周珺，鄧健，楊陽(yáng)

航空工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710089

電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)[1]（EWIS）線路腐蝕是指所有EWIS部件和組件在艦載機(jī)環(huán)境作用下引起的破壞和變質(zhì)。艦載機(jī)與岸基飛機(jī)相比有三個(gè)特點(diǎn)：一是長(zhǎng)期停放在艦上，修理維護(hù)也都在艦上進(jìn)行；二是停放及使用均在海洋大氣環(huán)境中，海洋性氣候的腐蝕環(huán)境介質(zhì)非常嚴(yán)酷；三是由于采用彈射起飛、著艦攔阻等方式，抗沖擊及過(guò)載能力的要求更加苛刻。由于艦載機(jī)這些惡劣的自然環(huán)境，如果EWIS防護(hù)設(shè)計(jì)和使用維護(hù)不合理，很容易造成EWIS線路發(fā)生電氣絕緣損壞、短路、斷路等腐蝕故障。如果線路發(fā)生這些故障，輕則飛機(jī)用電設(shè)備癱瘓、系統(tǒng)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，重則機(jī)毀人亡。為此需要對(duì)EWIS的腐蝕情況進(jìn)行深入分析研究，確定線路中容易發(fā)生的腐蝕問(wèn)題，詳細(xì)分析腐蝕產(chǎn)生的原因，給出具體解決方案和措施，為EWIS線路正向設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 EWIS的概念

根據(jù)適航性要求H分部第25.1701條中對(duì)EWIS的定義為：任何導(dǎo)線、線路裝置，或其組合，包括端點(diǎn)裝置，安裝于飛機(jī)的任何部位用于兩個(gè)或多個(gè)端點(diǎn)之間傳輸電能（包括數(shù)據(jù)和信號(hào)）。線路裝置、端點(diǎn)裝置包括電線統(tǒng)稱為EWIS部件。EWIS部件包括連接部件和功能部件：連接部件包括插頭、插座、尾部附件、接地柱、接地模塊、接線端子、電線死接頭、搭接線、焊錫套管、縮管、屏蔽網(wǎng)、分線器等；功能部件包括二極管、繼電器、斷路器、開(kāi)關(guān)等。

2 EWIS腐蝕現(xiàn)象及腐蝕類型

根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]、參考文獻(xiàn)[3]，EWIS腐蝕部位主要發(fā)生在EWIS部件電氣接口處、線束敷設(shè)布線安裝處、電連接器安裝處、電搭接/接地連接處4個(gè)部位，這些部位會(huì)出現(xiàn)摩擦腐蝕、電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕和點(diǎn)蝕5種形式的腐蝕現(xiàn)象。EWIS腐蝕部位如圖1所示。

3 EWIS腐蝕的原因分析

電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生的摩擦腐蝕、電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕和點(diǎn)蝕5種腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的原因如下：（1）摩擦腐蝕：由于電連接器、接地柱、搭接線等安裝處的環(huán)境有腐蝕性流體、高溫或廣義振動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。（2）電偶腐蝕：EWIS的安裝處由于異金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。（3）點(diǎn)蝕：由于EWIS部件質(zhì)量問(wèn)題，或者EWIS部件在生產(chǎn)制作、安裝、敷設(shè)時(shí)可能造成部件本身表面產(chǎn)生針狀、點(diǎn)狀、小孔狀的一種極為局部的腐蝕形態(tài)，由于環(huán)境惡劣、長(zhǎng)時(shí)間積累后，導(dǎo)致點(diǎn)蝕擴(kuò)大，形成大面積缺陷而產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象。（4）縫隙腐蝕：由于EWIS部件的搭接縫、螺帽、墊片下及沒(méi)有清除掉的臟物下的縫隙內(nèi)積存的少量溶液，在兩個(gè)表面之間或一個(gè)金屬和一個(gè)非金屬表面或沉積物之間的縫隙內(nèi)，金屬會(huì)發(fā)生加速的局部腐蝕。（5）應(yīng)力腐蝕：金屬、腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力三者的結(jié)合導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕，線束敷設(shè)不合理的設(shè)計(jì)所造成的裝配應(yīng)力、殘余應(yīng)力和工作應(yīng)力是引起應(yīng)力腐蝕破壞的主要原因。

圖1 EWIS腐蝕部位Fig.1 EWIS corroded part

電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生這些腐蝕現(xiàn)象，除了因面對(duì)的自然環(huán)境、工作環(huán)境和維護(hù)環(huán)境因素惡劣外，還由于EWIS部件多為薄壁結(jié)構(gòu)，經(jīng)常維護(hù)操作，易遭受機(jī)械損傷。除此之外，導(dǎo)致電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)早衰、受損、絕緣失效、短路、斷路等腐蝕問(wèn)題的因素還包括：（1）安裝位置（如位于強(qiáng)風(fēng)高濕區(qū)）；（2）溫度周期變化；（3）污染；（4）安裝失當(dāng)；（5）違規(guī)操作；（6）疏于維護(hù)；（7）缺乏有效地檢查、維修；（8）戰(zhàn)斗損傷。

4 EWIS腐蝕防護(hù)措施及試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 各類腐蝕防護(hù)措施

根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]和參考文獻(xiàn)[5]，針對(duì)EWIS的各類腐蝕情況，采取不同的解決措施。

（1）摩擦腐蝕

在運(yùn)輸、安裝和維護(hù)時(shí)采取防護(hù)措施，保障EWIS部件鍍層和防腐蝕措施不失效。保證線束敷設(shè)合理，防止絕緣材料不同的電線之間不會(huì)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生磨損。不同絕緣材質(zhì)的線束交錯(cuò)、堆垛敷設(shè)時(shí)，應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)系帶或綁繩對(duì)其進(jìn)行綁扎固定，防止交錯(cuò)前及交錯(cuò)后的纜束摩擦，同時(shí)應(yīng)注意固定點(diǎn)不可設(shè)置于纜束的交叉點(diǎn)上。電氣線路在輸送易燃液體或氣體的導(dǎo)管上方的間距、線束與非密封的機(jī)身底部的間距、設(shè)備內(nèi)電纜與設(shè)備外殼結(jié)構(gòu)的間距、線束與油液管路、油液軟管和油液設(shè)備間的最小間距、線束與機(jī)械鋼索或運(yùn)動(dòng)零件的間距、線束與結(jié)構(gòu)單元、表面和設(shè)備間的間距均應(yīng)保持一定的適當(dāng)間距。當(dāng)實(shí)際空間無(wú)法滿足最小間隙要求時(shí)，安裝設(shè)備的邊角應(yīng)包覆相應(yīng)的防護(hù)措施。進(jìn)行線路敷設(shè)時(shí)，線束固定牢固，避免與活動(dòng)部件、高溫管路及設(shè)備的接觸，防止摩擦腐蝕。

（2）電偶腐蝕

電偶腐蝕是腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和關(guān)鍵，需要從設(shè)計(jì)和工藝角度綜合考慮。電氣接口安裝接觸部分盡量采用同材料同鍍層；如果無(wú)法避免，則使用電勢(shì)差兼容的材料。當(dāng)選擇合適的兼容金屬也無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，要施加防護(hù)層或隔離密封處理。安裝設(shè)備的固定螺釘應(yīng)選擇與緊固件結(jié)構(gòu)相同的材質(zhì)，并經(jīng)鍍鎘鈍化處理；對(duì)安裝在設(shè)備架上不易更換、不易直接觀察或不易維修部位的緊固件應(yīng)進(jìn)行防接觸腐蝕設(shè)計(jì)；拆裝頻率較頻繁的緊固件應(yīng)定期檢查其保護(hù)層的磨損程度，對(duì)磨損嚴(yán)重者應(yīng)及時(shí)處理或換新。固定線束的緊固件選用經(jīng)鈍化處理的螺釘、螺帽等，與安裝結(jié)構(gòu)接觸的線束的金屬支撐件的材質(zhì)應(yīng)與安裝結(jié)構(gòu)的材質(zhì)一致；對(duì)線束與螺栓的安裝接觸點(diǎn)進(jìn)行防護(hù)。對(duì)于與線束發(fā)生接觸的螺栓，應(yīng)使用密封劑對(duì)螺栓頭進(jìn)行封裝。對(duì)與線路發(fā)生接觸的安裝打磨面進(jìn)行防護(hù)。對(duì)于與打磨面接觸的線束，應(yīng)進(jìn)行密封封裝。

線束敷設(shè)固定時(shí)，對(duì)承載不大的不同材料間的支撐，采用塑料等材料制造，如支撐件、卡箍等。設(shè)備的安裝采用濕裝配，不常拆卸的部位連接后用密封膠密封，經(jīng)常拆卸的部位用不干性膩?zhàn)用芊?，保證內(nèi)外環(huán)境的絕緣。

負(fù)線接地和屏蔽接地時(shí)，與結(jié)構(gòu)連接的部位應(yīng)進(jìn)行打磨，除去表面的保護(hù)層，露出金屬光澤，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成安裝，安裝完成后在端子周圍涂保護(hù)層，覆蓋打磨的金屬光澤處。緊固件在裝配后必須密封。對(duì)于大電流接地柱與飛機(jī)結(jié)構(gòu)安裝之間存在異種金屬接觸時(shí)，為避免與飛機(jī)結(jié)構(gòu)之間發(fā)生電化學(xué)腐蝕而破壞飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性，安裝于環(huán)境較惡劣區(qū)域（如艙外暴露區(qū)域）的接地柱必須采用間接安裝形式（接地柱安裝在與安裝結(jié)構(gòu)相同材質(zhì)的轉(zhuǎn)接角片上，轉(zhuǎn)接角片與安裝結(jié)構(gòu)基材連接）。

為防止液體或冷凝水順電線、電纜流入連接器件從而造成腐蝕問(wèn)題，所有下行敷設(shè)連接器的線束均應(yīng)設(shè)置滴水環(huán)。滴水環(huán)應(yīng)裝配于連接器與主固定支撐裝置之間，在最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)有疏水孔。如無(wú)滴流回路，積留水分將流入EWIS器件或部件中造成腐蝕。

電連接器和連接器件上的布線應(yīng)沿敷設(shè)方向理順，不允許有過(guò)度彎扭，以防線纜變形影響絕緣和密封，對(duì)線纜造成損壞。

（3）點(diǎn)蝕

對(duì)EWIS的生產(chǎn)流程及質(zhì)量控制體系嚴(yán)格控制，拒收任何有缺陷的產(chǎn)品，EWIS部件要選擇良好的材料和防護(hù)層。

（4）縫隙腐蝕

進(jìn)行水密、氣密和防腐蝕密封，將密封劑用于不同金屬或相同金屬之間的結(jié)合面，達(dá)到不同金屬的隔離和防止水分、濕氣的進(jìn)入的作用。對(duì)于飛機(jī)中可能出現(xiàn)的液體、濺溢的介質(zhì)、雨水、凝露甚至循環(huán)空氣中的濕氣應(yīng)該都能匯集、排除或通風(fēng)排放，或保證干燥，確保線路的固定螺栓的裝配扭矩適當(dāng)。若卡箍存在松動(dòng)，則可能存在螺栓緊固不足或螺栓松脫造成縫隙腐蝕。

（5）應(yīng)力腐蝕

確定恰當(dāng)?shù)氖褂脩?yīng)力，注意控制殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中，在線束敷設(shè)安裝時(shí)，布線位置要恰當(dāng)，線束敷設(shè)的彎曲半徑要合理，避免造成裝配應(yīng)力、殘余應(yīng)力和工作應(yīng)力。避免在布線之間、布線與結(jié)構(gòu)或設(shè)備之間反復(fù)相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)，避免安裝或維護(hù)操作布線時(shí)人為的縱向拖拉和刮擦；避免飛機(jī)振動(dòng)時(shí)引起的電線間或線束與支撐或結(jié)構(gòu)之間的橫向或環(huán)周摩擦、電線與支架/結(jié)構(gòu)或護(hù)套之間的往返碰撞。與活動(dòng)部件連接的線束應(yīng)保證部件在最大活動(dòng)范圍內(nèi)線束仍有一定的松弛量；線束安裝的松弛量是防止飛機(jī)正常飛行時(shí)在線束上、連接點(diǎn)處和支撐件處產(chǎn)生有害應(yīng)力。

4.2 EWIS裝配完成后的防護(hù)措施

在飛機(jī)上EWIS裝配完成后，需要在EWIS與結(jié)構(gòu)安裝處噴灑脫水防銹劑。噴灑緩蝕劑的目的是讓緩蝕劑進(jìn)入與結(jié)構(gòu)的連接安裝面，以便于溶劑揮發(fā)，形成薄膜，使水分、凝露脫離易受腐蝕且不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)中。

4.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

在給出的EWIS各類腐蝕防護(hù)措施中，對(duì)不同殼體材料的電連接器的安裝方式、接地拄、電搭接的安裝方式、線束的防護(hù)形式分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)及自然環(huán)境對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果證明各類措施有效且可行。

5 結(jié)束語(yǔ)

EWIS腐蝕產(chǎn)生的原因多種多樣，發(fā)生腐蝕的根源主要集中在設(shè)計(jì)不合理、材料和工藝選擇不當(dāng)、制造過(guò)程安裝施工不當(dāng)以及貯存和維護(hù)不當(dāng)。

從飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始，就要根據(jù)飛機(jī)的使用環(huán)境、EWIS部件的功能和可靠性要求來(lái)制訂電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)控制方案。解決措施需要從設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)綜合考慮，從EWIS材料選用、電氣安裝設(shè)計(jì)、EWIS防護(hù)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、制造工藝、日常維護(hù)等方面采取相應(yīng)的措施來(lái)防止或延緩腐蝕進(jìn)程，減少腐蝕引起的危害性。在EWIS部件加工和裝配的過(guò)程中，不損壞材料固有的耐蝕性并正確地施加涂層；在運(yùn)輸、安裝和維護(hù)時(shí)，對(duì)EWIS部件或組件進(jìn)行保護(hù)，避免操作力度過(guò)大導(dǎo)致EWIS部件鍍層和防腐蝕措施失效或部分失效，從而可以避免在試飛或運(yùn)營(yíng)期間，特別在環(huán)境惡劣的區(qū)域發(fā)生大規(guī)模腐蝕現(xiàn)象。