飛機整體油箱的微生物污染及防治

張興金，秦存峰

（航空工業陜西飛機工業（集團）有限公司，陜西漢中723000）

噴氣燃料發生微生物污染，易引發飛機整體油箱微生物滋生及微生物腐蝕，嚴重影響飛機燃油系統的安全。針對飛機整體油箱的安全維護，探討了油箱微生物污染的危害，提出了預防措施及治理方法。

1 微生物污染的危害

馬振瀛等［1］認為航空燃油系統中存在的微生物主要有細菌、霉菌和酵母菌等，其中枝胞霉菌（Hormoconis Resinae）和硫酸鹽還原菌（Sulfate Reducing Bacteria，SRB）對燃油質量及儲存影響最大。微生物污染已成為飛機整體油箱最為普遍的問題之一，嚴重威脅飛機飛行的安全［2］。

1.1 降低燃油品質

微生物的活動對燃油的外觀和理化指標產生一定影響，降低燃油品質。崔艷雨等［3］研究發現，噴氣燃料受微生物污染后其外觀和理化指標均發生較大變化，影響其正常使用。

1.2 影響燃油系統使用

微生物的大量生長，嚴重影響燃油系統的正常使用。微生物易在儲油罐底部、飛機油箱底部及輸油管道低點處等積水部位滋生，其體積迅速增大，進一步積聚成絮狀物和沉積物，會堵塞油濾器、油泵、控制元件以及燃油系統其他零件，造成設備設施損壞，影響其正常使用，嚴重威脅飛機飛行安全。某型機在南海服役時發生多起燃油消耗量無指示和跳變等故障，經檢查發現，燃油系統粗油濾器和細油濾器中有膠狀物質，飛機整體油箱底部存在絮狀物質，判斷為微生物污染，如圖1所示。

圖1 燃油系統微生物污染情況

1.3 對油箱及附件結構造成腐蝕

微生物對油箱及附件結構材料的腐蝕也會對燃油系統造成嚴重危害。微生物在生長繁殖過程中產生硫化氫、硫酸、十二烷酸和乳酸等代謝產物，對整體油箱結構中的密封劑和涂層等進行降解，進而對結構材料造成電化學腐蝕，主要腐蝕形態為點蝕，嚴重時發生腐蝕穿孔。

2 影響微生物生長繁殖的因素

2.1 微生物來源

細菌和真菌等微生物存在于日常生活環境中，航空燃油在生產和運輸過程的任一環節均有可能被微生物污染。

2.2 微生物生長繁殖條件

在水分、養分、溫度和時間等條件具備的情況下，飛機整體油箱及附屬系統極有可能出現微生物污染。

（1）水分和營養

燃油中的水分為微生物的生長繁殖提供了合適的環境，且微生物的代謝會增加燃油中的水分，進一步促進微生物的生長繁殖。燃油中的碳氫化合物、溶解在燃油中的氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵等無機營養元素以及油箱結構中的涂層或密封劑等為微生物提供了賴以生存的養分。

因此，飛機整體油箱微生物污染主要集中在整體油箱底部、燃油過濾器和燃油管路凹部等油水分界面，且油水分界面面積越大，微生物生長繁殖越快，長期停場的飛機更容易發生微生物污染。

（2）溫度和時間

合適的溫度和時間是微生物生長繁殖的必要條件。許長明研究發現，航空燃油中的微生物在30～38℃溫度范圍內生長繁殖最為旺盛，其中32℃為生長繁殖的最佳溫度。在32℃溫度環境中，50 h內為微生物調整期，其生長繁殖十分緩慢，50～144 h為微生物生長期，其生長繁殖旺盛［4］。因此，飛機整體油箱微生物污染多發生在國內北方的夏季以及常年高溫的南方地區。

3 整體油箱微生物污染預防與控制

3.1 控制燃油中的水含量

（1）減少燃油中的水分

一方面，可采用減壓閃蒸法、電場脫水法和吸附法等方法深度脫除航空燃油中的微量水分；另一方面，盡量采用錐形儲油罐，并定期清理油罐及運輸車，在燃油儲存和運輸過程中控制水分的進入。

（2）減少油箱中的冷凝水

合理地設計油箱水分收集和排放裝置，及時排除燃油中的水分。例如：將放沉淀活門、排水閥、燃油引射泵和增壓泵等設計在油箱最低點，在燃油增壓系統中設計除水或除濕裝置，盡可能減少油箱積水。

3.2 保持燃油清潔

（1）采取合理有效的殺菌措施

使用安全有效的殺菌劑或抑菌劑是防止微生物污染的重要措施，可將其投加在儲油罐和運輸車的涂膜中，也可將其直接混合在燃油中。選擇殺菌劑或抑菌劑時不但要求其殺菌效果好、抗菌譜廣和使用安全，而且要求不影響燃油性能，能充分溶解在燃油中，燃燒時對飛機發動機無任何影響且不造成環境污染等。目前國內民用航空公司的飛機普遍使用的生物殺菌劑有KATHON FP1.5和BIOBOR JF，而某些特殊領域使用的飛機普遍采用國產的T901A殺菌劑（與BIOBOR JF近似）［5］。

另外，研究還發現，在清洗儲油罐和整體油箱時，采用超聲波與紫外線協同殺菌，效果明顯［6］。

（2）燃油低溫儲存

研究發現，航空燃油中的大多數微生物在-5℃環境下處于休眠狀態，20℃以下活性較低，生長繁殖緩慢，難以引發微生物污染，因此，外場儲油設施應盡量建在地下，并做好保溫工作，使燃油在20℃以下儲存，同時做好儲油罐中的微生物監測，從而嚴格控制燃油儲存期間的微生物數量。

3.3 改善涂層及密封劑的性能

由于整體油箱及附件的涂層和密封劑與微生物直接接觸，可以通過改善涂層及密封劑的性能來提高其抑菌功能和耐微生物腐蝕性，避免涂層及密封劑降解成為微生物的營養源。

3.4 做好日常維護

做好整體油箱及附件的日常維護工作，定期排放油箱中的沉淀，實時監測油箱及儲油罐中的微生物，定期檢查排水閥是否通暢，避免微生物大量滋生。

4 整體油箱微生物污染處理措施

4.1 民航飛機處理措施

在飛機燃油系統日常維護過程中，及時跟蹤檢測燃油系統中微生物的污染情況，按照規定做好檢測分析，并采取相應的處理措施。如果發現油箱中出現微生物污染，歐洲某飛機制造公司推薦了一種解決微生物污染的方案，采用微生物檢查和維護措施，并結合飛機維護手冊（AMM）進行必要的改進［7］，其流程如圖2所示。AMM中規定了油箱及附件的污染級別劃分和清洗、 殺菌等具體要求。

圖2 微生物檢查和維護措施流程

4.2 其他領域的飛機微生物污染處理措施

近年來，在國內某些領域使用的飛機也多次出現整體油箱微生物污染，由于飛機結構差異和處理措施不盡相同，僅對油箱進行清洗和烘干處理，因為缺乏有效的殺菌手段，導致微生物污染在同一位置反復發生。

5 結束語

燃油系統中微生物的污染是國內飛機當前亟待解決的難題，這已經引起了業界的普遍關注。為了及時有效地控制油箱微生物污染，民用航空公司制定了相關標準及規范，而在某些領域，由于缺乏系統的防治措施，微生物防治效果不佳。因此，需要工業部門和使用單位共同協作，收集和分析飛機整體油箱微生物污染監測結果，結合飛機自身特點，制定控制微生物污染的規范和標準，盡快完善微生物防治體系。