طراحی و ساخت پوشش مقاوم به خوردگی در سازه های هواپیما

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه هوایی شهید ستاری

چکیده

خوردگی پدیده‌ای زیان‌بار برای فلزات است که به صنایع مختلف همچون هوافضا خسارت زیادی وارد می‌کند. تقریباً حدود هشت الی بیست درصد هزینه مربوط به تعمیر و نگهداری هواپیما به علت خوردگی‌هایی هم‌چون خوردگی سطحی، خوردگی شیاری، خوردگی تنشی، خوردگی مرزدانه‌ای، خوردگی گالوانیکی و خوردگی از نوع حفره‌دار شدن است. از طرفی شرایط محیطی یک هواپیما از لحظه شروع پرواز تا اتمام آن بسیار متغیر است که عاملی برای بسیاری از مشکلات رایج در هواپیماها است. روش‌های مختلفی برای حفاظت از فلزات دربرابر خوردگی وجود دارد که از آن جمله می‌توان به استفاده از پوشش‌های محافظ اشاره کرد. در این راستا در این مقاله بر روی دو زیرآیند آلومینیومی و فولادی از جنس مورد استفاده در بخشهای مختلف سازه های هوایی، پوشش محافظ سه‌لایه شامل اپوکسی های‌بیلد به‌عنوان لایه میانی و پلی‌یورتان به‌عنوان لایه رویه در دو سیستم پیشنهاد و اعمال شده است. در سازه های آهنی، اپوکسی غنی از روی و در سازه های آلومینیوم، اپوکسی به‌عنوان پرایمر استفاده‌شده است. روش اعمال هرکدام از لایه‌ها به‌وسیله اسپری پاشش رنگ صورت گرفته است. فاصله زمانی بین اعمال یک‌لایه از پوشش با لایه بعدی، وابسته به دما و رطوبت محیط اعمال داشته و بین 6 تا 24 ساعت متغیر  بود. با طراحی این سامانه‌های پوششی، مقاومت هر دو سازه آهنی و آلومینیومی در برابر شرایط خورنده بسیار بالا رفت. نتایج آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که پوشش اعمالی بر روی زیرآیند آلومینیومی بعد از گذشت هزار ساعت از غوطه‌وری در محلول خورنده تنها یک ثابت زمانی از خود نشان داد و مقدار امپدانس در فرکانس‌های پایین، حفاظت شوندگی بسیار خوب زیرآیند آلومینیومی را تأیید کرد. هم‌چنین آزمون چسبندگی پول‌آف نشان از چسبندگی قابل ‌توجه پوشش محافظ بر روی زیرآیند آلومینیومی داد.

کلیدواژه‌ها


[1] M.G. Fontana, Corrosion engineering., Nace, 1986.
[2] R.W. Revie, Uhlig’s Corrosion Handbook . 2000, 2000.
[3] P.D.L.H.. Madkour, CORROSION AND CORROSION CONTROL An Introduction to Corrosion Science and Engineering, (n.d.).
[4] J.R. (Joseph R.. Davis, Corrosion of aluminum and aluminum alloys, ASM International, 1999.
[5] A. Groysman, Corrosion Monitoring, in: Corros. Everybody, Springer Netherlands, Dordrecht, 2010: pp. 189–230.
[6] M. Pourbaix, Applications of electrochemistry in corrosion science and in practice, Corros. Sci. 14 (1974) 25–82.
[7] R.E. Melchers, Effect of small compositional changes on marine immersion corrosion of low alloy steels, Corros. Sci. 46 (2004) 1669–1691.
[8] L.R. Vehicle, S. Shuttle, S. Rocket, E. Tank, M.E. Assembly, U. Stage, H. Energy, A. Observatory, C.S. Corrosion, Controlling Stress Corrosion Cracking in, (n.d.) 1–5.
[9]  V. Dalmoro, C. Santos, J.H.Z. Dos Santos, Smart coatings for corrosion protection, in: Ind. Appl. Intell. Polym. Coatings, Springer International Publishing, 2016: pp. 417–435.
[10] K. Schaefer, A. Miszczyk, Improvement of electrochemical action of zinc-rich paints by addition of nanoparticulate zinc, Corros. Sci. 66 (2013) 380–391.
[11] O. Knudsen, U. Steinsmo, M. Bjordal, Zinc-rich primers - Test performance and electrochemical properties, Prog. Org. Coatings. 54 (2005) 224–229.
[12] B. Hirschorn, M.E. Orazem, B. Tribollet, V. Vivier, I. Frateur, M. Musiani, Determination of effective capacitance and film thickness from constant-phase-element parameters, Electrochim. Acta. 55 (2010) 6218–6227.
[13] F.H. Scholes, C. Soste, A.E. Hughes, S.G. Hardin, P.R. Curtis, The role of hydrogen peroxide in the deposition of cerium-based conversion coatings, Appl. Surf. Sci. 253 (2006) 1770–1780.
[14] S. Zhang, G. Kong, J. Lu, C. Che, L. Liu, Growth behavior of lanthanum conversion coating on hot-dip galvanized steel, Surf. Coatings Technol. 259 (2014) 654–659.
[15] B. Ramezanzadeh, M.M. Attar, Cathodic Delamination and Anticorrosion Performance of an Epoxy Coating Containing Nano/Micro-Sized ZnO Particles on Cr(III)-Co(II)/Cr(III)-Ni(II) Posttreated Steel Samples, CORROSION. 69 (2013) 793–803.
[16] E. Alibakhshi, M. Akbarian, M. Ramezanzadeh, B. Ramezanzadeh, M. Mahdavian, Evaluation of the corrosion protection performance of mild steel coated with hybrid sol-gel silane coating in 3.5 wt.% NaCl solution, Prog. Org. Coatings. 123 (2018) 190–200.
[17] HARE, C. H., Zinc Loadings, Cathodic Protection, and Post-Cathodic Protective Mechanisms in Organic Zin-Rich Metal Primers, JPCL. 18 (2001) 54.
[18] Corrosion and Electrochemistry of Zinc - Xiaoge Gregory Zhang - Google Books, (n.d.).
[19] A. Meroufel, S. Touzain, EIS characterisation of new zinc-rich powder coatings, Prog. Org. Coatings. 59 (2007) 197–205.