Korozija u vazduhoplovstvu

U poslednje vreme u vazduhoplovstvu se posvećuje velika pažnja zaštiti od korozije da bi se smanjile velike štete od raznih oblika korozionog razaranja.

Korozija je površinsko razaranje metala koje nastaje usled dejstva spoljne sredine. Većina metala i legura podložne su površinskom razaranju koje je po svojoj prirodi hemiskog karaktera i koje nazivamo korozijom. Površinska razaranja nastala običnim mehaničkim uticajima naziva se erozija.

Gvozdeni predmeti ostavljeni na otvorenom prostoru pre ili kasnije sigurno će korodirati. Kako nastupa korozija i koji su uslovi koji utiču na razvoj korozije?

Prvi uslov da nastane proces korozije je vlaga vazduha koja se u toku temperaturnih promena izdvaja na metalne predmete. Izdvojena voda sa nečistoćom bilo iz vazduha ili samog predmeta čine elektrolit koji izaziva koroziona razaranja. Uticaj vlage na razvoj korozije očituje se iz činjenica da se gvozdeni predmeti mnogo lakše i duže mogu očuvati u predelima sa suvom klimom nego u predelima gde je klima vlažna.

Sem vlage, koroziju ubrzavaju i razne primese kojih ima u vazduhu. Tako napr. minimalne količine amonijaka, sumpor-dioksida, ugljen-dioksida, raznih kiselina i soli, veoma ubrzavaju koroziju.

Oblici korozije

Najčešće se srećemo sa korozijom koja je ravnomerno raspoređena po površini metala i koju nazivamo površinskom korozijom. Pored ovog najčešćeg oblika, korozija se javlja u obliku mrlje ili u obliku tačkica. Ovi oblici korozije i pored sve svoje štetnosti nisu toliko opasni jer su lako vidljivi, te se blagovremeno mogu preduzeti mere za sprečavanje daljih širenja. Opasan oblik je interkristalna korozija. Pri ovom obliku korozije nastaju razaranja u unutrašnjosti metala, te vremenom olabavi veza između kristalita, materijal veoma oslabi i dolazi do loma. Za sve vreme dok korozija u unutrašnjosti napreduje, na površini se ne opaža ništa sem jedva vidljivih pukotina. O prisutnosti ove vrste korozije doznajemo najčešće tek posle nastalog loma.

Slična pojava je tzv. korozioni zamor koji nastaje kad je materijal podvrgnut naizmeničnom opterećenju i istovremeno korozionom dejstvu. Ova pojava je veoma opasna jer razaranja teku veoma brzo, brže nego što bi se očekivalo sabirajući dejstva usled zamora i usled korozije.

Prema Kirchneru (1) glavni uzroci korozije u vazduhoplovstvu su:

1. Atmosferski uzroci kao: vlažnost, sneg, magle, kondenzacije, morska atmosfera, hemijski gasovi u industriskim mestima itd.

2. Izduvni gasovi i čestice iz motora (koji često sadrže olovobromida i bromo-vodonične kiseline).

3. Nepropisna termička obrada aluminijevih legura usled koje opadaju antikorozione osobine ovih legura.

4. Nedovoljna i nepravilna zaštita maziva.

5. Nedovoljno i nepropisno čišćenje metalnih delova aviona.

6. Upotreba voda za pranje koje sadrže mnogo hlorida.

7. Nepravilno spajanje raznorodnih metala usled čega se stvaraju galvanski elementi.

8. Nepravilna izvedba lavaboa i kanalizacije u avionima.

9. Otpaci hrane, razni voćni sokovi i druge tečnosti koje potiču od posade i putnika aviona.

I. Korozija aviona u raznim atmosferama

Kao što smo već naveli, usled stalne prisutne vlage u atmosferi dolazi do pojave elektrohemijske korozije na metalnim delovima aviona.

Korozija aviona u atmosferi zavisi od mnogo faktora, kao što su vlažnost, temperatura, sastav prisutnih nečistoća u vazduhu itd. Niska temperatura je naročito pogodna za brzo širenje korozije zato što povratkom aviona na zemlju on dolazi u topliju i vlažniju atmosferu, te se vrši kondenzacija vlage na hladnijim delovima, što ubrzava koroziju.

Polarne i subpolarne klime imaju vrlo niske temperature zimi i imaju vrlo nisku apsolutnu vlažnost, mada relativna vlažnost vazduha može biti srazmerno velika, korozia u tim predelima je minimalna. Kao što je praksa pokazala, međutim, u subpolarnoj klimi, a naročito leti, kad temperature na površini aviona mogu da dostignu i + 50° C, a usto je i vlaga vazduha velika, mogu da nastupe velika koroziona razaranja.

Tropska klima, ukoliko je jako suva, kao napr. pustinjska, ne dovodi do pojave korozije. Međutim, ona može da bude veoma vlažna, naročito u primorskim predelima, te je stoga i veoma korodivna.

Slika 1

Morska atmosfera, naročito atmosfera neposredno iznad mora, u kojoj često lete hidroplani, karakteriše se velikom relativnom vlagom i fino dispergovanim česticama morske soli. Korozija raznih delova aviona u takvoj atmosferi može biti prilično velika, kao što to pokazuje slika 1 i 2.

Slika 2 prikazuje koroziju usled morske atmosfere na točku iz magnezijeve legure, a slika 1 koroziju na glavi propelera koja je pocinkovana.

Slika 2

Do korozije u vezi sa uslovima na moru dolazi i na avionima sa nosača aviona. Ovi avioni vibriraju usled stalnog rada brodskih propelera koji imaju 600-900 okretaja u minutu. Ovo dovodi do korozije usled trenja na mnogim ležištima i spojevima na avionu.

U šumskim i vlažnim predelima avioni se sreću sa specijalnim vidom korozije i oštećenja koja prouzrokuju gljivice i drugi slični mikrobiološki uzročnici koji napadaju naročito tekstil i drvo.

Do atmosferske korozije dolazi vrlo često na delovima za hlađenje vode i ulja. Ova vrsta korozije pojavljuje se takođe i na metalnim delovima amortizera vibracije motora, kao i na rezervoarima za benzin, gde se korozija javlja naročito na raznim spojnicama koje se obično kadmiumiziraju.

Slika 3 pokazuje koroziju u unutrašnjosti rezervoara, gde su zakivci usled korozionog razaranja ispali. Do ove korozije dolazi, verovatno, usled toga što vlaga sa vazduhom dolazi u rezervoar kroz drenažne cevi.

Slika 3

Ponekad dolazi i do pojave intekristalne korozije na aluminijevim rezervoarima.

Do korozije često dolazi i na motoru, karteru i raznim poklopcima motora. Do ove korozije dolazi usled toga što su ovi delovi delimično kadmiumizirani ili je pak aluminijum anodiziran, usled čega na graničnim površinama nastaju galvanski spregovi koji su uzrok korozije.

U novije vreme mesto galvaniziranja i anodiziranja ovi delovi se zaštićuju premazima od specijalne plastične mase na bazi kaučuka.

Mnogobrojne cevi za gorivo, vazduh i ulje podložne su koroziji usled kondenzovane vlage.

II. Korozija raznih delova aviona

a) Avionski motori

Avionskim motorima mora se poklanjati puna pažnja i kad je u upotrebi na avionu, jer i tada može doći do nepoželjne korozije. Do pojave korozije često dolazi na unutrašnjim površinama cilindra od produkata sagorevanja. Korozija se takođe javlja i na klipovima i njihovim donjim delovima. Ovi produkti korozije nisu toliko opasni sami po sebi, već zato što povećavaju koroziju nastalu uz trenje, što dovodi do pojave rupičaste korozije, a ponekad i do intekristalne korozije koja je uzrok velikog smanjenja mehaničkih osobina korodiranih delova.

Da bi se sprečila korozija ove vrste, cilindri se moraju tvrdo hromirati.

Ponekad dolazi do znatne korozije i na ostalim delovima motora izrađenim iz legure magnezijuma i aluminijuma koje se pokrivaju sa više osnovnih premaza.

U poslednje vreme dobre rezultate pokazali su razni premazi na bazi bakelita. Međutim, ovi slojevi treba da budu vrlo kompaktni, i nanošeni u potrebnim tolerancijama.

Za čelične delove motora američka praksa preporučuje danas kombinovano prevlačenje kadmijumom i kalajem.

Isti princip zaštite primenjuje se i na delovima propelera.

b) Korozija oružja na avionima

U SAD pre Drugog svetskog rata oružje za avione se uglavnom samo bruniralo. Pošto ovo nije bilo dovoljno, kako je praksa pokazala, danas se to oružje fosfatira i naknadno prevlači premazima. Ovako se štite spoljašnji delovi, dok se cev oružja ovako ne može štititi zbog povećane temperature pri dužem dejstvu.

c) Avionski instrumenti

Avionski instrumenti za čiju se izradu upotrebljavaju laki metali, podložni su takođe koroziji usled dejstva vlažne atmosfere. Avioni se danas kreću na visinama između 0 do 10000 metara pa i više, i pri dizanju i spuštanju prelaze vrlo brzo kroz zone raznih pritisaka, te se u unutrašnjosti instrumenata stvara čas natpritisak čas potpritisak. Usled ovog dolazi do periodičnih izmena atmosferskog vazduha u instrumentima. Ovo dovodi do povremenog ovlaženja kondenzacionom vlagom unutrašnjih delova instrumenata. Da bi se sprečila korozija, potrebno je aluminijumske delove instrumenata anodizirati.

Dalji način zaštite postiže se time što se instrumenti grade tako da se mogu lako rasklopiti da bi se produkti korozije mogli nesmetano odstraniti.

Na slici 4 prikazana je korozija delova iz durala jednog instrumenta za kontrolu pritiska.

Slika 4

d) Propeleri

Na šupljim elisama izrađenim iz hromiranog gvožda sa ugrađenim električnim grejačima za zaštitu od zaleđivanja pojavljuje se korozija ispod samih grejača, usled čega se hromna prevlaka ljušti. Posle svakih hiljadu sati leta ove elise se skidaju i prevlače slojem hroma.

Slika 5 prikazuje koroziju na čeličnim elisama i način nanošenja sloja hroma koji je debeo svega oko 0,08 mm.

Slika 5

e) Razni delovi

Radi povećanja snage motora pri startovanju, u gorivo se ubacuje smeša alkohola i vode. Ovaj dodatak gorivu deluje korodivno na cevovode za gorivo, a naročito na raspršivač, i to na mestima spoja dva raznorodna metala (čelik-dural).

Slika 6 pokazuje mesta korozije na raspršivaču, a slika 7 isti deo zaštićen bakelitnom smolom.

Slika 6 i Slika 7

Ova se korozija može smanjiti upotrebom vode specijalne čistoće koja mora zadovoljiti sledeće tehničke uslove.

Koncentracija vodonikovih jona pH 6 - 8.

Metilni alkohol mora biti čistoće 99%.

Pošto većina vode na aerodromima ne odgovara ovim uslovima, mora se upotrebljavati destilisana voda ili voda koja je demineralizovana pomoću jonskih izmenjivača.

Isto tako do korozije dolazi i na vodenim rezervoarima od aluminijuma, i to naročito na zavrtnjima. Ovo se sprečava premazivanjem tankim slojem bakelitnih smola koje mora biti naročito dobro izvedeno oko zavrtnja.

Prilično problema javlja se i sa korozijom raznih ležaja. Pošto se za ležišta  upotrebljavaju razna ulja sa specijalnim dodacima, to često korozija nastaje usled nepravilnog izbora ulja.

Do interesantne pojave korozije došlo je i prilikom upotrebe masti i masne hartije za ležaje. Do ove korozije nije došlo kad su ovi materijali upotrebljavani sami. Međutim, pri istovremenoj upotrebi pojavila su se koroziona razaranja. Detaljnim ispitivanjem nije se mogao sigurno ustanoviti uzrok korozije. Misli se da je uzrok to što hartija na nekim mestima više upija masti, te na tim mestima ležaj ostaje nezaštićen. Prema izvesnim američkim specifikacijama, ležaji se umotavaju u aluminijske listove.

Do veće korozije dolazi često i tada kad želimo da nam se ne smrzne voda u hladnjaku i kad se dodaju razni antifrizi na bazi glicerina, glikola, alkohola i vode. Da bi se sprečila ova korozija, ovima se moraju dodati pogodni inhibitori.

Često dolazi do korozije na avionima i usled upotrebe tetrahlor ugljenika za gašenje požara.

Ostale mogućnosti nastanka korozije potiču i od goriva koje sadrži razne hemiske sastojke, a naročito od raznih vrsta maziva.

Poznato je da se mazivima dodaju razni tzv. aditivi, a naročito mazivima za visoke pritiske. Ovi dodaci su na bazi hloriranih jedinjenja i deluju naročito korozivno na čelik.

Hidrauličke tečnosti koje se uglavnom sastoje od smeše vode i etilenglikola takođe izazivaju koroziju na kadmijumiziranom čeliku i magnezijevim legurama. Ovim tečnostima moraju se dodavati inhibitori koji moraju odgovarati datim uslovima rada.

Ponekad kod aviona dolazi do korozije i usled prosipanja kiselina iz akumulatora pri naglim promenama pravca leta aviona i pri prevrtanju istih, u slučaju da akumulatori nisu ispravni.

Ovde možemo dati jedan interesantan slučaj koji navodi Promisl i koji nam dosta jasno pokazuje kako naizgled minimalni uzročnici mogu dovesti do velikih šteta.

Pre nekoliko godina, iz hidroaviona bacan je bronzano-stearatni prah na površinu mora kao sredstvo za markiranje prilikom vežbi gadanja bombama. Dok se taj prah bacao sa dna trupa aviona, nije bilo štetnih posledica. Kad je jednom bacan iz kabine, razasuo se delimično i po avionu, pa je ušao u razne pukotine i tamo prouzrokovao takva koroziona razaranja da je avion morao biti poslan na generalnu opravku, pri čemu su se morali izmenjat gotovo svi donji delovi od aluminijuma. Do ove korozije došlo je usled toga što se izmedu delića bronzane prašine i delova od aluminija stvorio galvanski element, pri čemu se aluminijum kao ne plemenitiji rastvarao - korodirao. Međutim, kad je na isti način bio upotrebljen mesto bronzanog, aluminijski prašak, do ove pojave korozije nije došlo jer prašina aluminijuma na delovima od aluminijuma nije mogla izazvati koroziju.

Drugi poučan slučaj dogodio se kad je jedan hidroplan vezan čeličnim konopcem za obalu u većem stepenu korodirao. Između ovog čeličnog konopca i same konstrukcije hidroplana, izrađene od aluminijuma, došlo je do stvaranja galvanskog sprega koji je u ovom slučaju imao elektromotornu silu od oko 0,8 V, i usled toga je cela strana koja je bila vezana žicom, korodirala i boja se oljuštila.

Do korozije u vojnim avionima može doći i usled barutnih gasova koji se pri dejstvu oružja sa aviona šire oko njih.

U cilju smanjenja korozije veoma je važno pravilno izvodenje zavarivanja čeličnih delova, naročito od čelika koji ne rđaju. Poznato je da se varovi takvih čelika moraju termički obraditi da ne bi na šavu došlo do intekristalne korozije. Zato zavarivanje ovakvih delova moraju vršiti najiskusniji zavarivači, i moraju se preduzeti sve mere protiv pojave korozije.

Do korozije u samoj proizvodnji aviona dolazi usled upotrebe raznih ulja pri obradi. Ulje sa većim procentom hlorida u dodatoj vodi za emulziranje veoma napada čelik. Ulja koja sadrže sumporna jedinjenja napadaju bakar i bakarne legure. Sastojci sode koji su česti dodaci ovim uljima, izazivaju koroziju na legurama aluminijuma i magnezijuma. Soli za kaljenje takođe su veoma korodivne i moraju se dobro odstraniti sa metala. Upotrebu čeličnih četki i žice za čišćenje ostalih metala treba izbegavati iz razloga koji smo već naveli, tj. da ne dođe do stvaranja galvanskih elemenata između zaostalih čestica čelične četke na predmetu koji se čistio i samog metalnog predmeta. Kostur aviona oblaže se uglavnom platiranim legurama, a u najnovije vreme upotrebljavaju se i tzv. sendvič materijali kod kojih je srce izrađeno od platirane aluminijeve legure, a površina od plastične mase, staklene i keramičke ćelijaste mase ili plastičnog saća u vidu pčelinjeg saća.

Drugi delovi kao što su oklop, delovi stajnog trapa, naoružanja, izduvne cevi i slični delovi, izrađeni su obično od čelika, i to pretežno od čelika koji ne rđaju.

Delovi motora, kao karter i razni agregati na njemu, table i kućišta za instrumente, grade se uglavnom od magnezijevih legura.

Na avionima se dosta upotrebljava i guma kako za točkove tako i za obloge rezervoara, izolatore protiv vibracije itd.

I drvo u obliku šper-ploča i lameliranog drveta ulazi u konstrukciju lakih aviona.

Isto tako, i razne vrste plastičnih masa upotrebljavaju se za izradu razne opreme na avionu. Treba spomenuti i upotrebu tekstila i manje stakla.

Svi ovi materijali podložni su raznim korozionim i erozionim razaranjima, nekad u većoj, nekad u manjoj meri, što za visi od raznih faktora.

f) Nepravilna izvedba lavaboa i kanalizacije u avionima

Često dolazi do znatne korozije metala u lavaboima i odvodnoj kanalizaciji. Pokazalo se da upotreba čelika platiranog kadmiumom ne daje dobre rezultate, a isto tako ni aluminijeve legure prevučene cink hromatom ne daju dobru zaštitu za lavaboe. Najbolje rezultate u ovom slučaju pokazao je čelik koji ne rđa.

III. Korozija usled izduvnih gasova i niske temperature

Izduvni gasovi sadrže olovobromid i slobodne bromovodonične kiseline, koji mogu na aluminijumu izazvati koroziju. Izduvni gasovi se često koriste kao sredstvo za sprečavanje sleđivanja, naročito onih delova aviona koji su najviše izloženi zaleđivanju.

Hemijska korozija pod dejstvom izduvnih gasova koji sadrže bromide teče prema sledećim reakcijama:

a) 6 HBr + 2 Al = 2 AlBr₃ + 3H₂

b) 2 AlBr₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 6 HBr

c) 2 Al(OH)₃ - 3H₂O = Al₂O₃ ili

d) 3 PbBr₂ + 2Al + 6 H₂0 = 2 AlBr₃ + 3 Pb (OH)₂ + 3H₂

Putnički avioni često imaju sistem zagrevanja kabine pomoću benzina, pri čemu topli gasovi sagorevanja izlaze napolje kroz male otvore na trupu aviona. Usled ovih gasova nastaje prilična korozija na delovima od aluminijuma, kao što se to vidi na slici 8.

Slika 8

Tamne pruge na slici pokazuju koroziju na aluminijumu.

Sprečavanje ove korozije vrši se tako da se aluminijum zaštiti premazom na bazi cinkhromata i zatim premazom aluminijskog laka, kao što pokazuje slika 9.

Slika 9

Na leguri DS-4-24-st posle upotrebe od 2000-3000 sati pojavila se korozija u vidu ljuštenja površinskog sloja. Uzrok ove pojave potiče usled nepravilne termičke obrade ove legure. Ponovnom termičkom obradom legura je postala koroziono otporna, tako da do pojave slojaste korozije nije više došlo.

U avionima su neka mesta zagrejana, kao na pr. glava cilindra, klipovi, ventili, odvodnici izduvnih gasova, izmenjivači toplote i drugo. Glave cilindra i klipovi su obično izrađeni od aluminijeve legure, ventili i cevi za izduvne gasove izrađuju se od čelika koji ne rđaju. Upotreba reaktivnih motora u avijaciji zahteva sve veću primenu čelika otpornih prema visokim temperaturama.

Do korozije čelika za izduvne cevi dolazi ne samo usled sastava izduvnih gasova, već i zbog plamena, vibracije i čestih termičkih promena. Usled izdvojenih karbida na granicama kristala dolazi često do pojave krtosti ili interkristalne korozije. Ova pojava sprečava se dodatkom minimalnih količina titana ili niobija leguri.

Ponekad na višim temperaturama dolazi do korozije čelika koji ne rđaju usled prisustva cinka u okolnoj atmosferi (izduvni gasovi). Cink prodire u cevi čineći ih krtim.

IV. Koroziona zaštita pojedinih metala na avionima

Na ovom mestu nećemo detaljnije ulaziti u pojedine vrste zaštite raznih metala, već ćemo se ograničiti na prikazivanje opštih smernica zaštite u avio-industriji. Ovde ćemo zaštitu posmatrati odvojeno za:

a) aluminijum i njegove legure, 

b) magnezijum i njegove legure, 

c) razne vrste čelika

d) bakar i njegove legure.

a) Aluminijum i njegove legure

Ove vrste legura koje se upotrebljavaju u vazduhoplovstvu, zaštićuju se obično na dva načina:

1. Pojačavanjem prirodnog aluminijevog oksida na samom aluminijumu, postupkom anodiziranja.

2. Postupkom hemiske oksidacije po- moću hromne kiseline na oko 60° C.

Postupak anodiziranja sastoji se u tom što se delovi iz aluminija ili njegovih legura stave posle prethodnog čišćenja i odmašćivanja u rastvor kiselina, kao što su sumporna, hromna, sirćetna, oksalna itd. u kojoj se dejstvom električne struje na aluminijum stvara sloj aluminijum oksida, koji je znatno deblji i otporniji od prirodnog oksidnog sloja. Dok oksidni sloj spontane oksidacije iznosi svega nekoliko mikrona, dotle sloj dobijen anodiziranjem dostiže debljinu od 30 do 50 mikrona. Ovaj se sloj može dobro bojiti, a dejstvom vodenog stakla može se načiniti potpuno neporoznim. Ovo je osnovni sloj koji sam po sebi dobro štiti aluminijum, a može služiti i kao baza na koju dobro prijanjaju boje. Prema Kirchneru, u SAD uz ove osnovne slojeve primenjuju i premaze na bazi cinkhromata i tek onda dalje bojadišu.

Dalja upotreba aluminijevih legura je za izradu raznih rezervoara za benzin. U Engleskoj se upotrebljavaju legure DTD- 118 (AM 503) pošto se lako zavaruju. Međutim, kod ove legure dolazi u benzinskim rezervoarima do korozije jer u benzinu ima vrlo često vode. Za vreme rata pojava ove korozije sprečavala se na taj način što su u rezervoare stavljali na najniža mesta jedno punjenje u kome je bila smeša natrium hlorida, cinkhromata ili natrium hromata. Kasnije je ovaj hromat zamenjen kalcium hromatom koji je vrlo malo rastvoren i koji je pokazao dobre rezultate. Nedostatak kalcium hromata je u tom što sadrži izvesne količine slobodnog kreča koji rastvara aluminijum. U Engleskoj je pronađen način čišćenja kalcium hromata od kreča tako da on potpuno dobro služi za gornju svrhu.

Ponekad dolazi do prilične korozije i kod zavarivanja magneziumovih legura, a naročito ako one sadrže oko 6% aluminijuma. Do korozije koja se može razviti u interkristalnu koroziju, dolazi usled toga što u varove ulaze produkti topitelja za zavarivanje. Topitelj se danas uklanja tako da se var potopi u vreo rastvor hromne kiseline, a zatim u hladnu hlorovodoničnu kiselinu.

Kod aluminijevih legura dolazi uglavnom do dve vrste korozije:

a) do rupičave korozije i

b) do interkristalne korozije.

Rupičasta korozija se sad manje susreće u avijaciji, jer je prilično dobro sprečena upotrebom bilo čistog aluminijuma, bilo legura platiranih čistim aluminijumom, zatim upotrebom sredstava za zaštitu površine i boja.

Interkristalna korozija se još uvek često susreće na delovima avionske konstrukcije.

Dok se prva vrsta korozije vrlo brzo otkrije očnim pregledom, interkristalna korozija je opasna jer se ne može na površini primetiti. Interkristalna korozija kod aluminijevih legura dolazi usled ne- pravilne termičke obrade. To se najčešće dešava na mestima zavarivanja i kod visoko otpornih aluminijevih legura. Obično se za zavarivanje aluminijevih delova upotrebljava tzv. Multiarc proces (više lučni) koji je pokazan na slici 10.

Sl. 10

U ovom postupku upotrebljavaju se dve ugljene elektrode napajane jedna sa naizmeničnom strujom, a druga, koja je elektroda za zavarivanje, napaja se jednosmernom strujom. Ovim postupkom je omogućeno zavarivanje vrlo tankim aluminijevim limom debljine 0,5 mm.

Rezultati ispitivanja pokazali su da aluminijeve legure američke oznake 24S koje sadrže bakar, mangan i magnezijum kao i legura 75S jako su podložne intekristalnoj koroziji. Za potrebe avijacije se ne preporučuje zavarivanje ovih legura.

Legura 75S je isto tako podložna koroziji pod naponom, a naročito ako je bila posle zavarivanja naknadno termički obrađena.

Pravilna termička obrada koja se sastoji u ponovnom žarenju, a zatim pravilnom hlađenju može znatno smanjiti pojavu korozije.

Smatra se da do interkristalne korozije dolazi zato što čvrsti rastvor bakra u aluminijumu osiromašuje u bakru na granicama kristalita pri zavarivanju. Bakar se izlučuje u formi intermetalnog jedinjenja CuAl₂. U prisustvu elektrolita, vlage, morske atmosfere dolazi do galvanskog sprega između granice kristalita i tako izlučenog jedinjenja. Pošto su granice kristalita u ovom slučaju anodne to se one rastvaraju, razvija se interkristalna korozija i mehaničke osobine legure naglo opadaju.

Slika 11 pokazuje tipičnu interkristalnu koroziju legure 24S na mestu vara. Crne linije i pege među pojedinim kristalima pretstavljaju mesta razorenih granica kristalita.

Sl. 11

Legura 61S koja se sastoji iz aluminijuma, magnezijuma i silicijuma poseduje odlične osobine zavarivanja i kod nje ne dolazi do interkristalne korozije.

Postoji još jedna mogućnost sprečavanja interkristalne korozije na mestu zavarivanja i to tako da metalizirane šavove zaštitimo od dejstva elektrolita koji izazivaju interkristalnu koroziju.

Korozija usled trenja sprečava se na sledeći način:

1. Galvaniziranjem ili elektropoliranjem površina koje se taru. Upotrebom maziva sa dodacima koji ih čine upotrebivim za visoke pritiske kao npr. fenil sulfidi.

Pošto se kod ove korozije pojavljuju i visoke temperature (čak i do hiljadu stepeni) to je za ove svrhe kao mazivo našao primenu molibdendisulfid koji se već mnogo upotrebljava.

b) Magnezijum i njegove legure

Kao kod aluminijuma i magnezijeve legure se bojadišu, ako su izložene većem korozionom uticaju, da bi bile zaštićenije i da bi im se dala određena boja. Radi boljeg prijanjanja boje na magnezijeve legure upotrebljavaju se isto tako hemiski postupci prepariranja površina, koji se sastoje u obradi hromatima i dihromatima.

Korozija magnezijevih legura koja, uglavnom, nastaje usled bimetalnih spregova može se sprečiti na taj način da se uključi odgovarajući otpor u kolo korozione ćelije. Ovo se postiže primenom pogodnih boja ili izolaciskih traka.

Same boje kojima su dodati osnovni inhibitori na bazi hromata nisu dovoljni da je duže vreme štite od pojave gornje korozije. U ovim slučajevima mora se upotrebljavati više premaza. Dobre osobine pokazali su i premazi koji sem hromata sadrže i polivinil hlorid i acetate.

Magnezijeve legure koje se upotrebljavaju u avijaciji zaštićuju se najpre potapanjem u hromate, zatim se boje tako da osnovni premaz bude masna boja sa pigmentom cinkhromata, a drugi gornji premaz može biti pogodne boje na bazi celuloze.

Do prilične korozije dolazi na ovim legurama i usled upotrebe raznih sredstava protiv smrzavanja površina.

Do korozije dolazi često i kad su magnezijeve legure u kontaktu sa aluminijumom i to naročito u morskoj atmosferi. Pojava ove korozije sprečava se na taj način što aluminijum anodizira i što se upotrebljavaju kitovi koji sadrže rastvorene hromate.

U Engleskoj avijaciji, kako to izveštava Le Brocq, došlo je do velike korozije delova od magnezijuma koji su bili zamotani u kartonski papir i čuvani u drvenim sanducima. Do ove korozije došlo je stoga što je metal bio zatvoren u atmosferi u kojoj su bile razne pare i voda iz drveta a nije postojala nikakva ventilacija.

Prema mišljenju koje je dala laboratorija za šumska ispitivanja u Engleskoj, do korozije je došlo zbog izdvajanja sirćetne kiseline iz drveta.

Do izdvajanja sirćetne kiseline dolazi najčešće kod hrasta i mekog bresta. Dalja ispitivanja pokazala su da vodena para, koja sama po sebi vrlo malo korodira pasivizirane delove iz magnezijevih legura, izaziva veliku koroziju u prisustvu drveta. Isto tako u potpuno hermetički zatvorenim sanducima došlo je do povećanja korozije, a sami sanduci su se pokrili nekom vrstom plesni, a delovi iz legure magnezijuma prevukli su se slojem magnezijum karbonata.

Prema istom autoru, opiti su pokazali da metalni predmeti zatvoreni u hermetičke prostorije, ukoliko u njima ima vlage korodiraju mnogo brže, nego kad ti predmeti, uz istu količinu vlage ne bi bili hermetički zatvoreni.

Magnezijeve legure se već dugo upotrebljavaju za izradu aviona, i stečena su već prilična iskustva o njihovom ponašanju u korozionom pogledu.

Korozija magnezijevih legura je svakako veća nego kod aluminijevih legura, a pravilnom upotrebom dorade i zaštite može se korozija ovih legura smanjiti na najmanju meru.

SI. 12

Slika 12 pokazuje nam koroziju na avionskom točku izrađenom iz magnezijeve legure.

Naročito je česta korozija magnezijevih limova ako oni nisu dobro zaštićeni na spojevima sa drugim legurama. Spojevi i zazori moraju se dobro zaštititi sa nekoliko slojeva boja na bazi cink hromata ili drugim puniocima i kitovima.

Kod spajanja ploča magnezijuma mora se paziti i na to da svi spojevi i zavrtnji budu dobro pričvršćeni, a zazori ispunjeni antikorozionim kitovima, tako da voda ne može da uđe u šupljine i zazore.

c) Razne vrste čelika

Legure gvožđa koje nisu na bazi nerdajućih čelika, a upotrebljavaju se na avionu na mestima koja su izložena koroziji obično se kadmiumiziraju tj. prevlače se tankim slojem kadmiuma i to naročito spoljne površine dok se unutrašnje premazuju firnajzom.

Legure na bazi čelika sa hromom, a naročito hromikl čelici moraju se isto tako prethodno pasivizirati posebnim postupcima..

d) Bakar i njegove legure

Legure bakra se ponekad kadmiumiziraju ili samo prevlače lakovima otpornim protiv vlage.

V. Obrada raznih metalnih površina na avionskim konstrukcijama

Sve spoljne površine aluminijuma i legura aluminijuma na hidroplanu anodiziraju se ili platiraju.

Čelični delovi se obično prevlače kadmiumom ili cinkom. Od ovog se izuzimaju delovi koji su zavarivani, zatim veliki delovi koji se ne mogu anodizirati ni galvanizirati. Isto tako razni kablovi i žice ne mogu se na gore pomenuti način zaštititi.

Često se upotrebljava i elektrolitično prevlačenje hromom da bi se povećala otpornost protiv abrazije. Niklovanje se vrši tamo gde se želi postići zaštita od povišene temperature. Kalaisanje se vrši kod delova koji se često maste i kod delova koje treba zavarivati. Elektrolitičko prevlačenje kalajom i kadmiumom vrši se tamo gde se traži velika otpornost protiv korozije i abrazije.

Metaliziranje se upotrebljava za one delove koji se ne mogu galvanizirati ni anodizirati u kupatilu. Toplo pocinkava- nje upotrebljava se samo u izuzetnim slučajevima.

Fosfatiranje gvozdenih delova pre nanošenja boje vrši se tamo gde ovi delovi nisu u kontaktu sa aluminijumom.

Bruniranje se upotrebljava za razne vrste oružja na avionima.

Bojenje avionskih delova

Glavne boje koje se danas upotrebljavaju u avijaciji SAD-a mogu se svrstati u četiri glavne grupe kako je pokazano u tablici 1.

Tablica 1 - Tablica glavnih premaza avio boja u SAD

 

Tablica 2 pokazuje nam upotrebu pojedinih grupa boja u avijaciji SAD-a prema podacima Promisla.

Tablica 2 Tipovi aviona

Specijalna pažnja mora biti posvećena površinskoj zaštiti i bojenju raznih spoljnih delova, a naročito onih gde se spajaju raznorodni metali.

Pojam raznorodnih metala je takođe definisan u američkoj avijaciji i on se vidi iz tablice 3.

Tablica 3 - Tablica raznorodnih metala
 

Pravila za upotrebu tablice:

Metali klasirani u istu grupu smatraju se da su slični jedan drugom tj. da nisu raznorodni. Potencijalne razlike među njima nisu velike.

Tablica 4 pokazuje kako treba bojiti i zaštićivati razne spojeve na avionskim konstrukcijama.

Tablica 4

Unutrašnje bojadisanje u cilju zaštite metala raznih agregata nije moguće izvesti. U ovom slučaju mora se pogodnim konstruktivnim merama spajanje raznorodnih metala svesti na minimum.

Aluminijske cevi u avionima bojadišu se samo spolja, a unutra se premazuju samo firnajzom ili drugim na bazi plastičnih masa. Isto tako se ni unutrašnjost aluminijevih rezervoara ne bojadiše da boja ne bi otišla u benzin. Ukoliko se upotrebljavaju gvozdeni rezervoari, moraju se bojadisati specijalnim bojama otpornim protiv benzina.

Kontrolni elektro kablovi se obično prevlače tvrdom plastičnom prevlakom dok se gvozdene žice premazuju premazima otpornim na niske temperature. U ove premaze stavljaju se obavezno inhibitori.

Ipak ovi premazi nisu dali zadovoljavajuće rezultate, te se žice moraju često menjati. Radi ovoga se još uvek traže bolji premazi.

Bojadisana površina oko motora mora biti svedena na minimum zbog opasnosti od požara. Ponekad se površine aluminijuma ovde premazuju sa jednim ili dva premaza na bazi cinkhromata.

Mesta gde može da se prolije akumulatorska kiselina premazuje se bojama otpornim protiv kiseline.

Inhibitori

Za sprečavanje korozije u avijaciji, a naročito korozije u elektrolitima upotrebljavaju se razni inhibitori. Inhibitori su hemiska jedinjenja koja dotada u minimalnim količinama sprečavaju pojavu elektrohemiske korozije. Tako se npr. kod čišćenja gvožda razblaženim kiselinama dodaju se razna jedinjenja kao formaldehid, tutkalo itd. koja sprečavaju rastvaranje gvožđa, a ne sprečavaju rastvaranje rđe i oksidnih prevlaka.

U bojama koje se upotrebljavaju u avijaciji za lake legure najčešće se kao inhibitor upotrebljava cinkhromat koji služi kao sredstvo za poboljšanje antikorozionih osobina boja. Uloga cinkhromata pri bojenju aluminijuma je slična ulozi minijuma pri bojenju gvožda u osnovnom premazu. Delovanje cinkhromata dolazi do izražaja kada kroz film boje prodre vlaga do površine aluminijuma, i tada cinkohromat sprečava stvaranje korozionih galvanskih spregova.

Kao inhibitor koji sprečava rastvaranje bakra u raznim elektrolitima, kao npr. u hladnjacima, raznim hidrauličkim uredajima itd. upotrebljava se jedinjenje natriummerkaptobenzotiazol. Ovaj inhibitor dodaje se u razne antifrize za avione, kao i u druge tečnosti.

U poslednje vreme mnogo se radi na pronalaženju inhibitora na bazi raznih metalnih sapuna koji naneti na metalne delove aviona u tankom sloju služe za opšte sprečavanje pojave korozije usled vlage.

Isto tako dobre rezultate pokazali su inhibitori koji su isparljivi tj. koji mogu kao naftalin da sublimiraju. Ova se jedinjenja stavljaju u sama pakovanja i vremenom se natalože na metalne delove štiteći ih od korozije. Ovi inhibitori upotrebljavaju se i u avijaciji pri pakovanju raznih čeličnih delova za mlazne motore. Potrebno je odmah napomenuti da se ovi inhibitori ne mogu upotrebiti ako na čeličnim delovima ima i bakra ili kadmiumiziranih površina.

Kaliumbihromat upotrebljava se takođe kao inhibitor i stavlja se u vodu pri pranju aviona, a takođe i u vodu za hlađenje.

VI. Čišćenje aviona

Čišćenje aviona je važna operacija koja može ako se nepravilno izvodi da ubrza koroziju, a da je uspori ako se pravilno vrši. Glavna pravila kojih se moramo pri čišćenju pridržavati su sledeća:

a) Čistiti uvek sa sredstvima koja neće rastvarati niti oštetiti metalnu površinu, odnosno zaštitnu prevlaku na površini. Tako npr. aluminijum i aluminijeve legure ne smemo prati sa alkalnim rastvorima, odnosno ako ih upotrebljavamo tada njima moramo dodati pogodne inhibitore za sprečavanje korozije. Pranje obojenih površina benzinom može dovesti do rastvaranja boja, čime metal ostaje nezaštićen.

Skidanje rđe razblaženim kiselinama sa pojedinih delova na avionu nije preporučljivo vršiti, jer se sem ostalih opasnosti može razvijeni vodonik apsorbovati u čelične delove od čega ovi postaju krti.

b) Svi delovi specijalnih čeličnih legura moraju dobiti pre montaže odgovarajuću površinsku obradu i pasiviziranje, a kasnije se čistiti i prati sa specijalno određenim sredstvima.

Korozija usled nepravilnog čišćenja

Nepravilno čišćenje kako spoljnih, tako i unutrašnjih delova dovodi do njihovog korozionog razaranja. Često se ne poklanja pažnja da se aluminijum ne sme čistiti sa sredstvima koja sadrže alkalije, dalje da su bakar i legure bakra podložne koroziji usled dejstva amonijaka, i da čelici u slanim rastvorima veoma brzo korodiraju.

Kod avionskih motora koji su van pogona dolazi po nekad do veće korozije usled zaostale vlage posle čišćenja i izduvavanja. Posledice ove zaostale vlage mogu biti veoma opasne, tako da može doći do probušenja saća hladnjaka. Ova korozija se sprečava tako da se prilikom čiščenja u vodu stavljaju inhibitorski dodaci kao što su nitrati, hromati i drugi, a posle čišćenja oni se isperu zagrejanim uljima uz dodatak specijalnih inhibitora.

Do korozije dolazi takode na raznim delovima koji se nalaze na skladištima usled nepravilnog održavanja i čišćenja, tj. zbog nepropisne upotrebe sredstva za čišćenje. Svaki metal ima posebno sredstvo za čišćenje i teško je naći neko univerzalno sredstvo za sve metale.

Kolika se pažnja danas poklanja antikorozionim merama u izgradnji aviona pokazuje tvrdnja Promisla da za avionski materijal postoji oko 4000 specifikacija, i da su skoro u svakoj specifikaciji data uputstva za korozionu zaštitu.

VII. Zaštita u skladištima

Zaštita avionskih motora je veoma važna i svodi se na to da budu zaštićeni za vreme transporta, u skladištima i na samom avionu.

Avio motori sastavljeni su od celog niza elemenata koji moraju tačno nalegati na mesto spoja, tako da i najman

Do sada su se avio motori čuvali tako da su ih premazali debelim naslagama raznih antikorozionih jedinjenja. U slučaju upotrebe motori su se morali dugo vreme čistiti, a pojedini agregati morali su se čak i skidati da bi mogli biti očišćeni. Kasnije došli su u upotrebu filmovi, najpre na bazi ulja kojima su dodavani razni inhibitori. U toku Drugog svetskog rata pokazalo se i to kao nedovoljno te se sem toga, morala upotrebiti i spoljna zaštita od plastične materije u obliku vreće ili kapuljače. Pri tome se iz ostalog vazduha unutar vreće morala otstraniti vlaga.

Međutim, naročito u toplim predelima, pokazalo se i ovo kao nedovoljno, jer se uljni filmovi lako skidaju sa površine, a kroz plastičnu oblogu od »Plio-filma« difuzijom lako prodire vodena para.

Ove su teškoće otstranjene na taj način što je tanak uljni film sa inhibitorom zamenjen specijalnom mašću koja se ni pri višim temperaturama ne skida, dok na nižim temperaturama zadržava prilično meku konzistenciju i može se lako otstraniti.

Umesto plastičnih filmova upotrebljavani su metalni sanduci u koje su zatvarani motori.

Za svaku vrstu čuvanja motora i njegovih delova moraju se upotrebljavati specijalne vrste premaza. Ne smeju se upotrebljavati isti premazi za motore koji će se čuvati mesec dana kao za one koji će
se čuvati godinu i više dana. Pravilno čuvanje motora i agregata je važna operacija koja može doneti mnoge uštede. Ona je danas prilično skupa, i zahteva mnogo ručnog rada te se zato traži druga vrsta zaštite. Tako je ponegde uveden postupak kokoniziranja avio motora, gde se celi motori umaču u tekuću plastičnu masu koja se na njima stvrdne, a pri upotrebi se lako skida lomljenjem. Izgleda da je primena kokoniziranja za sada još u proučavanju i da se ne primenjuje u većem obimu. S druge strane proučava se mogućnost upotrebe tzv. isparljivih inhibitora koji se stavljaju u samo pakovanje i koji isparavanjem stvaraju na motoru stalan tanak film koji zamenjuje uljne filmove. Ovako zaštićeni delovi pošto nemaju nikakvih premaza ne moraju se čistiti pre upotrebe. Izgleda da su do sada pronadeni ovakvi inhibitori za gvozdene delove, dok pitanje upotrebe delova od drugih metala i kombinacija još nije rešeno.

Danas se proučava način zaštite celih aviona koji su van upotrebe, a koji bi bez velikih radova mogli biti brzo stavljeni u pogon.

Na slici 13 prikazano je probno stavljanje jednog aviona u sanduke hermetički zatvorene. U tim sanducima se povremeno vrši sušenje vazduha u cilju sprečavanja pojave korozije.

Slika 13

Antikoroziona inspekcija u avijaciji

Da bi se sprečila pojava i razvoj korozije pribegava se pregledu aviona pre i posle leta, zatim posle svakih 30, 60, 120 i 240 sati leta. Ovaj korozioni pregled obavlja se po unapred utvrdenom rasporedu, posebnom za svaku vrstu aviona. Ovaj pregled vrše tehničari specijalizovani za koroziju. Vršenje ovih pregleda može se obaviti paralelno sa drugim odgovarajućim pregledima.

Isto tako predviđaju se i mesečni pregledi po skladištima koji se takode vrše po unapred izradenim šemama.

Manje korozione pojave na avionima čiste se krpama, pasiviziraju hromatima i po potrebi bojadišu. Ukoliko je korozija više raširena tada se korodirani delovi moraju zameniti. Jače korodirani delovi se čiste, a zatim hromiraju da bi zadržali potrebne dimenzije.