飞机整体油箱的微生物污染及防治

张兴金，秦存峰

（航空工业陕西飞机工业（集团）有限公司，陕西汉中723000）

喷气燃料发生微生物污染，易引发飞机整体油箱微生物滋生及微生物腐蚀，严重影响飞机燃油系统的安全。针对飞机整体油箱的安全维护，探讨了油箱微生物污染的危害，提出了预防措施及治理方法。

1 微生物污染的危害

马振瀛等［1］认为航空燃油系统中存在的微生物主要有细菌、霉菌和酵母菌等，其中枝胞霉菌（Hormoconis Resinae）和硫酸盐还原菌（Sulfate Reducing Bacteria，SRB）对燃油质量及储存影响最大。微生物污染已成为飞机整体油箱最为普遍的问题之一，严重威胁飞机飞行的安全［2］。

1.1 降低燃油品质

微生物的活动对燃油的外观和理化指标产生一定影响，降低燃油品质。崔艳雨等［3］研究发现，喷气燃料受微生物污染后其外观和理化指标均发生较大变化，影响其正常使用。

1.2 影响燃油系统使用

微生物的大量生长，严重影响燃油系统的正常使用。微生物易在储油罐底部、飞机油箱底部及输油管道低点处等积水部位滋生，其体积迅速增大，进一步积聚成絮状物和沉积物，会堵塞油滤器、油泵、控制元件以及燃油系统其他零件，造成设备设施损坏，影响其正常使用，严重威胁飞机飞行安全。某型机在南海服役时发生多起燃油消耗量无指示和跳变等故障，经检查发现，燃油系统粗油滤器和细油滤器中有胶状物质，飞机整体油箱底部存在絮状物质，判断为微生物污染，如图1所示。

图1 燃油系统微生物污染情况

1.3 对油箱及附件结构造成腐蚀

微生物对油箱及附件结构材料的腐蚀也会对燃油系统造成严重危害。微生物在生长繁殖过程中产生硫化氢、硫酸、十二烷酸和乳酸等代谢产物，对整体油箱结构中的密封剂和涂层等进行降解，进而对结构材料造成电化学腐蚀，主要腐蚀形态为点蚀，严重时发生腐蚀穿孔。

2 影响微生物生长繁殖的因素

2.1 微生物来源

细菌和真菌等微生物存在于日常生活环境中，航空燃油在生产和运输过程的任一环节均有可能被微生物污染。

2.2 微生物生长繁殖条件

在水分、养分、温度和时间等条件具备的情况下，飞机整体油箱及附属系统极有可能出现微生物污染。

（1）水分和营养

燃油中的水分为微生物的生长繁殖提供了合适的环境，且微生物的代谢会增加燃油中的水分，进一步促进微生物的生长繁殖。燃油中的碳氢化合物、溶解在燃油中的氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等无机营养元素以及油箱结构中的涂层或密封剂等为微生物提供了赖以生存的养分。

因此，飞机整体油箱微生物污染主要集中在整体油箱底部、燃油过滤器和燃油管路凹部等油水分界面，且油水分界面面积越大，微生物生长繁殖越快，长期停场的飞机更容易发生微生物污染。

（2）温度和时间

合适的温度和时间是微生物生长繁殖的必要条件。许长明研究发现，航空燃油中的微生物在30～38℃温度范围内生长繁殖最为旺盛，其中32℃为生长繁殖的最佳温度。在32℃温度环境中，50 h内为微生物调整期，其生长繁殖十分缓慢，50～144 h为微生物生长期，其生长繁殖旺盛［4］。因此，飞机整体油箱微生物污染多发生在国内北方的夏季以及常年高温的南方地区。

3 整体油箱微生物污染预防与控制

3.1 控制燃油中的水含量

（1）减少燃油中的水分

一方面，可采用减压闪蒸法、电场脱水法和吸附法等方法深度脱除航空燃油中的微量水分；另一方面，尽量采用锥形储油罐，并定期清理油罐及运输车，在燃油储存和运输过程中控制水分的进入。

（2）减少油箱中的冷凝水

合理地设计油箱水分收集和排放装置，及时排除燃油中的水分。例如：将放沉淀活门、排水阀、燃油引射泵和增压泵等设计在油箱最低点，在燃油增压系统中设计除水或除湿装置，尽可能减少油箱积水。

3.2 保持燃油清洁

（1）采取合理有效的杀菌措施

使用安全有效的杀菌剂或抑菌剂是防止微生物污染的重要措施，可将其投加在储油罐和运输车的涂膜中，也可将其直接混合在燃油中。选择杀菌剂或抑菌剂时不但要求其杀菌效果好、抗菌谱广和使用安全，而且要求不影响燃油性能，能充分溶解在燃油中，燃烧时对飞机发动机无任何影响且不造成环境污染等。目前国内民用航空公司的飞机普遍使用的生物杀菌剂有KATHON FP1.5和BIOBOR JF，而某些特殊领域使用的飞机普遍采用国产的T901A杀菌剂（与BIOBOR JF近似）［5］。

另外，研究还发现，在清洗储油罐和整体油箱时，采用超声波与紫外线协同杀菌，效果明显［6］。

（2）燃油低温储存

研究发现，航空燃油中的大多数微生物在-5℃环境下处于休眠状态，20℃以下活性较低，生长繁殖缓慢，难以引发微生物污染，因此，外场储油设施应尽量建在地下，并做好保温工作，使燃油在20℃以下储存，同时做好储油罐中的微生物监测，从而严格控制燃油储存期间的微生物数量。

3.3 改善涂层及密封剂的性能

由于整体油箱及附件的涂层和密封剂与微生物直接接触，可以通过改善涂层及密封剂的性能来提高其抑菌功能和耐微生物腐蚀性，避免涂层及密封剂降解成为微生物的营养源。

3.4 做好日常维护

做好整体油箱及附件的日常维护工作，定期排放油箱中的沉淀，实时监测油箱及储油罐中的微生物，定期检查排水阀是否通畅，避免微生物大量滋生。

4 整体油箱微生物污染处理措施

4.1 民航飞机处理措施

在飞机燃油系统日常维护过程中，及时跟踪检测燃油系统中微生物的污染情况，按照规定做好检测分析，并采取相应的处理措施。如果发现油箱中出现微生物污染，欧洲某飞机制造公司推荐了一种解决微生物污染的方案，采用微生物检查和维护措施，并结合飞机维护手册（AMM）进行必要的改进［7］，其流程如图2所示。AMM中规定了油箱及附件的污染级别划分和清洗、 杀菌等具体要求。

图2 微生物检查和维护措施流程

4.2 其他领域的飞机微生物污染处理措施

近年来，在国内某些领域使用的飞机也多次出现整体油箱微生物污染，由于飞机结构差异和处理措施不尽相同，仅对油箱进行清洗和烘干处理，因为缺乏有效的杀菌手段，导致微生物污染在同一位置反复发生。

5 结束语

燃油系统中微生物的污染是国内飞机当前亟待解决的难题，这已经引起了业界的普遍关注。为了及时有效地控制油箱微生物污染，民用航空公司制定了相关标准及规范，而在某些领域，由于缺乏系统的防治措施，微生物防治效果不佳。因此，需要工业部门和使用单位共同协作，收集和分析飞机整体油箱微生物污染监测结果，结合飞机自身特点，制定控制微生物污染的规范和标准，尽快完善微生物防治体系。