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Research on Standard System of Aircraft Manufacturing Corrosion Protection and Control
Luo Xuetao， Kou Jie， Gao Lin
（AVIC Xi’an 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
飞机结构的腐蚀防护与控制工作贯穿设计选材、生产制造、使用维护等全寿命周期的各个环节，通过对飞机产品重大腐蚀故障调查和分析的结果表明，各环节对腐蚀故障承担的比重：设计占28%、制造占50%、使用和维修占22%。可见，制造过程中的腐蚀防护与控制工作直接决定飞机交付后的腐蚀防护性能。因此，分析飞机制造过程腐蚀防护的因素，研究制造过程防护与控制措施，建立系统、完整的制造腐蚀防护与控制标准体系，规范指导制造过程的技术和管理活动，对制造过程各环节可能产生的腐蚀，实施有效的管控和防护措施，对降低飞机产品的腐蚀故障、提高飞机安全性和可靠性、延长飞机的使用寿命、节省成本是至关重要的。
1 飞机腐蚀因素分析
1.1 设计方面
设计方面的腐蚀因素主要有以下几项：
（1）通风、排水、密封设计不合理;
（2）结构缝隙、沟槽、内腔设计不合理;
（3）异种金属连接/接触部位缺少必要的防护措施;
（4）表面防护系统设计不合理;
（5）材料选择不合理;
（6）结构维修性（含可达性、可检测性）不佳等因素。
1.2 制造方面
制造方面的腐蚀因素主要有以下几项：
（1）制造过程各环节之间的管理要求不完善，产品加工过程、周转、交付等缺乏有效的防护方法和要求;
（2）制造过程测试技术规范不完善，方法描述不清晰;
（3）制造技术标准方法缺乏针对腐蚀控制的要求，生产过程中存在工艺方法不合规现象，如原材料与工艺材料质量控制不到位，制造工艺与生产质量控制不到位，表面防护工艺与质量控制不到位，密封、装配工艺与质量控制不到位，加工过程中应力和变形引起表面损伤等原因，成为最终制件上的腐蚀源;
（4）对制造过程产生的表面缺陷，缺乏针对性的修复方法和要求。
1.3 使用维护
使用方面的腐蚀因素主要有以下几项：
（1）对腐蚀损伤疏忽或认识不足;
（2）腐蚀维修计划不当或措施缺乏;
（3）对表面损伤未及时修复或修复方法选择不合理;
（4）固定螺钉在飞机停放过程中防护方法不合理;
（5）排水系统不通畅是使用维护过程中常见的腐蚀因素。
从以上分析可以看出，影响飞机耐腐蚀性能的因素涉及设计、制造、使用维护等诸多环节，而制造过程中存在的技术及过程管理等问题是影响飞机耐腐蚀性能的重要原因。
2 飞机制造腐蚀防护与控制标准体系
2.1 体系研究思路
（1）系统规划，基于飞机制造生产全过程研究确定体系框架和主要研究内容，涵盖从生产用器材（包含原材料、标准件、外购件）的采购管理、零组件加工生产到组部件装配、飞机总装等全过程，分析各环节产生腐蚀因素，制定解决措施，制定相关标准规范。
（2）分类管控，体系的研究围绕飞机制造生产全过程涉及的技术和管理两方面，技术方面主要围绕制造过程各专业技术腐蚀防护方法等开展标准规范的制修订，管理部分主要围绕制造过程各项管理活动开展流程、管控要求等开展标准规范的制修订。
（3）突出重点，标准规范的制修订结合飞机生产过程存在腐蚀因素的环节、防护方法、缺陷修复等技术和管理要求。
（4）结合应用，不断优化提升，体系的构建要结合飞机型号的研制生产情况，新编或修订的标准规范通過应用验证，及时补充完善，提升标准规范的适用性。
2.2 体系框架
基于飞机制造生产全过程，按照管理和技术两个方面规划体系，内容涵盖供应商管理、器材采购存储配送、产品制造加工过程、检验、飞机维护管理以及制造工艺、表面处理、测试和缺陷修复等技术，框架结构见图1。
3 飞机制造腐蚀防护与控制标准体系架构
3.1 制造过程管理
3.1.1 供应商管理标准
供应商包含为飞机产品提供原材料、成品元器件、标准件、产品结构件及扩散协作等的供应商，对供应商的管理从管理控制模式、产品制造过程监控、包装、运输等方面分析研究。标准的制定主要围绕上述几个方面制定。
3.1.2 采购验收管理标准 分析原材料、标准件、机载成品的采购及入厂验收过程，提出腐蚀防护的预防控制措施和方法。
采购环节，针对原材料、成品、标准件的腐蚀防护要求，要反应对采购产品外观的检查、包装要求、运输过程的防护等。
验收环节，针对不同的采购产品，制定相应的入厂验收标准规范，明确验收项目及要求，如原材料应对应力腐蚀、剥落腐蚀、表面缺陷等项目提出验收要求;标准件应对表面镀层质量的检查制定合理的防腐层质量检查要求。
3.1.3 存储配送管理标准
为减少或预防大批量毛料、标准件、机载成品和零件配送过程中表面擦划伤和裂纹的发生，分析预防和控制方法、措施，在存储、接收双方人员职责、工作流程、过程预防等方面制定相关的标准和规范，规范指导各环节工作，避免出现擦划伤和裂纹现象。
3.1.4 制造加工过程管理
针对飞机制造过程中的产品制造加工过程，分析零组件制造、周转、装配、表面处理、飞机检查维护等过程中存在的腐蚀因素并制定解决措施。重点围绕工具的选用应用、切削液应用管控、过程保护、工序周转等制定标准规范，减少因过程管理不善导致对产品的表面损伤。
3.1.5 检验质量管理
运用质量分析方法，从采购、零组件制造到产品交付、维护服务全过程，进行腐蚀防护质量控制技术分析，确定腐蚀控制监控重点，在此基础上重点对热处理、表面处理、涂敷、复合材料制造等特种工艺过程制定腐蚀防护质量控制方法。针对外购器材、表面缺陷、制件损伤等特点，研究制定产品验收的检测标准、缺陷和损伤判定标准。
3.2 制造腐蚀控制技术
腐蚀防护与控制问题是所有飞机都要考虑的，特别是在恶劣环境下服役的飞机在此方面的要求尤为突出。通过开展关键新型制造腐蚀控制技术的应用研究，包括适用于控制全面性腐蚀和局部腐蚀的重防腐新技术，同时也覆盖了控制应力腐蚀、腐蚀疲劳、氢脆、微动腐蚀以及腐蚀与疲劳交替失效的新技术，可以增强飞机结构的抗腐蚀特性，延长腐蚀维修周期。
3.2.1 零组件加工技术标准
针对不同类型零件的加工方法和工艺过程，分析其过程诱发表面产生腐蚀现象的因素，研究预防和控制措施，分析梳理各钣金、机加、复合材料等类型零件的制造工艺标准，围绕加工生产过程产生擦划伤以及后续修复、加工过程表面保护，制定或完善相关标准规范，明确判定要求、制定修复工艺方法、规范验收要求。
3.2.2 装配工艺标准
零组件在装配过程中，工艺流程、安装工具使用、过程保护及装配过程的反复拆卸等多个环节均会存在腐蚀因素，最终导致对飞机的防腐蚀性能产生影响。在装配工艺方面，从工艺流程的改进优化、安装工具的选用和使用、螺栓拧紧工艺方法、损伤判别、损伤修复技术和方法等方面开展技术研究、工艺试验验证工作，提升相关的装配工艺标准规范。
在电缆安装方面，开展电搭接防护及修复技术研究，制定包括电气搭接前表面清理技术、电气搭接过程防腐保护技术及要求等标准。
3.2.3 表面处理技术标准
零组件在表面处理过程中由于遮蔽、导电不良或过程控制不合理等原因，易导致防护层不完整、均匀性差或与基体材料结合力不足等现象，会降低防护层对零件的整体腐蚀防护能力。需围绕新型防护涂层涂覆工艺开展技术研究，制定相关的标准规范。包括配制方法、涂覆实施方法以及涂覆后的涂层修复方法等。
3.2.4 测试技术标准
金属零组件在切削、焊接、锻压、钣金成型、表面处理等主要工艺过程和装配过程中均会引入有害的残余拉应力，而残余应力从外观和采取常规检测手段很难检测和评判，需围绕残余应力的测试方法、评判标准以及加工过程应力控制方法研究，制定相关的方法标准、评估及控制标准。
3.2.5 缺陷分析与修复技术标准
飞机零部件在制造加工过程中会出现各种缺陷，某些缺陷会导致飞机零部件在后续的加工、装配或存放过程中出现腐蚀情况。分析这些缺陷的判定方法，研究有效的修复工艺技术和再检查验收要求，制定相应的标准，规范缺陷修复方法和要求，保证产品最终质量，同时为飞机服役期间的维护修复提供借鉴。
4 结论与建议
飞机制造腐蚀防护与控制标准体系是一项复杂的系统工程，涵盖飞机制造生产的多项专业技术和管理事项，涉及部门多，链条长，因此在制定相关的标准规范的，应充分协调沟通，保证标准规范之间内容协调、层级清晰。在飞机生产全过程，加强腐蚀防护标准的贯彻执行力度，一方面提高飞机产品质量，另一方面，通过充分的应用验证，不断完善优化，进而提升为飞机制造行业标准，应用于多型号的飞机产品研制生产。
参考文献
[1] 陳丹明，程丛高.舰载飞机腐蚀防护与控制标准体系框架设计[J]. 装备环境工程，2008， 5（6）：41-45.
[2] 叶远珩.探究飞机结构腐蚀防护和控制[J].科技创新与应用，2017 （7）：53.
[3] 陈群志，鞠明，余文波， 等.严酷环境下飞机外场腐蚀防护对策与措施[J].装备环境工程，2017，14（3）：1-7.
[4] 汪定江，潘庆军，夏成宝.军用飞机的腐蚀与防护[M].北京：航空工业出版社，2006.
[5] 张栋.飞机结构的腐蚀和腐蚀控制[M].北京：国防工业出版社，1993.
Luo Xuetao， Kou Jie， Gao Lin
（AVIC Xi’an 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
飞机结构的腐蚀防护与控制工作贯穿设计选材、生产制造、使用维护等全寿命周期的各个环节，通过对飞机产品重大腐蚀故障调查和分析的结果表明，各环节对腐蚀故障承担的比重：设计占28%、制造占50%、使用和维修占22%。可见，制造过程中的腐蚀防护与控制工作直接决定飞机交付后的腐蚀防护性能。因此，分析飞机制造过程腐蚀防护的因素，研究制造过程防护与控制措施，建立系统、完整的制造腐蚀防护与控制标准体系，规范指导制造过程的技术和管理活动，对制造过程各环节可能产生的腐蚀，实施有效的管控和防护措施，对降低飞机产品的腐蚀故障、提高飞机安全性和可靠性、延长飞机的使用寿命、节省成本是至关重要的。
1 飞机腐蚀因素分析
1.1 设计方面
设计方面的腐蚀因素主要有以下几项：
（1）通风、排水、密封设计不合理;
（2）结构缝隙、沟槽、内腔设计不合理;
（3）异种金属连接/接触部位缺少必要的防护措施;
（4）表面防护系统设计不合理;
（5）材料选择不合理;
（6）结构维修性（含可达性、可检测性）不佳等因素。
1.2 制造方面
制造方面的腐蚀因素主要有以下几项：
（1）制造过程各环节之间的管理要求不完善，产品加工过程、周转、交付等缺乏有效的防护方法和要求;
（2）制造过程测试技术规范不完善，方法描述不清晰;
（3）制造技术标准方法缺乏针对腐蚀控制的要求，生产过程中存在工艺方法不合规现象，如原材料与工艺材料质量控制不到位，制造工艺与生产质量控制不到位，表面防护工艺与质量控制不到位，密封、装配工艺与质量控制不到位，加工过程中应力和变形引起表面损伤等原因，成为最终制件上的腐蚀源;
（4）对制造过程产生的表面缺陷，缺乏针对性的修复方法和要求。
1.3 使用维护
使用方面的腐蚀因素主要有以下几项：
（1）对腐蚀损伤疏忽或认识不足;
（2）腐蚀维修计划不当或措施缺乏;
（3）对表面损伤未及时修复或修复方法选择不合理;
（4）固定螺钉在飞机停放过程中防护方法不合理;
（5）排水系统不通畅是使用维护过程中常见的腐蚀因素。
从以上分析可以看出，影响飞机耐腐蚀性能的因素涉及设计、制造、使用维护等诸多环节，而制造过程中存在的技术及过程管理等问题是影响飞机耐腐蚀性能的重要原因。
2 飞机制造腐蚀防护与控制标准体系
2.1 体系研究思路
（1）系统规划，基于飞机制造生产全过程研究确定体系框架和主要研究内容，涵盖从生产用器材（包含原材料、标准件、外购件）的采购管理、零组件加工生产到组部件装配、飞机总装等全过程，分析各环节产生腐蚀因素，制定解决措施，制定相关标准规范。
（2）分类管控，体系的研究围绕飞机制造生产全过程涉及的技术和管理两方面，技术方面主要围绕制造过程各专业技术腐蚀防护方法等开展标准规范的制修订，管理部分主要围绕制造过程各项管理活动开展流程、管控要求等开展标准规范的制修订。
（3）突出重点，标准规范的制修订结合飞机生产过程存在腐蚀因素的环节、防护方法、缺陷修复等技术和管理要求。
（4）结合应用，不断优化提升，体系的构建要结合飞机型号的研制生产情况，新编或修订的标准规范通過应用验证，及时补充完善，提升标准规范的适用性。
2.2 体系框架
基于飞机制造生产全过程，按照管理和技术两个方面规划体系，内容涵盖供应商管理、器材采购存储配送、产品制造加工过程、检验、飞机维护管理以及制造工艺、表面处理、测试和缺陷修复等技术，框架结构见图1。
3 飞机制造腐蚀防护与控制标准体系架构
3.1 制造过程管理
3.1.1 供应商管理标准
供应商包含为飞机产品提供原材料、成品元器件、标准件、产品结构件及扩散协作等的供应商，对供应商的管理从管理控制模式、产品制造过程监控、包装、运输等方面分析研究。标准的制定主要围绕上述几个方面制定。
3.1.2 采购验收管理标准 分析原材料、标准件、机载成品的采购及入厂验收过程，提出腐蚀防护的预防控制措施和方法。
采购环节，针对原材料、成品、标准件的腐蚀防护要求，要反应对采购产品外观的检查、包装要求、运输过程的防护等。
验收环节，针对不同的采购产品，制定相应的入厂验收标准规范，明确验收项目及要求，如原材料应对应力腐蚀、剥落腐蚀、表面缺陷等项目提出验收要求;标准件应对表面镀层质量的检查制定合理的防腐层质量检查要求。
3.1.3 存储配送管理标准
为减少或预防大批量毛料、标准件、机载成品和零件配送过程中表面擦划伤和裂纹的发生，分析预防和控制方法、措施，在存储、接收双方人员职责、工作流程、过程预防等方面制定相关的标准和规范，规范指导各环节工作，避免出现擦划伤和裂纹现象。
3.1.4 制造加工过程管理
针对飞机制造过程中的产品制造加工过程，分析零组件制造、周转、装配、表面处理、飞机检查维护等过程中存在的腐蚀因素并制定解决措施。重点围绕工具的选用应用、切削液应用管控、过程保护、工序周转等制定标准规范，减少因过程管理不善导致对产品的表面损伤。
3.1.5 检验质量管理
运用质量分析方法，从采购、零组件制造到产品交付、维护服务全过程，进行腐蚀防护质量控制技术分析，确定腐蚀控制监控重点，在此基础上重点对热处理、表面处理、涂敷、复合材料制造等特种工艺过程制定腐蚀防护质量控制方法。针对外购器材、表面缺陷、制件损伤等特点，研究制定产品验收的检测标准、缺陷和损伤判定标准。
3.2 制造腐蚀控制技术
腐蚀防护与控制问题是所有飞机都要考虑的，特别是在恶劣环境下服役的飞机在此方面的要求尤为突出。通过开展关键新型制造腐蚀控制技术的应用研究，包括适用于控制全面性腐蚀和局部腐蚀的重防腐新技术，同时也覆盖了控制应力腐蚀、腐蚀疲劳、氢脆、微动腐蚀以及腐蚀与疲劳交替失效的新技术，可以增强飞机结构的抗腐蚀特性，延长腐蚀维修周期。
3.2.1 零组件加工技术标准
针对不同类型零件的加工方法和工艺过程，分析其过程诱发表面产生腐蚀现象的因素，研究预防和控制措施，分析梳理各钣金、机加、复合材料等类型零件的制造工艺标准，围绕加工生产过程产生擦划伤以及后续修复、加工过程表面保护，制定或完善相关标准规范，明确判定要求、制定修复工艺方法、规范验收要求。
3.2.2 装配工艺标准
零组件在装配过程中，工艺流程、安装工具使用、过程保护及装配过程的反复拆卸等多个环节均会存在腐蚀因素，最终导致对飞机的防腐蚀性能产生影响。在装配工艺方面，从工艺流程的改进优化、安装工具的选用和使用、螺栓拧紧工艺方法、损伤判别、损伤修复技术和方法等方面开展技术研究、工艺试验验证工作，提升相关的装配工艺标准规范。
在电缆安装方面，开展电搭接防护及修复技术研究，制定包括电气搭接前表面清理技术、电气搭接过程防腐保护技术及要求等标准。
3.2.3 表面处理技术标准
零组件在表面处理过程中由于遮蔽、导电不良或过程控制不合理等原因，易导致防护层不完整、均匀性差或与基体材料结合力不足等现象，会降低防护层对零件的整体腐蚀防护能力。需围绕新型防护涂层涂覆工艺开展技术研究，制定相关的标准规范。包括配制方法、涂覆实施方法以及涂覆后的涂层修复方法等。
3.2.4 测试技术标准
金属零组件在切削、焊接、锻压、钣金成型、表面处理等主要工艺过程和装配过程中均会引入有害的残余拉应力，而残余应力从外观和采取常规检测手段很难检测和评判，需围绕残余应力的测试方法、评判标准以及加工过程应力控制方法研究，制定相关的方法标准、评估及控制标准。
3.2.5 缺陷分析与修复技术标准
飞机零部件在制造加工过程中会出现各种缺陷，某些缺陷会导致飞机零部件在后续的加工、装配或存放过程中出现腐蚀情况。分析这些缺陷的判定方法，研究有效的修复工艺技术和再检查验收要求，制定相应的标准，规范缺陷修复方法和要求，保证产品最终质量，同时为飞机服役期间的维护修复提供借鉴。
4 结论与建议
飞机制造腐蚀防护与控制标准体系是一项复杂的系统工程，涵盖飞机制造生产的多项专业技术和管理事项，涉及部门多，链条长，因此在制定相关的标准规范的，应充分协调沟通，保证标准规范之间内容协调、层级清晰。在飞机生产全过程，加强腐蚀防护标准的贯彻执行力度，一方面提高飞机产品质量，另一方面，通过充分的应用验证，不断完善优化，进而提升为飞机制造行业标准，应用于多型号的飞机产品研制生产。
参考文献
[1] 陳丹明，程丛高.舰载飞机腐蚀防护与控制标准体系框架设计[J]. 装备环境工程，2008， 5（6）：41-45.
[2] 叶远珩.探究飞机结构腐蚀防护和控制[J].科技创新与应用，2017 （7）：53.
[3] 陈群志，鞠明，余文波， 等.严酷环境下飞机外场腐蚀防护对策与措施[J].装备环境工程，2017，14（3）：1-7.
[4] 汪定江，潘庆军，夏成宝.军用飞机的腐蚀与防护[M].北京：航空工业出版社，2006.
[5] 张栋.飞机结构的腐蚀和腐蚀控制[M].北京：国防工业出版社，1993.