Агрессивное влияние противогололедных реагентов на шасси самолетов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.357.7:620.197

Е.М. Боржкова, И.А. Антропова, В.В.Меньшиков*

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская площадь, дом 9 * e-mail: vm uti@muctr.ru

АГРЕССИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ РЕАГЕНТОВ НА ШАССИ САМОЛЕТОВ

Аннотация

В работе описана проблема коррозии шасси самолетов от взаимодействия с противогололедными материалами, используемыми на аэродромах. Исследования показали необходимость защиты шасси от разрушающего воздействия противогололедных реагентов или необходимость подбора новых более безопасных реагентов. Для защиты шасси было предложено нанесение дополнительного гальванического слоя, и были исследованы зависимости на сплавах с гальваническими покрытиями.

Ключевые слова: противогололедные реагенты на аэродромах, шасси, защита от коррозии, гальванический слой, защита шасси.

Для обработки аэродромов используются специальные средства, которые либо предупреждают возникновение гололеда либо способствуют таянию льда. Такие средства именуют противогололедными реагентами.

Самые доступные средства, предназначенные для борьбы с гололедом — соль и песок. Соль великолепно борется с гололедом, а песок выступает в качестве абразивного вещества. Минус в том, что соляной раствор негативно сказывается на почве, металлах, животных. Но если использовать этот противогололедный материал правильно, вред можно минимизировать. Химические средства обеспечивают плавление льда и снег за счет снижения точки таяния. На ледяной поверхности кристалл антигололедного реагента активно поглощает влагу. Постепенно он переходит в жидкую фазу, выделяя при этом тепло, которое собственно и плавит снег. В результате образуется соляной раствор, который замерзает при более низкой температуре, чем вода.

Научная работа заключалась в исследовании влияния противогололедных реагентов на металлы сплавов шасси. На заграничных аэродромах на данный момент стараются отказываться от использования мочевины как противогололедного реагента. Причиной этому высокая опасность её для экологии и сильное коррозионное воздействие. Несмотря на отсутствие испытаний, проведённых в России, в литературе встречается упоминание о низкой коррозионной активности используемых ПГР для аэродромов, но ссылок на исследования нигде найдено не было. За границей проблеме взаимодействия ПГР с металлами уделяется достаточное внимание и было указано, что карбамид является одним из самых интенсивных источников коррозии металлов среди ПГР.

Был сделан вывод о необходимости испытаний сплава стали 30 ХГСА и сплава алюминия АМг6 в среде двух ПГР, активно используемых на российских аэродромах: НКММ и ПГР на мочевине вследствие противоречивых данных, указанных в

различной литературе. С целью увеличения прочностных свойств материала на выбранные металлы было нанесено различное покрытие. С целью защиты стали было проведено её цинкование, а с целью защиты алюминия, - оксидирование.

Испытания проводились для пластин из стали, из стали с цинковым покрытием, из алюминиевого сплава и из алюминиевого сплава с оксидированным покрытием в 5 % растворах реагента НКММ и карбамида. По методике проведения антикоррозионных испытаний считается, что в концентрация ПГР на дорогах или аэродромах в среднем 5%.

Сущность метода заключается в оценке агрессивного воздействия противогололедного материала на металл. За меру агрессивного воздействия противогололедного материала на металл принята скорость потери массы на единицу площади образца за определенный промежуток времени по ГОСТ 9.905-82.

Все пластины до и после испытаний были сняты на электронном микроскопе, где можно увидеть изменения в структуре пластин.

В авиатранспорте наиболее сильно страдают от применения противогололедных реагентов на взлетно-посадочных полосах шасси самолетов. Наиболее удачным противогололедным реагентом с точки зрения наименьшей коррозионной активности на шасси является 5%-ый раствор твердого реагента карбамида. Наиболее сильной агрессивной средой является 5%-ый раствор НКММ по сравнению с 5%-ым раствором карбамида, его массовый показатель коррозии выше для алюминия как оксидированного, так и нет, в среднем на 100 г/м2-год, а для стали, оцинкованной и нет, в среднем около 150 г/м2-год. Данные подтверждают исследования, проведенные в Финляндии, о значительных потерях в авиастроении от использования карбамида, и поэтому авторами статьи предлагается идея о поиске нового противогололедного средства для использования на аэродромах.

Рис.1. Изображение пластин под микроскопом до проведения коррозионных испытаний: а - алюминий без покрытия, б - оксидированный алюминий, в - сталь без покрытия, г - сталь с цинковым покрытием.

Рис. 2. Изображение пластин под микроскопом после проведения коррозионных испытаний в растворе НКММ 5%: а - алюминий без покрытия, б - оксидированный алюминий, в - сталь без покрытия, г - сталь с цинковым покрытием.

Рис. 3. Изображение пластин под микроскопом после проведения коррозионных испытаний в 5%-ом растворе карбамида: а - алюминий без покрытия, б - оксидированный алюминий, в - сталь без покрытия, г - сталь с цинковым

покрытием.

Антропова Ирина Александровна студентка 4-го курса, кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва

Боржкова Елизавета Михайловна студентка 4 -го курса, кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва

Меньшиков Владимир Викторович д.т.н., профессор кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва

Литература

1. Руководство по аэропортовым службам. Состояние поверхности покрытия, ч. 2, 2015.

2. Huttunen-Saarivirta E. et al. Corrosion effects of runway de-icing chemicals on aircraft alloys and coatings //Materials Chemistry and Physics. - 2011. - Т. 126. - №. 1. - С. 138-151.

3. Fay L. et al. Evaluation of Alternative Anti-icing and Deicing Compounds Using Sodium Chloride and Magnesium Chloride as Baseline Deicers, Phase I. - Colorado Department of Transportation, DTD Applied Research and Innovation Branch, 2009. - №. CD0T-2009-1.

Antropova Irina Aleksandrovna, Borzhkova Elizaveta Mikhailovna, Menshikov Vladimir Victorovich* D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: vm uti@muctr.ru

IMPACT OF ICE-MELTING SUBSTANCES ON LANDING GEAR

Abstract

The paper has the objective to describe a problem of interaction between a landing gear and ice-melting substances and, as a result, a corrosion of landing gear. Experiments with landing gear alloys in a medium of ice-melting substances have showed a necessity of a landing gear protection or an alternative for ice-melting substances. To reduce an impact on a landing gear was proposed to cover its surface with a supplementary galvanic layer. The same experiments were carried out to prove the protective properties of a supplementary galvanic layer.

Key words: ice-melting substances on aerodromes, corrosion, anti-corrosion protection, galvanic layer, landing gear, landing gear protection.