ИССЛЕДОВАНИЯ ИСПЫТАНИЙ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ПЛАНЕРА ВЕРТОЛЕТА КОРАБЕЛЬНОГО ВАРИАНТА НА КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ В УСЛОВИЯХ ПАО ААК «ПРОГРЕСС»

RESEARCH OF CORROSION RESISTANCE TESTING OF PARTS AND COMPONENTS OF THE AIRFRAME OF THE HELICOPTER (SHIP VARIANT) IN THE PAO AAK “PROGRESS” ENVIRONMENT

Alexey Drozdov

graduate student of the Far Eastern Federal University,

Russia, Arsenyev

Vitaly Dobzhansky

professor, Ch. Researcher “FEB RAS”, Vladivostok,

Russia, Arsenyev

Svetlana Borovkova

senior Lecturer branch of the Far Eastern Federal University,

Russia, Arsenyev

АННОТАЦИЯ

Целью данной статьи является определение основных направлений повышения коррозийной стойкости алюминиевых сплавов, используемых в конструкции авиационной техники и эксплуатируемых в морском климате. С помощью аналитического метода выявлены недостатки в технологии испытанная конструкций на коррозийную стойкость. Определена закономерность воздействия морского климата на алюминиевые сплавы в зависимости от расстояния от морского побережья. Определены пути повышения коррозийной стойкости.

ABSTRACT

The purpose of this article is definition of the main directions increase for corrosion firmness of the aluminum alloys used in a design of the aircraft equipment and operated in sea climate. By means of an analytical method are revealed shortcoming of technology tested designs for corrosion firmness. Regularity of impact of sea climate on aluminum alloys depending on distance from the sea coast has been defined. Ways of increase of corrosion firmness are defined.

Ключевые слова: галоидные ионы; соляной туман, плакирование.

Keywords: haloid ions; salt spray, cladding.

В связи с тем, что в страны Юго-Восточной Азии и Латинской Америки предполагается поставка авиационной техники, появилась необходимость обеспечить высокую работоспособность летательных аппаратов (ЛА), соответствующих предъявляемым требованиям работы в морском климате.

Главным компонентом, определяющим коррозионную агрессивность морской воды, являются галоидные ионы, концентрация которых достигает 30 г/л.

Важным фактором, влияющим на коррозионное воздействие морской воды в естественных условиях, является биологическое обрастание, которое, как правило, более интенсивно идет в поверхностных слоях и может приводить как к уменьшению, так и к увеличению стойкости алюминиевых сплавов.

Влияние морской воды на алюминиевые сплавы, выявленное при испытаниях в различных точках земного шара, представлено на рисунке 1 [1].

Также большое влияние на коррозионную стойкость оказывают климатические условия, в которых эксплуатируется и базируется авиационная техника.

Рисунок 1. Зависимость коррозии алюминиевых сплавов от состава морской воды

Таким образом, морская вода может оказать серьезные нарушения в поверхностных слоях планера ЛА, эксплуатируемого в морском климате.

В приморских районах субтропической и тропической зон южной части Азии (Китая, Вьетнама и Индии) к авиационной технике предъявляются одни из самых высоких требований эксплуатации и хранения. Известно, что ЛА (вертолеты, транспортные самолеты и самолеты гражданской авиации), используемые в тропическом морском климате, подвергаются особенно значительным воздействиям коррозии.

На территории России жесткие условия южного климата по коррозивности атмосферы могут быть воспроизведены в достаточной степени схожими по предъявляемым требованиям только на юге Приморья в г. Владивостоке в черте города (б. Патрокл, станция ИФХ РАН) и на о. Русском (бухта Рында). Сравнение основных климатических и аэрохимических характеристик приморских станций в Нячанге (Вьетнам) и в б. Патрокл приведены на рисунке 2 [2].

Рисунок 2. Сравнение основных климатических и аэрохимических характеристик приморских станций

Анализ представленных графиков, полученных в результате многолетних испытаний на коррозионных станциях ИФХ РАН [Стрекалов …] во Вьетнаме (Нячанг), г. Владивостоке (б. Патрокл) и Батуми (рисунок 2), показал, что на станции г. Владивостока коррозивность атмосферы (коррозионные потери) намного более существенны, чем на других станциях. Из этого можно сделать вывод, что коррозивность атмосферы Морской коррозионной станции Института химии ДВО РАН можно принять за основу для определения состава элементов, производящих соляной туман, для проведения таких испытаний.

в настоящее время авиационная техника проходит испытания на длительном базировании и при эксплуатации, а также коррозионные испытания узлов и агрегатов ЛА в природных условиях, которые осуществляются на станциях, расположенных на Черноморском побережье (Геленджик) и во Вьетнаме (Нячанг). Испытания, проводимые во Вьетнаме, сопряжены с высокими финансовыми затратами, недостаточностью специального оборудования, необходимого для проведения испытаний, и нехваткой высококвалифицированных специалистов в различных областях знаний, проблемой защиты от технических «заимствований» и т. п.

Коррозионные условия Черноморского побережья России не соответствуют характеристикам приморских районов в странах Юго-Восточной Азии – как по солености воды и, следовательно, агрессивности брызг и тумана, так и по свойствам влажностно-температурного режима и аэрохимических показателей атмосферы.

Условия, которые применяются при испытании соляным туманом, не соответствуют природным условиям хранения и эксплуатаций техники, в связи с чем получаемые результаты испытаний не могут в полной мере прогнозировать жизненный цикл изделий в реальных условиях. Однако, результаты таких испытаний можно сравнивать с предполагаемыми или уже имеющимися аналогичными данными. Основная цель проведения таких испытаний – это сбор данных для системы менеджмента качества (СМК). В производственных условиях испытание на воздействие соляного тумана целесообразно использовать для контроля производственного процесса и предотвращения появления возможных дефектов изделий, связанных с коррозионной стойкостью.

Несмотря на свой главный недостаток – расхождение в условиях, испытания на воздействие соляного тумана остаются нужными в различных отраслях производства и являются надежным способом контроля относительной коррозионной стойкости различных изделий, покрытий и производственных процессов.

В настоящее время на предприятии проводятся испытания отдельных деталей и узлов в камере испытания соляного тумана SST – 20 MS (рис. 3).

В результате таких испытаний делаются заключения только по параметрам давления, выдержки и герметизации без учета изменения массы, что является одним из показателей появления коррозии.

Также необходимо принимать во внимание климатические факторы, влияющие на коррозивность атмосферы. Расстояние, на котором будет храниться техника, имеет большое значение, так как по мере удаления от моря интенсивность коррозионных поражений материала снижается.

Рисунок 3. Камера соляного тумана SST – 20 MS

Поэтому для выявления возникновения коррозии необходимо проводить испытания при различной длительности воздействия на одну и ту же деталь и в условиях, приближенных к морской среде.

Для выбора направлений защиты авиационных конструкций, эксплуатируемых в морской среде, проведен анализ результатов испытаний плакированных и неплакированных образцов сплава Д16чТ.

Испытания плакированных и неплакированных образцов сплава Д16чТ проводились под навесом и в открытой атмосфере на стендах, удаленных от моря на различное расстояние, в течение 30 месяцев. Результаты визуальных осмотров, а именно, время до появления первых очагов коррозии в зависимости от расстояния от моря, представлены на рисунке 4 [3].

Рисунок 4. Время до появления первых очагов коррозии

на образцах сплава Д16чТ. Испытанных под навесом (—) и в открытой атмосфере (—) на различных расстояниях от моря; о – плакированные образцы; • – неплакированные образцы

Из рисунка 4 видно, что первые очаги коррозии на неплакированных образцах возникли в первые дни экспозиции на расстоянии 50 м и 100 м от моря и за первый месяц испытаний появились также на остальных, более удаленных от моря стендах. Первые очаги коррозионных поражений на плакированных образцах, испытанных под навесом и в атмосфере на расстоянии 50 м от моря, появились через 10 и 90 дней соответственно, а на стендах, расположенных на расстоянии 2000 м от моря – через 6 месяцев под навесом и 8 месяцев в атмосфере. Из приведенных данных по появлению первых очагов коррозии следует, что плакированный сплав Д16чТ более чувствителен к условиям испытаний (навес, открытая атмосфера), испытания под навесом более жесткие, чем испы­тания в открытой атмосфере.

Соответственно, изменялась и площадь коррозионных поражений на поверхности образцов (рис. 5) [3].

Рисунок 5. Площадь коррозионных поражений образцов сплава Д16чТ. Испытан­ных под навесом (—) и в открытой атмосфере (—) на различных расстояниях от моря после 30 месяцев экспозиции, о – плакированные образцы; • – неплакированные образцы

На характеризующих площадь кор­розионных поражений графиках, приведенных на рисунке 5, видно, что неплакированные образцы прокорродировали в значительно большей степени, чем испытанные в аналогич­ных условиях плакированные. Так, на неплакированных образцах, испытанных под навесом на удалении 2000 м от моря, площадь, пораженная коррозией, составляет 90 %, в то время, как на плакированных образцах, испытанных в тех же условиях корро­зией поражено только 20 % поверхности. Полученные результаты по площади коррозионных поражений свидетельствуют о том, что условия навеса значи­тельно более жесткие, чем условия открытой атмосферной площадки.

Следовательно, плакированные материалы более стойки к климатическим воздействиям агрессивных сред, чем неплакированые, и особенно эта разница становится заметна по мере увеличения срока эксплуатации техники в морской среде.

Таким образом, одним из способов повышения антикоррозийной стойкости конструкций может быть создание новых технологий плакировки обшивочных листов.

Список литературы:

1. Коррозия в водных средах / – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: http://metallicheckiy-portal.ru/articles/zashita_ot_korrozii_metalla /aluminii/korrozia_v_razlichnix_sredax/6 (Дата обращения: 30.05.2016).
2. Сергиенко В.И. Испытания коррозионной стойкости алюминиевых сплавов в условиях приморского субтропического климата / В.Г. Добржанский, Ю.Ф. Огнев, Ю.П. Денисенко, О.Ш. Бердиев. Достижения фундаментальной науки и образования – в инновационные технологии: материалы Междунар. науч.-техн. конф. и Международной молодёжной школы-семинара. – Комсомольск-на-Амуре, 12–16 мая 2015.
3. Семенычев В.В. Коррозийная стойкость и свойства алюминиевых сплавов авиационной техники в условиях морского субтропического климата: дис. … канд. техн. наук. – М., 2005. – 125 с.