐蚀
托板螺帽常用的涂层有镉镀层和银镀层。镀镉层成本较低、柔软,属于牺牲性阳极镀层,对钢具有较高保护能力。由于镉的熔化温度约为316℃,所以带有镉镀层的托板螺帽使用温度一般不能超过232℃,否则镉元素会渗透到部件中引起基体材料的脆化而导致结构失效。银镀层成本较高,在高温下具有很好的润滑性,可以抵抗托板螺帽和结构件之间的咬焊或烧蚀,银镀层的托板螺帽使用温度一般不能超过482℃(某些情况下最高可达871℃),否则就会引起镀层的失效。
考虑到材料腐蚀问题,应当注意带有镉镀层的螺母不能和钛合金或钛合金材料紧固件配合使用,而带有银镀层的托板螺帽在超过316℃的区域不能和钛合金或钛合金材料紧固件配合使用,同时银镀层的托板螺帽不能和带有银镀层的螺丝或螺栓配合使用。
随着波音737飞机的老龄化,各种结构问题也越来越多,其中比较明显的就是腐蚀问题。腐蚀多区域、大面积出现,造成结构部件抗疲劳性能明显降低,最后就会导致部件失效,飞机停场,结构大修。尽管导致飞机腐蚀的原因有很多,但是不能小觑托板螺帽造成的影响。托板螺帽数量多、分布广,基本遍布飞机的每个区域,其一旦发生腐蚀,隐蔽性比较强,带来的危害可能是巨大的。
因此,托板螺帽的腐蚀问题应当尤为重视,在定检过程中应多侧重检查,对发现的腐蚀一定要进行彻底的清除,如果发现托板螺帽腐蚀严重就应直接将其更换。


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