ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ «ΙΑΒΡΩΣΗ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ» ΞΥΣΤΡΑ ΑΛΕΞΑΝ ΡΑ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ «ΙΑΒΡΩΣΗ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ» ΞΥΣΤΡΑ ΑΛΕΞΑΝ ΡΑ

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Όπως ορίζεται από τον ISO 8044 του 1986, διάβρωση είναι η αλληλεπίδραση ενός µετάλλου µε το περιβάλλον του, που έχει ως αποτέλεσµα την αλλαγή των ιδιοτήτων του µετάλλου και που συχνά µπορεί να καταλήξει στην υποβάθµιση της λειτουργίας του µετάλλου, του περιβάλλοντος ή του τεχνικού συστήµατος, που αυτά αποτελούν τµήµα του. Σύµφωνα µε άλλον πληρέστερο ορισµό, διάβρωση λέγεται κάθε αυθόρµητη, κατά επέκταση εκβιασµένη, ηλεκτροχηµικής, κατά επέκταση χηµικής, κατά επέκταση µηχανικής κατά επέκταση βιολογικής φύσης αλλοίωση της επιφάνειας των µετάλλων και των κραµάτων, που οδηγεί σε απώλεια υλικού. Ο παραπάνω ορισµός βρίσκει εφαρµογή σε οποιοδήποτε άλλο υλικό πέραν των µετάλλων και των κραµάτων, όπως το ξύλο, τα σύνθετα υλικά κτλ. ΜΟΡΦΕΣ ΙΑΒΡΩΣΗΣ A. Οµοιόµορφη ή Γενική ιάβρωση Συναντάται όταν στην επιφάνεια του µετάλλου (κράµατος) δηµιουργείται ένα οµοιόµορφο και ισόπαχο στρώµα από τα προϊόντα της διάβρωσης ή όταν παρατηρείται οµοιόµορφη διάλυση της επιφάνειάς του. B. Τοπική ιάβρωση - Μακροσκοπική ιάβρωση 1. Γαλβανική [galvanic] Αποτελεί συνηθισµένο τύπο διάβρωσης και παρατηρείται όταν δύο ανόµοια µέταλλα συνδέονται αγώγιµα µεταξύ τους και το σηµείο επαφής καλύπτεται από κάποιον ηλεκτρολύτη. 2. Σπηλαιώδης Μηχανική [cavitation erosion] Οφείλεται στο συνδυασµό µηχανικής φθοράς και διάβρωσης και οδηγεί στη δηµιουργία εσοχών, σπηλαίων και κρατήρων εξαιτίας της τοπικής εξάχνωσης υλικού λόγω υποπίεσης. Συναντάται σε περιστρεφόµενα πτερύγια αντλιών, έλικες πλοίων και αεροπλάνων. Παρακάτω φαίνεται η σπηλαιώδης διάβρωση που έχει υποστεί η φτερωτή µιας αντλίας από ανοξείδωτο χάλυβα µέσα σε ένα χρόνο λειτουργίας της. 3. Χαραγής [crevice] Εµφανίζεται σε προφυλαγµένες περιοχές της εκτιθέµενης στο διαβρωτικό περιβάλλον επιφάνειας και συνδυάζεται µε την παρουσία µικρών όγκων στάσιµων διαλυµάτων ή στερεών σε οπές. 4. Με Βελονισµούς [pitting] 1

3 Αποτελεί εξαιρετικά εντοπισµένη προσβολή και έχει ως συνέπεια το σχηµατισµό οπών, κρατήρων και εσοχών στο µέταλλο. 5. Εξάνθησης ή Στρωµατοειδής [exfoliation] Είναι αποτέλεσµα της εν ψυχρώ κατεργασίας και οδηγεί στο διαχωρισµό των κόκκων. 6. Εκλεκτικής Έκπλυσης [selective leaching / dealloying] Σηµειώνεται αποµάκρυνση του λιγότερο ευγενούς στοιχείου από ένα κράµα και έχει ως αποτέλεσµα τη µείωση της µηχανικής αντοχής του µετάλλου. - Μικροσκοπική ιάβρωση 1. Περικρυσταλλική [intergranular] Ξεκινάει και εξελίσσεται κατά µήκος των ορίων των κόκκων του µετάλλου και οδηγεί στην ελάττωση της πλαστικότητας του προτού ακόµα διαπιστωθεί απώλεια της αντοχής του υλικού. 2. Ρωγµάτωση από διάβρωση µε µηχανική καταπόνηση [stress corrosion cracking] Παρουσιάζεται στην περίπτωση συνδυασµού εσωτερικών ή εξωτερικών εφελκυστικών τάσεων και διαβρωτικής προσβολής και έχει και τις πλέον καταστροφικές επιπτώσεις για µικρή απώλεια υλικού. Χαρακτηριστικά, όταν για οποιονδήποτε λόγο δηµιουργηθεί εσοχή ή ρωγµή στην επιφάνεια ενός τµήµατος µηχανής ή εγκατάστασης που υφίσταται µηχανική καταπόνηση, είναι δυνατόν να πραγµατοποιηθεί ψαθυρή θραύση ολόκληρου του τµήµατος, ακόµα και εάν η ασκούµενη τάση είναι µικρότερη από το 10% της τάσης θραύσης. ΤΥΠΟΙ ΙΑΒΡΩΣΗΣ Οι περισσότερες µορφές διάβρωσης προέρχονται από τις εξής δύο βασικές αιτίες: τη χηµική και την ηλεκτροχηµική προσβολή. Και στις δύο περιπτώσεις, το µέταλλο µετατρέπεται σε οξείδιο, σε υδροξείδιο ή σε άλας. Το µέταλλο που οξειδώνεται καταπονείται σε ανοδική µεταβολή, ενώ το διαβρωτικό στοιχείο ελαττώνεται και βρίσκεται σε καθοδική µεταβολή. - Χηµική Προσβολή Προκαλείται όταν µια ακάλυπτη µεταλλική επιφάνεια εκτεθεί σε καυστικά υγρά ή αέρια και σε αντίθεση µε την ηλεκτροχηµική προσβολή οι καθοδικές και ανοδικές µεταβολές γίνονται ταυτόχρονα και στον ίδιο χώρο. Οι κυριότερες αιτίες που µπορούν να προκαλέσουν άµεση χηµική προσβολή στο αεροσκάφος είναι οι ακόλουθες: 1. Υγρά ή ατµοί από µπαταρίες 2

4 Πλέον τα αεροπλάνα χρησιµοποιούν συσσωρευτές νικελίου καδµίου που είναι κλειστού τύπου, οπότε το ζήτηµα των υγρών µπαταρίας έχει πλέον πάψει να αποτελεί πρόβληµα αναφορικά µε τη διάβρωση. 2. Υγρά κατάλοιπα από αντικανονικό καθαρισµό συγκολλήσεων ή επιφανειακών επεξεργασιών 3. Εγκλωβισµός καυστικών υγρών καθαρισµού Τα καυστικά υγρά καθαρισµού όταν συναντώνται σε συµπυκνωµένη µορφή πρέπει να βρίσκονται µακριά από το αεροπλάνο και σε καλά ασφαλισµένα δοχεία. Επιπλέον, είναι αναγκαία η προσεκτική αφαίρεση των καθαριστικών διαλυµάτων που χρησιµοποιούνται για την αποκατάσταση διαβρωµένων επιφανειών, καθώς είναι πολύ πιθανό να αποτελέσουν και αυτά µε τη σειρά τους διαβρωτικό υλικό. - Ηλεκτροχηµική Προσβολή Για να πραγµατοποιηθεί ηλεκτροχηµική προσβολή είναι αναγκαία η ύπαρξη ενός µέσου αγωγού που να επιτρέπει τη διέλευση µικρής ποσότητας ηλεκτρικού ρεύµατος. Όταν ένα µέταλλο έλθει σε επαφή µε ένα διαβρωτικό υλικό και ταυτόχρονα βρίσκεται σε επαφή µε ένα υγρό ή αέριο ηλεκτρικό αγωγό, τότε πραγµατοποιείται διάβρωση και φθείρεται από την οξείδωση. Κατά τη διάρκεια της προσβολής, το διαβρωτικό υλικό λιγοστεύει συνεχώς και εάν δεν αφαιρεθεί ή δεν ανανεωθεί θα εξουδετερωθεί τελικά από το µέταλλο. Εάν υπάρχει διαφορά δυναµικού σε δύο διαφορετικά σηµεία της ίδιας µεταλλικής επιφάνειας και επιπλέον, ανάµεσα στα σηµεία παρεµβάλλεται ένας αγωγός που τα συνδέει, τότε αρχίζει η διάβρωση µε την εµφάνιση σειράς διαβρωτικών στιγµάτων. Γνωρίζουµε ότι όλα τα µέταλλα και τα κράµατα, όταν βρεθούν σε κατάλληλο χηµικό περιβάλλον αποκτούν ηλεκτρικό δυναµικό. Ένα κράµα όµως αποτελείται από µέταλλα διαφορετικού δυναµικού, µε αποτέλεσµα όταν εκτεθεί σε ηλεκτρικό πεδίο το πιο ηλεκτρικά ενεργό µέταλλο να γίνεται ανοδικό και το λιγότερο ηλεκτρικά ενεργό καθοδικό γεγονός το οποίο ευνοεί την εµφάνιση διάβρωσης. Μάλιστα, όσο µεγαλύτερη είναι η διαφορά δυναµικού ανάµεσα στα µέταλλα, τόσο εντονότερη θα είναι και η διαβρωτική προσβολή. Η ηλεκτροχηµική διάβρωση, που αποτελεί και την αιτία των περισσότερων µορφών διάβρωσης στη δοµή και στα εξαρτήµατα του αεροσκάφους, µπορεί να αποτραπεί εάν µε τον κανονικό καθαρισµό και επεξεργασία της επιφάνειας αφαιρεθεί το διαβρωτικό υλικό και εξουδετερωθεί το παραµικρό ίχνος ηλεκτρικού κυκλώµατος. 3

5 Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζονται σε γραµµοσκιασµένα κελιά οι επαφές µετάλλων που προκαλούν ηλεκτρολυτική διάβρωση. Επαφές Μετάλλων Κράµα Αλουµινίου Επίστρωµα Καδµίου Επίστρωµα Ψευδαργύρου Άνθρακας & Κράµατα Χάλυβα Μόλυβδος Επικασσιτέρωση Χαλκός & Κράµατα Νικέλιο & Κράµατα Τιτάνιο& Κράµατα Επίστρωµα χρωµίου Αντιδιαβρωτικός Χάλυβας Κράµατα Μαγνησίου Κράµα Αλουµινίου Επίστρωµα Καδµίου Επίστρωµα Ψευδαργύρου Άνθρακας & Κράµατα Χάλυβα Μόλυβδος Επικασσιτέρωση Χαλκός & Κράµατα Νικέλιο & Κράµατα Τιτάνιο& Κράµατα Επίστρωµα χρωµίου Αντιδιαβρωτικός Χάλυβας Κράµατα Μαγνησίου 4

6 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΑ ΥΛΙΚΑ ΣΤΗΝ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΙΚΗ Η εκλογή των κατάλληλων υλικών που θα χρησιµοποιηθούν για την κατασκευή ενός αεροσκάφους είναι ύψιστης σηµασίας σε ό,τι αφορά τον έλεγχο και προστασία από τη διάβρωση. Το πλέον χρησιµοποιούµενο υλικό είναι το αλουµίνιο το οποίο όµως, όπως και τα ελαφρά κράµατα χάλυβα, είναι ιδιαίτερα ευπαθές στη διάβρωση. Στο παρακάτω γράφηµα παρουσιάζονται τα υλικά που χρησιµοποιούνται σήµερα στην αεροναυπηγική Τα κράµατα αλουµινίου αυξάνουν την αντίσταση στη διάβρωση εξάνθησης και στη διάβρωση µε µηχανική καταπόνηση και χρησιµοποιούνται για την κατασκευή της ατράκτου. Τα κράµατα τιτανίου βρίσκουν εφαρµογή στην περίπτωση ύπαρξης ισχυρά διαβρωτικού περιβάλλοντος, δηλαδή στο «πάτωµα» της εισόδου, στην κουζίνα και τις τουαλέτες. Ο χάλυβας χρησιµοποιείται ιδιαίτερα σε µέρη του αεροσκάφους που υφίστανται εκτός των άλλων ισχυρή µηχανική καταπόνηση όπως οι τροχοί προσγείωσης. Τέλος, σηµειώνεται ότι το µαγνήσιο και τα κράµατα αυτού (που χρησιµοποιούνταν ευρέως στο παρελθόν) χρησιµοποιούνται ολοένα και λιγότερο καθώς η προστασία τους από τη διάβρωση είναι ιδιαίτερα δύσκολη. 5

7 ΑΙΤΙΕΣ & ΜΟΡΦΕΣ ΙΑΒΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ Για να πραγµατοποιηθεί η διάβρωση είναι αναγκαίο να πληρούνται ταυτόχρονα οι ακόλουθες τρεις προϋποθέσεις: 1. Παρουσία ανόδου και καθόδου. Αυτό συµβαίνει όταν δύο ανόµοια µέταλλα ή δύο περιοχές διαφορετικής ηλεκτρολυτικής συγκέντρωσης δηµιουργήσουν διαφορά δυναµικού. 2. Παρουσία µεταλλικού αγωγού που συνδέει την άνοδο µε την κάθοδο. 3. Παρουσία ηλεκτρολύτη, όπως το νερό. Αν και η πλήρης εξάλειψη των ανωτέρω συνθηκών είναι αδύνατη, είναι δυνατός ο έλεγχος του φαινοµένου της διάβρωσης µε τον έλεγχο της παρουσίας του νερού στο περιβάλλον (υγρασία, θάλασσα, βροχή). Στο ακόλουθο διάγραµµα παρουσιάζονται οι σηµαντικότερες αιτίες και πηγές της διάβρωσης των αεροσκαφών τόσο από κατασκευαστικής όσο και από λειτουργικής άποψης. 6

8 Η σπουδαιότερη µορφή διάβρωσης που συναντάται στα αεροσκάφη είναι η διάβρωση χαραγής (crevice corrosion) η οποία εµφανίζεται οποτεδήποτε «παγιδεύεται» νερό ανάµεσα σε δύο επιφάνειες, όπως κάτω από χαλαρή µπογιά, ή σε µη αεροστεγώς σφραγισµένη άρθρωση. Μπορεί γρήγορα να εξελιχθεί σε διάβρωση µε βελονισµούς ή εξάνθησης αναλόγως του κράµατος που προσβάλλεται, καθώς και της µορφής του. Όπως φαίνεται και στο ακόλουθο σχήµα, τα ιόντα χλωρίου Cl - του θαλασσινού νερού (NaCl) ευνοούν τη διάβρωση χαραγής δηµιουργώντας ένα όξινο περιβάλλον ο καλύτερος τρόπος για την αντιµετώπισή του οποίου είναι η αποµάκρυνση του νερού από την περιοχή. 7

9 ύο από τις πλέον καταστροφικές µορφές διάβρωσης είναι η ρωγµάτωση από διάβρωση µε µηχανική καταπόνηση (stress corrosion cracking) και η διάβρωση εξάνθησης (exfoliation corrosion). Η πρώτη εξελίσσεται ταχύτατα στα κράµατα αλουµινίου ακολουθώντας τα όρια των κόκκων και η δεύτερη η οποία επίσης εξελίσσεται κατά µήκος των ορίων των κόκκων έχει ως αποτέλεσµα το διαχωρισµό τους. Και στις δύο περιπτώσεις χαρακτηριστικές µορφές των οποίων φαίνονται παρακάτω το αποτέλεσµα είναι απώλεια της αντοχής σε φορτίο. ιάβρωση συνδέσµου µε µηχανική καταπόνηση ιάβρωση εξάνθησης ενισχυτικών ατράκτου Η διάβρωση µε βελονισµούς έχει ως αποτέλεσµα την τοπική απώλεια υλικού και παρά το γεγονός ότι η ποσότητα του µετάλλου που αποµακρύνεται είναι πολύ µικρή, είναι πολύ πιθανό να οδηγήσει σε αστοχία του υλικού λόγω κόπωσης. 8

10 Η οµοιόµορφη ή γενική διάβρωση αποτελεί τη λιγότερο καταστρεπτική µορφή διάβρωσης, καθώς «καταναλώνει» το µέταλλο οµοιόµορφα και µε πολύ αργό ρυθµό. Παρόλ αυτά, εάν δεν δοθεί προσοχή µπορεί να επηρεάσει τη δοµή του προσβαλλόµενου µετάλλου. Οµοιόµορφη διάβρωση επιµετάλλωσης µε συνέλαση Τέλος, συναντάται και η γαλβανική διάβρωση η οποία παρατηρείται όταν δύο ανόµοια µέταλλα συνδέονται αγώγιµα µεταξύ τους και το σηµείο επαφής καλύπτεται από κάποιον ηλεκτρολύτη (π.χ. διµεταλλικό κράµα αλουµινίου χαλκού στην επιφάνεια κράµατος αλουµινίου). 9

11 ΙΑΒΡΩΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΤΩΝ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ Οι κυριότεροι παράγοντες που δρουν διαβρωτικά επί των υλικών των αεροσκαφών είναι τα οξέα, τα αλκάλια και τα άλατα η δράση των οποίων επιτυγχάνεται διαµέσου του νερού και του ατµοσφαιρικού αέρα. - Οξέα Ακόµα και τα λιγότερο ισχυρά οξέα µπορούν να διαβρώσουν σε µεγάλο βαθµό τα περισσότερα από τα κράµατα που χρησιµοποιούνται για την κατασκευή των διαφόρων µερών του αεροσκάφους. Από αυτά, τα πλέον ισχυρά είναι το υδροφθόριο, το θειικό, το υδροχλωρικό, το νιτρικό και το υδροβρωµικό οξύ, ενώ και τα οργανικά οξέα που βρίσκονται στα ζωικά και τα ανθρώπινα απόβλητα είναι ιδιαίτερα επιβλαβή. - Αλκάλια Αν και τα αλκάλια δε θεωρούνται εν γένει εξίσου επικίνδυνα µε τα οξέα, πολλά κράµατα µαγνησίου και αλουµινίου υλικά δηλαδή που βρίσκουν ευρεία εφαρµογή στην αεροναυπηγική είναι ιδιαίτερα ευπαθή στην προσβολή από αλκαλικά διαλύµατα (όπως η κρυσταλλική σόδα, η ποτάσα και τα ασβεστούχα διαλύµατα). - Άλατα Η ικανότητα των αλάτων να προωθούν τη διάβρωση πληθώρας υλικών είναι ευρέως γνωστή. Η ιδιότητα εκείνη όµως που τα καθιστά τόσο επιβλαβή είναι η ικανότητά τους να δρουν ως ηλεκτρολύτες. Τα κράµατα αλουµινίου και µαγνησίου σε αντίθεση µε τους ανοξείδωτους χάλυβες διαβρώνονται ταχέα σε θαλασσινό περιβάλλον και ως εκ τούτου απαιτείται η λήψη πολλαπλών µέτρων προστασίας των αεροσκαφών. Πέραν των παραπάνω όµως, υπάρχουν και πολλοί άλλοι παράγοντες οι οποίοι καθορίζουν όχι µόνο τον τύπο, αλλά και την ταχύτητα, τα αίτια και την έκταση του φαινοµένου της διάβρωσης των αεροπλάνων οι σπουδαιότεροι εκ των οποίων είναι οι ακόλουθοι: - Κλίµα Οι ατµοσφαιρικές συνθήκες µέσα στις οποίες λειτουργεί και συντηρείται ένα αεροπλάνο επηρεάζουν σε µεγάλο βαθµό τα χαρακτηριστικά της πραγµατοποιούµενης προσβολής. Η επίδραση του ατµοσφαιρικού αέρα στη διάβρωση των αεροσκαφών µπορεί να είναι ιδιαίτερα µεγάλη, καθώς εµπεριέχει τόσο οξυγόνο όσο και υγρασία παράγοντες που δρουν διαβρωτικά. Στην περίπτωση µάλιστα των σιδηρούχων κραµάτων, η ύπαρξη 10

12 αυξηµένης υγρασίας στο περιβάλλον επιταχύνει περαιτέρω την πραγµατοποίηση της διάβρωσης. Επιπλέον, στην ατµόσφαιρα υπάρχουν και άλλα διαβρωτικά αέρια, µε σπουδαιότερα τα θειούχα µείγµατα, τα οποία όταν συνδυαστούν µε υγρασία παράγουν θειικά οξέα που µπορούν να προκαλέσουν εκτεταµένη χηµική προσβολή των συνήθων αεροπορικών κραµάτων. Το θαλασσινό περιβάλλον είναι ιδιαίτερα επιβλαβές για τα περισσότερα αεροπορικά κράµατα, αφού περιλαµβάνει χλωρίδια σε µορφή άλατος ή σταγόνων κορεσµένου νερού. Υπενθυµίζεται ότι ακόµα και το φρέσκο νερό δρα συχνά εξίσου διαβρωτικά µε το θαλασσινό λόγω των φθοριόντων και χλωριόντων που συχνά περιέχει. Τέλος, ακόµα και η θερµοκρασία αποτελεί πολύ σηµαντικό παράγοντα, καθώς σε συνδυασµό µε την υγρασία επιταχύνει το φαινόµενο της ηλεκτροχηµικής διάβρωσης. - Σχήµα και µέγεθος του µετάλλου Η συµπεριφορά των µετάλλων στη διάβρωση επηρεάζεται έµµεσα από το σχήµα και το µέγεθος του εξαρτήµατος. Συγκεκριµένα, τα παχιά αντικείµενα προσβάλλονται ευκολότερα από τα λεπτά, καθώς υφίστανται µεγαλύτερες µεταβολές των φυσικών τους χαρακτηριστικών. Όταν ένα εξάρτηµα υποστεί µηχανική και χηµική επεξεργασία µετά τη θερµική κατεργασία τα χονδρά τµήµατα του εµφανίζουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες από τα λεπτά. Ο καλύτερος τρόπος ελέγχου της διάβρωσης του υλικού είναι ο προσδιορισµός των κρίσιµων που καθορίζουν τη συνεκτικότητα και την αντοχή του και στη συνέχεια η εφαρµογή ενός προγράµµατος αντιδιαβρωτικής προστασίας. - Ξένα Σώµατα Ανάµεσα στους ελεγχόµενους παράγοντες που ευνοούν την προσβολή των αεροπλάνων και τη διασπορά της διάβρωσης είναι και τα λεγόµενα «ξένα σώµατα» τα οποία προσκολλώνται πάνω στις µεταλλικές επιφάνειες. Σε αυτά περιλαµβάνονται: - Χώµατα και σκόνη από την ατµόσφαιρα - Λάδια, γράσα και κατάλοιπα των καυσαερίων - Αλατόνερο και υδρατµοί µε αλάτι - Υγρά µπαταρίας και καυστικά καθαριστικά υγρά - Κατάλοιπα από συγκολλήσεις Ο έλεγχος και ο περιορισµός της διάβρωσης από ξένα σώµατα εξασφαλίζεται µε την καθαριότητα του αεροπλάνου. 11

13 ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΙΑΒΡΩΣΕΩΣ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ Σε όλα τα αεροσκάφη ανεξαρτήτως τύπου υπάρχουν ορισµένες περιοχές επιδεκτικές σε διαφόρων ειδών προσβολές που δηµιουργούν διάβρωση οι οποίες και αναφέρονται στη συνέχεια. ΕΛΙΚΕΣ Οι έλικες των αεροσκαφών όπως και των πλοίων άλλωστε «υποφέρουν» από καθαρά µηχανικής φύσης διάβρωση τη σπηλαιώδη µηχανική διάβρωση. Η εµφάνισή της οφείλεται στη δηµιουργία υποπίεσης λόγω της περιστροφής των πτερυγίων της έλικας, η οποία µε τη σειρά της οδηγεί στην εκλεκτική εξάχνωση του µετάλλου οπότε και δηµιουργούνται στο µέταλλο εσοχές, κρατήρες και σπήλαια. ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΞΑΓΩΓΗΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ Τα στερεά κατάλοιπα καυσαερίων των κινητήρων JET και των εµβολοφόρων κινητήρων αποτελούν διαβρωτικό υλικό και ιδίως όταν στην τροχιά εκροής των κινητήρων βρίσκονται αεροδυναµικά καλύµµατα, επιφανειακές προσθήκες («µπαλώµατα») ή επάλληλες επιφάνειες, που τα εγκλωβίζουν και δυσχεραίνουν την αποµάκρυνσή τους µε τις συνήθεις µεθόδους καθαρισµού. ΘΑΛΑΜΟΙ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΩΝ ΚΑΙ ΤΡΥΠΕΣ ΕΞΑΕΡΙΣΜΟΥ Οι χώροι των συσσωρευτών παραµένουν ιδιαίτερα ευπαθείς στη διάβρωση, παρά τις διαρκείς εξελίξεις στους τρόπους στεγανοποίησης και αερισµού τους. Οι ατµοί που εκλύονται από τους υπερθερµασµένους ηλεκτρολύτες δεν µπορούν να περιοριστούν, µε αποτέλεσµα να διαχέονται στις γύρω κοιλότητες και κατά συνέπεια να διαβρώνουν τις επιφάνειες µε τις οποίες έρχονται σε επαφή. Παρόλ αυτά, ο «σωστός» καθαρισµός και η εξουδετέρωση των καταλοίπων των οξέων µπορεί να περιορίσει στο ελάχιστο την πιθανότητα διάβρωσης. 12

14 ΧΩΡΟΙ ΚΑΤΑΛΟΙΠΩΝ Πρόκειται για περιοχές που συγκρατούν λάδια, νερό, βρωµιές και ξένα σώµατα. Τα κατάλοιπα λαδιού καλύπτουν µικρές ποσότητες νερού τις οποίες και οδηγούν στον πυθµένα δηµιουργώντας µια κρυφή εστία χηµικών αντιδράσεων. Στην περίπτωση των υδροπλάνων και των αµφίβιων αεροπλάνων, οι χώροι αυτοί προστατεύονται από µικρούς σάκους διχρωµικού καλίου που τοποθετούνται στα πιο χαµηλά σηµεία τους. Εάν παραµείνει νερό, οι κρύσταλλοι καλίου διαλύονται, προλαµβάνοντας τυχόν προσβολή της µεταλλικής επιφάνειας γι αυτό και είναι επιβεβληµένη η τακτική αντικατάσταση των σάκων. Οι ανθρώπινες ακαθαρσίες και τα χηµικά που χρησιµοποιούνται στις τουαλέτες προκαλούν εύκολα διάβρωση στα κοινά αεροπορικά µέταλλα, γεγονός που αντιµετωπίζεται µε τη συχνή καθαριότητα και διατήρηση του χρωµατισµού των εν λόγω επιφανειών. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΣΓΕΙΩΣΗΣ & ΧΩΡΟΣ ΥΠΟ ΟΧΗΣ ΤΡΟΧΩΝ Πρόκειται για την περιοχή που «υποφέρει» από διάβρωση περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο µέρος του αεροσκάφους, κυρίως εξαιτίας της λάσπης, του νερού, των χαλικιών και άλλων αιωρούµενων αντικειµένων. Επιπλέον, η πολυπλοκότητα της εν λόγω διάταξης και των επιµέρους εξαρτηµάτων της καθιστά δύσκολη τη διατήρηση της χρωµατικής επικάλυψης για την προστασία των επιφανειών, ενώ η ανάπτυξη υψηλών θερµοκρασιών στο σύστηµα προσγείωσης κατά την πέδηση εµποδίζει τη χρησιµοποίηση συντηρητικών ουσιών στους τροχούς. ΝΕΡΟΠΑΓΙ ΕΣ Από τους κατασκευαστές των αεροπλάνων προδιαγράφεται η πρόβλεψη συστηµάτων αποστραγγίσεως σε όλα τα σηµεία όπου είναι δυνατή η συσσώρευση νερών. Είναι αναγκαίο η εξαγωγή στην αποστράγγιση να παραµένει ανοιχτή, καθώς στην αντίθετη περίπτωση - συγκεντρώνεται νερό, γράσα και τυχόν ακαθαρσίες που οδηγούν στην προσβολή της επιφάνειας. 13

15 ΜΕΤΩΠΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΑΙ ΨΥΚΤΙΚΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ Πρόκειται για περιοχές οι οποίες προσβάλλονται µόνιµα από σκόνη, ακαθαρσίες, χαλίκια που υπάρχουν στους διαδρόµους προσγείωσης / απογείωσης και βροχή στοιχεία που τείνουν να αφαιρέσουν την προστατευτική επικάλυψη (χρώµατα κτλ). Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζονται τα πτερύγια ψύξεως του κινητήρα και ιδιαίτερα τα σηµεία απ όπου διέρχεται ο αέρας, καθώς είναι δυνατή η συγκέντρωση άλατος το οποίο και διαβρώνει την περιοχή. ΙΑΚΕΝΑ ΤΩΝ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΦΘΟΡΕΩΝ ΑΝΤΩΣΕΩΣ Το γεγονός ότι στα διάκενα των πτερυγίων καµπυλότητας και στους φθορείς άντωσης συσσωρεύεται νερό και ακαθαρσίες τα καθιστά ιδιαίτερα ευπαθή στη διάβρωση. ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΩΝ ΕΠΙΚΑΛΥΨΕΩΝ Παρόλο που οι περιοχές αυτές είναι ορατές και προσιτές για επιθεώρηση και συντήρηση, σε ορισµένες περιπτώσεις (ανάλογα µε τη διαµόρφωση, το συνδυασµό των υλικών και τις συνθήκες πτήσης) απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή. Οι εξωτερικές επιφάνειες από µαγνήσιο δεν παρουσιάζουν σοβαρά προβλήµατα διάβρωσης, εάν οι προστατευτικές επιφανειακές επικαλύψεις και οι µονώσεις συντηρούνται σωστά. ιάβρωση επίσης συναντάται και στα σηµεία συγκολλήσεων των µετάλλων και είναι αποτέλεσµα της παγίδευσης διαβρωτικών στοιχείων στις χαραµάδες που δηµιουργούνται ανάµεσα στα µέταλλα. Η δράση του µηχανισµού της διάβρωσης γίνεται εµφανής από τις αλλοιώσεις του µετάλλου στις υποδοχές των χώρων όπου παγιδεύονται τα διαβρωτικά στοιχεία. Μοναδικός τρόπος πρόληψης του φαινοµένου στην περίπτωση αυτή είναι η στεγανοποίηση των ανοιγµάτων και ο τακτικός έλεγχος των επιφανειών. Ακολούθως παρατίθενται ορισµένες φωτογραφίες που παρουσιάζουν τη διάβρωση διαφόρων τµηµάτων ενός αεροσκάφους. Περικρυσταλλική διάβρωση χτυπήµατος στο φτερό του αεροσκάφους 14

16 «Φουσκάλες» και διάβρωση µε βελονισµούς ιάβρωση σωλήνων αεροπλάνου ιάβρωση πόρτας φορτίου ενός

17 ιάβρωση θυρίδας διαφυγής ενός

18 ΚΡΑΜΑΤΑ ΑΛΟΥΜΙΝΙΟΥ Το αλουµίνιο αποτελεί το πλέον χρησιµοποιούµενο υλικό στην αεροναυπηγική, καθώς είναι ελαφρύ, εύκολα κατεργάσιµο και παρουσιάζει καλή συµπεριφορά στη διάβρωση λόγω του σχηµατισµού ενός στρώµατος οξειδώσεως (αλούµινα Al 2 O 3 ) όταν έλθει σε επαφή µε την ατµόσφαιρα (O 2 ). Η διαβρωµένη επιφάνεια αλουµινίου εύκολα διακρίνεται γιατί παρουσιάζει άσπρα κατάλοιπα και προκαλεί διόγκωση της προσβεβληµένης περιοχής. Ακόµα και στα αρχικά της στάδια, η διάβρωση µπορεί να εντοπιστεί από τη δηµιουργία µικροσκοπικών κρατήρων, καθώς και από τις µικροανωµαλίες που προκαλεί στην επιφάνεια. Η προσβολή του αλουµινίου αρχίζει µε αργό ρυθµό και µπορεί να επιταχυνθεί µε την παρουσία διαλυµάτων από άλατα. Παρακάτω σηµειώνονται 3 είδη σοβαρών διαβρωτικών προσβολών στα κράµατα αλουµινίου: 1. ιεισδυτική διάβρωση µε συµπτώµατα την εµφάνιση «κρατήρων» στις εσωτερικές επιφάνειες των σωλήνων. 2. ιάβρωση τάσεως που εκδηλώνεται µε το σχηµατισµό ρωγµών στα κράµατα που υφίστανται καταπόνηση. 3. Ενδοκρυσταλλική (εσωτερική) προσβολή που συναντάται κυρίως σε κράµατα που έχουν υποστεί αντικανονική θερµική κατεργασία. Το καθαρό αλουµίνιο έχει µεγαλύτερη αντίσταση στη διάβρωση σε σχέση µε τα ισχυρότερα κράµατα αλουµινίου. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο τα ελάσµατα κραµάτων αλουµινίου καλύπτονται µε ένα στρώµα καθαρού αλουµινίου [ALCLAD] που τα προστατεύει από τη διάβρωση. Πρέπει ο καθαρισµός και η συντήρηση των ελασµάτων αυτών να γίνεται κατά τέτοιο τρόπο που η προστατευτική επικάλυψη να µη φθείρεται ή να µην αφαιρείται. Παρακάτω παρουσιάζονται χαρακτηριστικές µορφές και είδη διάβρωση του αλουµινίου και των κραµάτων του. 17

19 ιάβρωση µε βελονισµούς κράµατος αλουµινίου ιάβρωση από κόπωση Περικρυσταλλική διάβρωση τµήµατος αεροσκάφους από αλουµίνιο 7075-τ6 18

20 ΤΙΤΑΝΙΟ & ΚΡΑΜΑΤΑ ΤΙΤΑΝΙΟΥ Το τιτάνιο εµφανίζει εκ φύσεως αντιδιαβρωτικές ιδιότητες και υπόκειται σε φθορά η οποία και γίνεται αντιληπτή από την παρουσία καταλοίπων αλάτων και µεταλλικών ακαθαρσιών στην επιφάνεια του. Η φθορά αυτή γίνεται αισθητή µονάχα σε υψηλές θερµοκρασίες και, ως εκ τούτου, η διαπίστωση της ύπαρξης διαβρωµένης επιφάνειας τιτανίου είναι εν γένει δύσκολη. Τα βασικά χαρακτηριστικά του παρουσιάζονται στον ακόλουθο πίνακα. Ελαφρύ Αντοχή σε τάση Αντοχή σε διάβρωση Αντοχή σε θερµότητα Η ειδική του πυκνότητα είναι περίπου η µισή αυτής του χαλκού και 60% αυτής του σιδήρου Αναλογικά µε το βάρος του, έχει περίπου 6 φορές µεγαλύτερη αντοχή από το αλουµίνιο και 2 φορές µεγαλύτερη από το σίδηρο Έχει καλύτερη αντοχή στη διάβρωση παρουσία θαλασσινού νερού σε σχέση µε τον ανοξείδωτο χάλυβα Έχει καλύτερη αντοχή στη θερµότητα από το αλουµίνιο Το τιτάνιο παρουσιάζει πολύ καλή αντοχή στη διάβρωση, καθώς κάθε φορά που εκτίθεται στην ατµόσφαιρα ή σε οποιοδήποτε περιβάλλον που περιέχει οξυγόνο, δηµιουργεί όπως και το αλουµίνιο ένα λεπτό στρώµα οξειδίου που το προστατεύει. Υπό την προϋπόθεση ότι το διαθέσιµο οξυγόνο είναι αρκετό, το σχηµατιζόµενο στρώµα οξειδίου έχει τη δυνατότητα να αυτοϊαίνεται και να επανασχηµατίζεται. Ti O2 TiO 2 εδοµένου ότι η παθητικότητα του τιτανίου οφείλεται στο σχηµατισµό του στρώµατος οξειδίου, είναι σαφές ότι είναι πολύ πιο ανθεκτικό στη διάβρωση σε οξειδωτικά περιβάλλοντα απ ότι σε µη οξειδωτικά όπου η προσβολή του δεν είναι αµελητέα. εν υπάρχουν ενδείξεις για διάβρωση µε βελονισµούς ή µε ρωγµάτωση από µηχανική καταπόνηση σε υδατικά διαλύµατα ανόργανων χλωριόντων µετάλλων. Επιπλέον, το τιτάνιο παρουσιάζει εξαιρετική αντίσταση στο θαλασσινό νερό ακόµα και σε υψηλές ταχύτητες και σε µολυσµένα περιβάλλον. 19

21 ΧΑΛΥΒΑΣ Η βασική ιδιότητα των χαλύβων είναι η αντοχή τους στη διάβρωση και το κύριο συστατικό τους µετά το Fe είναι το χρώµιο Cr, που συναντάται σε περιεκτικότητα µεγαλύτερη από 11%. Τα είδη διάβρωσης που υφίστανται οι ανοξείδωτοι χάλυβες διακρίνονται σε: - Γενική διάβρωση - ιάβρωση µε βελονισµούς - ιάβρωση χαραγής - Ψαθυρή θραύση από διάβρωση µε µηχανική καταπόνηση - Περικρυσταλλική διάβρωση - Γαλβανική διάβρωση Λεπτοµέρειες για το καθένα έχουν ήδη αναφερθεί και δε θα επεκταθούµε περαιτέρω. Στο παρακάτω γράφηµα εµφανίζονται οι θερµοκρασίες στις οποίες είναι πιθανό να πραγµατοποιηθεί διάβρωση µε βελονισµούς των διαφόρων χαλύβων. 20

22 Stress Corrosion Cracking σωληνώσεων από χάλυβα

23 ΚΡΑΜΑΤΑ ΜΑΓΝΗΣΙΟΥ Το µαγνήσιο είναι το πιο χηµικά ενεργό από όλα τα χρησιµοποιούµενα στα αεροσκάφη µέταλλα και ως εκ τούτου η προστασία του από τη διάβρωση είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Η προσβολή του µαγνησίου εντοπίζεται εύκολα στο αρχικό της στάδιο, χάρη στο µεγάλο όγκο καταλοίπων που αφήνει η διάβρωση πάνω στο µέταλλο. Η αρχή της εκδηλώνεται µε αποφλοίωση του προστατευτικού καλύµµατος και µε την εµφάνιση µικρών άσπρων κουκίδων πάνω στην επιφάνεια του µετάλλου, οι οποίες αναπτύσσονται προσδίδοντας την όψη άσπρης στάχτης. Για την αποκατάσταση του διαβρωµένου τµήµατος της επιφάνειας µαγνησίου, πρέπει να αφαιρεθούν τα κατάλοιπα της διάβρωσης, να πραγµατοποιηθεί χηµική επεξεργασία της ώστε να αποµακρυνθούν οι λευκές κουκίδες και τέλος να επιµεταλλωθεί (ή να επαναχρωµατιστεί), ώστε να επανακτηθεί το αρχικό προστατευτικό επίστρωµα. 22

24 ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ ΣΤΗΝ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΙΚΗ Οι διαρκείς εξελίξεις της τεχνολογίας νέων υλικών αποκαλύπτουν µια ολοένα αυξανόµενη προτίµηση χρησιµοποίησης στην αεροναυπηγική σύνθετων υλικών έναντι των µεταλλικών που παραδοσιακά χρησιµοποιούνταν. Ως σύνθετο υλικό ορίζεται το υλικό που αποτελείται από δύο ή περισσότερα συστατικά, τα οποία συνδυάζονται µεταξύ τους για να επιτευχθούν ειδικές ιδιότητες και χαρακτηριστικά, που κανένα από τα συµµετέχοντα συστατικά δεν µπορεί από µόνο του να επιτύχει. Τα βασικότερα πλεονεκτήµατα της χρησιµοποίησης σύνθετων υλικών στην αεροναυπηγική είναι τα εξής: 1. Κατασκευές χαµηλού βάρους (µείωση βάρους κατά 20% και περισσότερο σε σχέση µε το αλουµίνιο) 2. Μείωση κόστους 3. Ασφάλεια, λόγω της υψηλής αντοχή σε διάβρωση και σε κόπωση που παρουσιάζουν. Τα περισσότερα σύνθετα υλικά που χρησιµοποιούνται στην αεροναυπηγική έχουν οργανική µήτρα (εποξειδική), η οποία δεν είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στις διαβρωτικές συνθήκες της ατµόσφαιρας. Παρουσιάζουν δε εξαιρετική συµπεριφορά σε κόπωση, αιφνιδιασµούς, κρούσεις και χαράξεις. Η διάδοση τέτοιου είδους βλαβών είναι βραδεία, ενώ ο τρόπος θραύσης που εισάγουν δε θέτει σε κίνδυνο τη λειτουργικότητα του εξαρτήµατος, µέχρι την επόµενη επιθεώρηση. Ι ΙΑΙΤΕΡΟΤΗΤΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΙΚΗ Γνωρίζουµε ότι τα µέταλλα είναι ισότροπα, παραµορφώσιµα και καλοί αγωγοί του ηλεκτρισµού. Η αντικατάστασή τους από σύνθετα υλικά ενισχυµένα µε ίνες, των οποίων η µηχανική συµπεριφορά είναι συχνά αντίστροφη προς αυτή των µετάλλων, εισάγει ορισµένα προβλήµατα τα οποία και θα πρέπει να λαµβάνονται σοβαρά υπόψη. - Γήρανση Η φύση των σύνθετων υλικών σε συνδυασµό µε τις συνθήκες λειτουργίας τους καθιστού αναγκαία τη µελέτη περιβαλλοντικών παραγόντων, όπως η υγρασία, η 23

25 θερµοκρασία, η υπεριώδης ακτινοβολία, η επίδραση διαφόρων οργανικών υγρών (αποσκωριωτικά, καθαριστικά) κτλ. Κατά τη διάρκεια έκθεσης σύνθετων υλικών εποξειδικής µήτρας µε ενίσχυση ανθρακονηµάτων στην ατµόσφαιρα, το ποσό της απορροφώµενης υγρασίας οδηγεί σε αύξηση της µάζας τους κατά 0,5 2,0 %. Παρόλ αυτά, εργαστηριακές δοκιµές δεν απέδειξαν σηµαντική επίδραση της υγρασίας στο µηχανισµό αστοχίας. - Προβλήµατα από τους κεραυνούς Τα περισσότερα σκάφη πετούν σε οποιεσδήποτε κλιµατικές συνθήκες και ως εκ τούτου δέχονται χτυπήµατα κεραυνών. Σύµφωνα µε στατιστικές µελέτες, σε απογειώσεις και προσγειώσεις, το αεροπλάνο δέχεται 1 χτύπηµα από κεραυνό. Οι επιπτώσεις ενός τέτοιου χτυπήµατος είναι όχι µονάχα άµεσες (υπερθέρµανση, τήξη, αιφνιδιασµοί) αλλά και έµµεσες (προβλήµατα στο ηλεκτρικό σύστηµα και τα ηλεκτρικά όργανα, εσφαλµένες ενδείξεις). Έχουν καθοριστεί µάλιστα 3 ζώνες πάνω σε ένα αεροσκάφος µε κριτήριο το βαθµό επικινδυνότητας από την επίδραση των κεραυνών. 1. Ζώνη Ι Πρόκειται για τη ζώνη µέγιστης επικινδυνότητας, καθώς τα µέρη του αεροπλάνου που βρίσκονται σ αυτή δέχονται άµεσα χτυπήµατα από τους κεραυνούς. 2. Ζώνη ΙΙ Είναι ζώνη µέτριας επικινδυνότητας, στην οποία µπορεί να µεταδοθεί το φορτίο του κεραυνού. 3. Ζώνη ΙΙΙ εν παρουσιάζει καµία επικινδυνότητα. Σηµειώνεται ότι, σε αντίθεση µε την περίπτωση µεταλλικού αεροσκάφους όπου οι βλάβες θα ήταν αµελητέες, η χρησιµοποίηση σύνθετων υλικών που είναι κακοί αγωγοί του ηλεκτρισµού απαιτεί τη λήψη πολλών µέτρων ιδίως αναφορικά µε τη Ζώνη Ι. Τα «επικίνδυνα» µέρη επιµεταλλώνονται, πραγµατοποιείται έλεγχος των δικτύων των µεταλλικών σωληνώσεων και ηλεκτρικών καλωδίων και λαµβάνονται µέτρα για τη µείωση των σπινθήρων στο ρεζερβουάρ των καυσίµων. - Συµπεριφορά σε κρούσεις Τα αεροπλάνα υπόκεινται συχνά σε χτυπήµατα όχι απαραίτητα σκόπιµα, όπως συµβαίνει στην περίπτωση των πολεµικών αεροσκαφών αλλά συνήθως τυχαία, από πτώσεις εργαλείων κατά τη συντήρηση µέχρι και σύγκρουση µε πουλιά ή χαλάζι. 24

26 Οι ανωµαλίες που προκαλούνται στο υλικό διακρίνονται σε εµφανείς βλάβες, µη εµφανείς βλάβες και κρούσεις στοιχείων κατασκευής φορτισµένων µε θλιπτικές τάσεις. Στον πίνακα παρουσιάζεται η επί τοις εκατό συµµετοχή διαφόρων υλικών στο βάρος των αεροσκαφών της πολιτικής αεροπορίας. ΕΛΑΦΡΑ ΚΡΑΜΑΤΑ ΧΑΛΥΒΕΣ ΤΙΤΑΝΙΟ ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ AIRBUS A310 76,5% 13,5% 4,5% 5,5% BOEING ,0% 13,0% 4,0% 1,0% BOEING ,0% 14,0% 2,0% 3,0% Στο σχήµα που ακολουθεί παρουσιάζονται µε διαφορετικό χρώµα τα σύνθετα υλικά που χρησιµοποιούνται στο πολιτικό αεροσκάφος Boeing 777, χάρη στην αντοχή τους σε κόπωση, διάβρωση και πρόσκρουση και στην εξοικονόµηση βάρους που προσφέρουν. 25

27 ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΗΣ ΙΑΒΡΩΣΗΣ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ - Ατύχηµα των Αερογραµµών Aloha Στις 28 Απριλίου 1988, σηµειώθηκε αποκόλληση του µπροστινού τµήµατος της άνω ατράκτου (κοντά στο πιλοτήριο) ενός επιβατηγού αεροσκάφους των αερογραµµών Aloha, Boeing 737 ηλικίας 19 ετών, κατά τη διάρκεια πλήρους πτήσης σε υψόµετρο 24,000ft. Το γεγονός αυτό οδήγησε στο θάνατο 1 αεροσυνοδού και στον τραυµατισµό των επιβατών παρά την επιτυχή αναγκαστική προσγείωση που πραγµατοποίησε ο πιλότος στο νησί Maui της Hawaii. Κατά τη διάρκεια της σχετικής έρευνας που πραγµατοποιήθηκε µετά το ατύχηµα, εντοπίστηκαν πολλαπλές ρωγµές λόγω κόπωσης στο παραµένον τµήµα της ατράκτου και ιδίως στα σηµεία των ραφών µε επικάλυψη (κατά µήκος της ατράκτου) και συγκολλήσεων πράγµα το οποίο δεν αναµένετο. Έκτοτε, ο εντοπισµός και η αντιµετώπιση της διάβρωσης χαραγής στα σηµεία όπου συναντώνται ραφές, αποτελεί πρωταρχικό µέληµα ολόκληρης της αεροπορικής κοινότητας. 26

28 - Απώλεια F16 Μαχητικών Αεροσκαφών της Αµερικάνικής Πολεµικής Αεροπορίας Το συγκεκριµένο παράδειγµα αναφέρεται σε ένα ζήτηµα το οποίο πρόσφατα δηµιούργησε πολλά προβλήµατα στο «στόλο» µαχητικών αεροσκαφών F16 της Αµερικανικής Πολεµικής Αεροπορίας (USAF). Η χρησιµοποίηση γράσου που περιέχει ποσοστό άνθρακα ως λιπαντικό είναι ιδιαίτερα διαδεδοµένη, καθώς ο άνθρακας είναι εύκολα διαθέσιµος από τις βιοµηχανίες και σε λογικό κόστος. Η εναλλακτική λύση είναι η χρησιµοποίηση ενός µίγµατος που περιέχει molybdenum disulphide, το οποίο όµως είναι και πολύ πιο ακριβό. Παρόλ αυτά, είναι ευρέως γνωστό ότι το εν λόγω γράσο (µε άνθρακα) προκαλεί γαλβανική διάβρωση στις διµεταλλικές ενώσεις. Σε έναν στόλο 3000 F16 της USAF, το συγκεκριµένο λιπαντικό χρησιµοποιούνταν, παρά τη γενική διαταγή απαγόρευσης της χρήσης του σε αεροσκάφη. Κατά τη διάρκεια των πτήσεων όµως, το λιπαντικό διέρρευσε σε ένα τµήµα του αεροσκάφους όπου ο έλεγχος της βαλβίδας παροχής καυσίµου, πραγµατοποιούνταν από ηλεκτρικό κύκλωµα χαλύβδινων πείρων επικαλυµµένων µε χρυσό και κασσίτερο. Όπως ήταν αναπόφευκτο, πραγµατοποιήθηκε διάβρωση µεταξύ των µετάλλων του κυκλώµατος, που µε τη σειρά της οδήγησε σε απώλεια ελέγχου της βαλβίδας παροχής καυσίµου, µε αποτέλεσµα τη διακοπή της παροχή κατά τη διάρκεια της πτήσης. Πιστεύεται ότι τουλάχιστον 7 αεροσκάφη «χάθηκαν» κατ αυτόν τον τρόπο, χωρίς να λαµβάνεται καν υπόψη το αυξηµένο κόστος συντήρησης των υπολοίπων αεροσκαφών. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - Michael F. Ashby, David R. H. Jones, Engineering Materials 1: An Introduction to Their Properties & Applications, Butterworth Heinemann. - Pierre R. Roberge, Handbook Of Corrosion Engineering, McGraw Hill Handbooks. - Α. Καρκανιάς, Τεχνολογία Αεροπορικού Υλικού, Εκδόσεις Άλφα Β. Ι. Παπάζογλου, Ναυπηγική Τεχνολογία (Σηµειώσεις), Αθήνα Γ.. Χρυσουλάκης,. Ι. Παντελής, Επιστήµη Και Τεχνολογία Των Μεταλλικών Υλικών, Παπασωτηρίου, Αθήνα Ι. Παντελής, ιάβρωση και Προστασία Ναυπηγικών Κατασκευών (Σηµειώσεις), Αθήνα, Ι. Παντελής, Μη Μεταλλικά Τεχνικά Υλικά: οµή Ιδιότητες Τεχνολογία Εφαρµογές, Παπασωτηρίου, Ε. Μιχαλάς, Συντήρηση Αεροσκαφών, Εκδόσεις Άλφα. - Εγκυκλοπαίδεια Νέα οµή, Εκδοτικός Οργανισµός Τεγόπουλου, Αθήνα Θ. Σκουλικίδης, Π. Βασιλείου, ιάβρωση και Προστασία Υλικών, Συµεών, Π. Βασιλείου, Α. Ανδρεόπουλος, Υλικά: Ξύλο, Κεραµικά, Πολυµερή, Μέταλλα, Αθήνα,

29 ΙΕΥΘΥΝΣΕΙΣ ΣΤΟ INTERNET