飞机继电器防腐蚀设计与控制要求

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飞机继电器防腐蚀设计与控制要求

　　摘　　　　要：　为解决飞机继电器因腐蚀而导致性能退化甚至失效的问题，从飞机继电器的设

计、制造、检查和修理等方面提出腐蚀防护与控制要求。首先，针对继电器的使用环境、腐蚀

特点，在继电器常见腐蚀失效模式基础上，提出了继电器腐蚀防护与控制的一般要求；其次，

从材料选择、表面防护、密封设计、零件加工和装配工艺等方面提出腐蚀防护设计和制造要

求；再次，按照检查准备、检查程序、检查标准、电气性能检查、腐蚀修理等步骤，研究制定

了飞机继电器腐蚀检查与修理要求；最后，结合飞机日益严峻的腐蚀损伤现状，对继电器在使

用过程中的腐蚀预防与控制方法进行了探索研究。

　　　　 Abstract：　 In　order　to　solve　the　problem　of　aircraft　relay　performance　degradation　and　

even　failure　caused　by　corrosion,corrosion　protection　and　control　requirements　are　proposed　from　the　

design,　manufacture,　inspection　and　repair　of　aircraft　relay.Firstly,　according　to　the　use　environment　

and　corrosion　characteristics　of　relay,　the　general　requirements　of　corrosion　protection　and　control　of　

relay　are　proposed　on　the　basis　of　common　corrosion　failure　modes　of　relay;　secondly,　corrosion　

protection　design　and　manufacturing　requirements　are　proposed　from　material　selection,　surface　

protection,　sealing　design,　parts　processing　and　assembly　process;　thirdly,　according　to　inspection　

preparation,　inspection　procedures　and　inspection　According　to　the　standards,　electrical　performance　

inspection,　corrosion　repair　and　other　steps,　the　requirements　of　aircraft　relay　corrosion　inspection　and　

repair　are　studied.　Finally,　combined　with　the　increasingly　severe　aircraft　corrosion　damage　status,　the　

corrosion　prevention　and　control　methods　in　the　use　process　of　relay　are　explored.

　　 Keyword 　：relay;　corrosion　prevention;　corrosion　control;　corrosion　inspection;　corrosion　

repair;

　　继电器，尤其是电磁继电器，作为飞机上各系统的重要元件，用于实现电信号的传递、电

路的转换和电机的启停等，其可靠性直接影响到各系统能否稳定地工作以及飞机的飞行安全。

影响继电器故障的一个重要因素是腐蚀，如图 1所示。我国湿热海洋环境最大的特点就是高

温、高湿、高盐雾，继电器长期处于这种恶劣大气环境中，如果防护措施不到位，温度、湿度

和盐分沉积率等因素都将对元器件耐腐蚀性产生较大的影响[1]，造成内部元器件的快速污染、

腐蚀，直接影响了继电器的接触电阻、绝缘电阻和吸合/释放电压等电参量的改变，进而使其

品质快速下降，大大缩短使用寿命，严重威胁到电气设备的安全运行[2,3,4,5]。

　　图1　某型飞机继电器腐蚀

　　 Fig.1　Corrosion　of　relay　in　an　aircraft

　　目前，飞机继电器所用的设计和制造工艺，对严酷的腐蚀环境考虑不足。在热带海洋气候

环境下，面临夏季等炎热潮湿的气候环境，使用维护人员对继电器的腐蚀检查和修理无章可

循，缺少继电器的腐蚀检查维修手册和操作规范等技术指导文件。

　　国内在飞机结构腐蚀方面的研究相对比较成熟[6,7,8,9,10]，而在机载继电器等电气元件的

腐蚀失效机理与防护控制研究方面，还处于起步阶段，技术基础较薄弱。目前国内外对于继电

器腐蚀行为的研究尚采用传统的大气腐蚀研究方法和思维模式[11,12,13]，未考虑电应力对于继

电器腐蚀的影响。在继电器等电气元件的腐蚀防护方面缺少技术指导，在使用控制方面缺少必

要的三防漆、缓蚀剂和清洗剂等防腐用品，严重制约了行业发展和质量提升，极大地影响了飞

行安全。

　　 1 　、飞机继电器腐蚀防护与控制一般要求

　　海军飞机电磁继电器常见的腐蚀失效模式包括触点腐蚀、线圈腐蚀、引出端腐蚀、壳体腐

蚀等[14]。应对电磁继电器采取腐蚀防护措施，以保证飞机继电器满足耐久性要求，使腐蚀、

脱层、磨损及由腐蚀导致的其他损伤减至最低限度。另外，应结合制造和使用维护中的腐蚀控

制措施，保证飞机继电器在正常使用环境下，不出现危及飞行安全的腐蚀损伤。

　　 1.1 　、腐蚀防护

　　腐蚀防护一般应满足如下要求[15]：采用合理的结构设计，防止腐蚀介质的进入和积留；

根据不同的结构型式和使用环境条件，设计有效的结构防腐蚀密封形式；在综合考虑材料力学

性能、耐腐蚀性能、经济性以及施加保护层的可行性等的基础上，合理选用材料；从继电器外

部结构表面到内部原件的选型，都应尽可能选用耐腐蚀性能好的防护体系。

　　 1.2 　、腐蚀控制

　　腐蚀控制一般应满足如下要求[15]：采取适当的工艺制造方法，有针对性地防止或减缓腐

蚀；在考虑防护层经济性以及防护层与被防护零件材料之间的相容性或限制使用要求的基础

上，合理选择防护层；采用缓蚀剂或隔离保护膜等改善局部腐蚀环境条件的措施，在表面防护

和装配完成后，宜使用缓蚀剂进行防护处理；避免装配过程中不同材料接触而产生电偶腐蚀。

　　 2　、腐蚀防护设计要求

　　 2.1 　、材料选择

　　材料选择应满足如下要求[15,16,17,18]:

　　 1）根据继电器不同的类型、使用部位、使用条件、使用环境及结构，综合考虑材料的耐

腐蚀性、工艺性和经济性等。

　　 2）针对可能出现的腐蚀类型选择相应的防腐蚀材料，尤其在易产生腐蚀和不容易维护的

部位，应尽量选择耐腐蚀性能好的材料，同时所选用的材料应具有相容性。

　　 3）选用的金属应耐腐蚀，也可经过电镀或加工处理达到耐腐蚀要求。如磁钢，可采用镀

镍、阳极氧化或喷漆等防腐蚀技术。

　　 4）当不同的金属相互直接接触使用时，应具有防止电解和腐蚀的措施，能导致活性电解

腐蚀（特别是黄铜、紫铜或钢与铝或铝合金的接触使用）的不同金属不允许接触使用。

　　 5）触点簧片应采用耐腐蚀材料（如铍铜）或应经过适当的电镀（如镀银或镀金处理）达

到耐腐蚀要求。

　　 6）外用标准件（螺母、平垫圈、弹簧垫圈等）应尽量选择不锈钢等耐腐蚀材料。

　　 7）金属外壳应按规定配有接地装置，接地装置应尽量选择耐腐蚀材料。

　　 8）禁止使用汞或汞化合物。除触点外，禁止使用镁或镁合金。

　　 9）非金属材料，包括保护性表面材料应满足耐潮湿和防霉菌要求，焊接密封式外罩内的

材料不作要求。

　　 10）尽量避免选择对腐蚀敏感的热处理状态。

　　 2.2　、表面防护

　　表面防护应满足如下要求[16,18]:

　　 1）为了达到耐腐蚀要求，金属要求经过镀覆或加以处理。在焊接密封式产品的内部零部

件上，不应采用锌、镉或非熔化纯锡镀层，以防止金属发生表面腐蚀。

　　 2）外用标准件（螺母、平垫圈、弹簧垫圈等）应镀镉，并钝化表面处理。

　　 3）为防止外部腐蚀，产品裸露在外部的引出端应采取镀镍等表面处理工艺。如焊接引出

端应镀锡，插入式引出端应镀金。

　　 4）所有外露的陶瓷表面应做上釉处理，防止霉菌腐蚀。

　　 2.3 　、密封设计

　　对于密封式电磁继电器，防腐蚀密封设计应满足如下要求[16]:

　　 1）为达到防腐蚀要求，应将电磁机构部分装在外罩内，采用玻璃或陶瓷与金属封接或采

用金属与金属熔焊的方法将外罩完全密封。

　　 2）气密封继电器应经过干燥、排气，再充入保护气体，并按GJB　1461A―2017 规定的要

求进行熔焊密封。

　　 3）为达到防腐蚀密封要求，环境密封封装应采用气密封封装之外的任何结构，以达到规

定的密封等级。环境密封继电器应在清除所有空气后，再填充合适特性气体。

　　 4）为保证密封性，继电器中应充满适当的惰性气体，所充气体的露点应至少低于产品最

低温度 5℃。

　　 3　、腐蚀控制要求

　　 3.1 　、制造过程中的腐蚀控制

　　 3.1.1 　、零件加工

　　零件加工过程中的腐蚀控制应满足如下要求：

　　 1）零件制造过程是防腐蚀控制的重要一环，应制定合理的制造工艺，确保零件的抗腐蚀

能力不会下降。

　　 2）为满足防腐蚀要求，工序间应进行清洗，清洗后的所有零件表面应无任何腐蚀产物、

油污和其他外来物，并按HB/Z　68―1981 进行防锈处理[19]。

　　 3）在保证产品和结构寿命的前提下，应提出合理的热处理方法及工艺规程，以保证材料

在特定环境中具有最佳抗腐蚀能力。

　　 4）不锈钢零件在制造过程中应避免在敏化温度范围内长时间停留或缓慢冷却，因为停留

过长易产生晶间腐蚀。

　　 5）为达到防腐蚀要求，金属宜在退火状态下进行弯曲、加工和成形，且每一道工序都应

使残余应力水平最低。金属（特别是含碳和氮的金属）变形冷加工产生的缺陷，容易造成局部

腐蚀和增加腐蚀速率，应进行消除应力热处理。

　　 6）为避免产生缺陷而加快腐蚀，某些零件表面要通过加工硬化（如在表面采用喷丸强

化、磨光、抛光等）来增加残余压应力。零件在淬火、机械加工硬化或电镀后，应用有机涂料

涂覆其表面，改善应力腐蚀开裂性能。

　　 7）经电镀的零件，公差应预制合理，避免强迫装配产生损失而导致腐蚀。

　　 8）选择保证焊缝质量完好的焊接工艺，减少焊接缺陷，提高抗腐蚀能力。

　　 3.1.2　、装配工艺

　　装配工艺的腐蚀控制应满足如下要求[15]：高强度材料零（部）件在加工、组装和装配

时，应使其残余拉伸应力减至最小，以防止由于应力腐蚀开裂而导致的提前破坏；重要结构装

配时，可采用工艺垫片减少装配应力，以防止应力腐蚀；不可拆卸去装（定期检查和使用过程

通常不拆卸）的紧固件，要采用缓蚀剂等进行湿装配。

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飞机继电器防腐蚀设计与控制要求　　摘　　　　要：　为解决飞机继电器因腐蚀而导致性能退化甚至失效的问题，从飞机继电器的设计、制造、检查和修理等方面提出腐蚀防护与控制要求。首先，针对继电器的使用环境、腐蚀特点，在继电器常见腐蚀失效模式基础上，提出了继电器腐蚀防护与控制的一般要求；其次，从材料选择、表面防护、密封设计、零件加工和装配工艺等方面提出腐蚀防护设计和制造要求；再次，按照检查准备、检查程序、检查标准、电气性能检查、腐蚀修理等步骤，研究制定了飞机继电器腐蚀检查与修理要求；最后，结合飞机日益严峻的腐蚀损伤现状，对继电器在使用过程中的腐蚀预防与控制方法进行了探索研究。　　　　Abstract：　I...

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