电连接器及其尾附件的腐蚀问题分析与处理唐彦康

电连接器及其尾附件的腐蚀问题分析与处理唐彦康

唐彦康刘睿雷峰涛

（陕西华达科技股份有限公司陕西省西安市710065）

摘要：民用飞机电连接器及其尾附件腐蚀维修是飞机特设系统维修的重要内容之一。准确而高效地判断电连接器及其尾附件的腐蚀程度是制定维修方案的依据。本文从定性和定量两方面提出了腐蚀程度判断及解决措施。

关键词：电连接器；尾附件；腐蚀问题；处理

1电连接器及其尾附件的腐蚀现象

电连接器及其尾附件腐蚀是飞机常见的腐蚀现象之一。例如某飞机维护时，发现垂尾根部、主起落架舱、襟缝翼、平尾区域均出现插头外表面的腐蚀现象。2电连接器及其尾附件腐蚀的原因分析民用飞机常见的腐蚀形式有：摩擦腐蚀、全表面腐蚀、电化学腐蚀（异金属）、点蚀（斑纹蚀）、缝隙腐蚀、应力腐蚀等。其中，电连接器及其尾附件主要有三种形式的腐蚀，摩擦腐蚀、电化学腐蚀和点蚀。下面对这三种腐蚀分别介绍。摩擦腐蚀：一般来说，由于连接器及其尾附件所处的环境有腐蚀性流体（气体、液体或灰尘）、高温或广义振动（系统状态参量，如位移或电压等在其基准值上下交替变化的过程）状态下产生腐蚀现象。电化学腐蚀：由于异金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化产生腐蚀现象。点（斑纹）蚀：由于产品质量问题，致使连接器及尾附件本身表面存在细微缺陷，由于工作环境恶劣，长时间积累后，导致点蚀扩大，形成大面积缺陷。

2电连接器及其尾附件腐蚀的解决措施

针对电连接器及尾附件的上述三种主要腐蚀，有以下几个解决措施。对于摩擦腐蚀，由于通常电连接器表面都有镀层或表面钝化等，能够避免发生氧化作用，从而保护电连接器。但由于镀层厚度有限，镀层金属附着力同样有限，如果在运输、安装和维护时，没有对电连接器进行保护或操作力度过大导致镀层和防腐蚀措施将失效或部分失效，这样在连接器安装以后，在试飞或运营期间，特别在环境恶劣的区域，将会发生大规模摩擦腐蚀现象。因此，通常在运输和储存过程中要有必要的保护措施，轻拿轻放。要求安装和维护的操作人员，通常需要佩戴手套、按操作规程操作，避免人为损伤连接器及其尾附件。对于电化学腐蚀，需要从设计和工艺角度综合考虑。在安装设计时，接触部分（插头与插座配合处，插头与尾附件配合处）尽量采用同材料同镀层的；如果无法避免，则使用电势差兼容的材料，通常在SWAMP区，异金属最大电势差小于150mv，其它环境区域电势差不大于300mv。当选合适的兼容金属也无法实现时，则需要从发生电化学腐蚀的两个必要条件（不同类金属接触和电解液存在）着手进行设计和工艺处理。也就是说要避免电化学腐蚀，即破坏任何一个条件即可。如：避免不同的金属接触、保持金属表面干燥、金属表面镀上保护层等。典型的设计措施有，不兼容金属之间放置与其兼容的材料，避免直接接触；通过密封措施使其接触的金属表面干燥；在其中之一镀上与另外的金属兼容的材料，并且保证基体材料与镀层之间良好的工艺处理。对于点（斑纹）蚀，要从控制产品的质量入手，对供应商产品的生产流程及质量控制体系严格控制，对产品入库验收严格把关，拒收任何有缺陷的产品。

3电连接器及其尾附件腐蚀的在制品处理

3.1电连接器及其尾附件的腐蚀检查

首先清理电连接器及尾附件表面的污染物或碎屑。检查连接器外表面及尾附件内外表面，主要检查：腐蚀材料、镀层材料损坏情况、基体材料损坏情况、螺纹或耦合机构损坏情况。其次，根据外镀层材料的腐蚀外观判断腐蚀类型。

3.2电连接器及尾附件腐蚀维修的定性处理方法

3．2．1特殊条件

一些连接器及尾附件必须有特殊防腐蚀保护，参考相关的设计要求。

3．2．2检查维修判据

对4．1节中的检查项目及内容逐一认真检查，核对相关损坏形式及维修条件。连接器外表面检查维修参考表1；连接器内表面检查维修参考表2；尾附件检查维修参考表3。

3.3电连接器及尾附件腐蚀维修的定量处理方法

电连接器及尾附件腐蚀情况可以从腐蚀点的尺寸和腐蚀点数量两方面来判断。腐蚀点的尺寸：应考虑基体金属暴露并裸眼可视的任何腐蚀点。如果在关键区域，腐蚀点规格大于0．025in和非关键区域其规格大于0．100in，这些腐蚀点应被视为灾难性腐蚀点并替换连接器及其附件。检查应从一个垂面开始并将其视为平面。有角度的面（如螺纹）应被视为两维的面，算两个面的面积。腐蚀点数量：无灾难性腐蚀点是允许存在的。每个零件的最多允许有灾难腐蚀点的数量要求如下：（1）关键区域：每2in2一个腐蚀点，每个零件最多3个；（2）非关键区域：每1in2一个腐蚀点，每个零件最多6个。如果是严重腐蚀，应替换损坏零件。

复合材料连接器

质量是无人机中相当重要的一个技术指标，质量意味着有效载荷的增大，质量减轻主要靠特殊的复合材料，目前的趋势是飞机的外部机身结构以及机内部的元件逐步向复合材料转移，这一趋势使所有的内部元件（连接器、电缆等）遇到了崭新而苛刻的环境挑战，如雷击（可在电缆线束内引起极高电流）。

在复合材料的研制方面，Souriau居于领先地位，掌握了先进的高压模塑和镍层涂镀方法，使得该公司研制的复合材料圆形连接器大大优于MIL-DTL-38999，它通过了防流体结冰试验，镍镀层可以经受住侵蚀性流体，另外经受住了500μs的10000A电流冲击试验，可耐雷击。阻燃，耐化学腐蚀，目前成功配套波音787“梦想”飞机、F-35飞机等。Glenair的复合材料互连元件，采用了复合热塑料性塑料，不仅能减轻质量而且具有防腐和耐冲击和振动作用，Glenair为无人机提供多种类型的复合热塑料性复合材料连接器后壳附件、连接盒和抗EMI金属化编织层（图6）。这三类产品对于无人机的设计具有重要意义，目前成功用于捕食者、值勤者及其他的无人机计划中。该公司获得专利的复合材料摇臂应力消除后壳，将三种款式合为一体：直式、90°和45°，满足严格的AS85049机械和电气标准，安装简单，该公司是唯一一家提供完整的光纤专用后壳产品线的光纤连接器制造商；复合材料防EMI／RFI连接盒：极适于无人机内的恶劣环境，产品满足MIL-S-901D和MIL-STD-167SHIPS的振动和冲击要求，和雷击性能规范；与普通金属编织层相比，复合材料金属化抗EMI编织层，质量下降50％，而EMI屏蔽性能相同，甚至更优。

4结论

腐蚀维修的定性判断方法优点是操作简便快捷，工作效率高，维护飞机装机的大量连接器及尾附件时，能节约大量时间。缺点是需要对各种腐蚀情况非常熟悉，对严重、中等或轻度的判断标准能准确给出。这些都是需要经过严格的长期培训及实践才能获得的经验。如果主观判断不准确，可能导致更严重的失效后果。腐蚀维修的定量判断方法优点是指标明确，判据可量化，经过简单的培训即可达到判断维修条件，判断准确率高。缺点是需要大量的测量及计算时间，工作效率低。对于在制品处理，两种维修判断方法都各有优缺点，可以经综合分析，确定选用方案，也可两种方案一起使用。1）关键区域：关键区域是指在连接器和尾附件上共用的区域，此区域的腐蚀点将引起零件性能的严重降级；如螺纹、互锁齿、EMI屏蔽端接区域、提供密封功能的面、提供电气搭接的面、腐蚀物能引起匹配干涉的表面；2）非关键区域：非关键区域指腐蚀点对零件的性能仅有非常小的影响的区域；3）腐蚀物：腐蚀物是指由电解液腐蚀铝合金基体而产生的氧化物。铝氧化物是指在镀层表面出现的白色残留物。镉氧化物是指在镀层表面出现的白色的残留物，而不是基体铝合金的腐蚀物；4）腐蚀点：腐蚀点通常是圆形的，并暴露出铝基体位置。腐蚀点的大小应为穿过腐蚀点的最长直线。由暴露于恶劣环境下而导致的镀层表面的水泡也应作为腐蚀点。

参考文献：

［1］赵麦群等．金属的腐蚀与防护［M］．北京：国防工业出版社，2008．9．

［2］赵志农．腐蚀失效分析案例［M］．北京：化学工业出版社，2008．8．

［3］黄建中．材料的腐蚀性和腐蚀数据［M］．北京：化学工业出版社，2002，10．