Ar druskos rūko korozija sugadina atviroje jūroje esančius apžiūros dronus? Kaip tai sutvarko PVDF danga?

Atviroje jūroje esančios naftos platformos, vėjo turbinos ir jūrų laivybos laivai priklauso nuo nepilotuojamų orlaivių (UAV) autonominiams vizualiniams ir ultragarsiniams konstrukcijų patikrinimams. Eksploatuojant atšiaurioje jūrinėje aplinkoje, šie tikrinimo dronai yra veikiami nuolatinio druskos rūko, didelės drėgmės, vėjo varomo vandenyno purslų ir intensyvios UV spinduliuotės.

Druskos rūkas – labai ėsdinantis natrio chlorido ( NaCl ), magnio ir kalcio druskų aerozolis – greitai ardo įprastas dronų rėmų medžiagas. Neapdoroti arba prastai apsaugoti aliuminio lydiniai patiria didelę taškinę ir siūlinę koroziją, o anglies pluošto rėmai patiria galvaninę metalinių tvirtinimo detalių ir variklio laikiklių koroziją. Perėjimas prie PVDF (polivinilideno fluoridu) dengtos aliuminio plokštės ir ritės suteikia labai patvarią, chemikalams atsparią barjerą, stabdantį jūrinę koroziją, prailginančią dronų tarnavimo laiką ir užtikrinantį skrydžio saugumą.

Druskos rūko degradacijos elektrochemija

Jūros tikrinimo dronai veikia agresyvios elektrocheminės reakcijos zonoje:

Taškinė ir siūlinė korozija: mikroskopiniai druskos aerozolio lašeliai nusėda ant aliuminio rėmų, suardydami natūralias oksido plėveles, sudarydamos gilias duobes Al⊃3;⁺ tirpimas), kurios sumažina struktūrinį takumo ribą.

Galvaninė korozija tvirtinimo elementų sujungimo plokštumose: Anglies pluošto drono rėmai, suporuoti su aliuminio variklio laikikliais, sukuria stiprias galvanines poras, pagreitindama metalo irimą laidžioje druskos rūko aplinkoje.

Tradicinių rėmų dangų gedimo būdai

Standartinis anoduotas / standartiškai dažytas rėmas, palyginti su PVDF dengtu aliuminiu

Anoduotų sluoksnių mikroporos: standartinėse anoduotose dangose ​​yra mikroskopinių porų, kurios sulaiko druskos jonus, todėl vandenyno sąlygomis susidaro vietinės duobės.

UV degradacija ir dažų kreidėjimas: standartinės poliuretano arba epoksidinės dangos suyra veikiant jūrinei UV spinduliuotei, todėl susidaro mikro įtrūkimai, dėl kurių druskos rūkas pasiekia metalinį pagrindą.

Jūrų dronų rėmų dangos

Žemiau esančioje lentelėje palyginami standartinių dangų ir PVDF dengto aliuminio techniniai parametrai, skirti jūriniams tikrinimo dronams:

Pagrindiniai atviroje jūroje naudojamų tikrinimo dronų pranašumai

DUK

1 klausimas: kodėl druskos rūkas labiau kenkia tikrinimo dronams nei įprastas vandenyno sūraus vandens purškimas?

A: Druskos rūką sudaro ore sklindantys mikroskopiniai lašeliai ( 1 μm - 10 μm), kurie lieka pakibę oro srovėse. Šie mikrolašeliai prasiskverbia pro siaurus drono važiuoklės tarpus, variklio laikiklius ir varžtų sriegius, išgaruodami į koncentruotas druskos nuosėdas, kurios pagreitina taškinę koroziją.

2 klausimas: kaip PVDF danga apsaugo nuo galvaninės korozijos tarp anglies pluošto svirties ir aliuminio laikiklių?

A: PVDF fluorpolimero plėvelės veikia kaip nelaidus dielektrinis barjeras ( >10 ⊃1;⊃2;  Ω ·cm ). PVDF dengto aliuminio užtepimas tarp anglies pluošto plokščių ir metalinių tvirtinimo detalių sustabdo elektronų perdavimą ir pašalina galvaninės korozijos poras.

3 klausimas: ar PVDF padengtus aliuminio lakštus galima frezuoti CNC nenulupus dažų kraštų?

A: Taip. Gamykloje padengtos PVDF ritės dangos pasižymi dideliu lanksčiu kryžminiu sukibimu (5B kryžminio liuko įvertinimas). Pjaunant naudojant aštrius karbido CNC frezus esant tinkamam padavimo greičiui, danga išgauna švarius kraštus be atskilimų, lupimo ar sluoksniavimo.

4 klausimas: kuo PVDF danga skiriasi nuo jūrinio aliuminio anodavimo?

A: Anoduoto oksido sluoksniuose yra įgimtų mikroporų, kurios leidžia druskos jonams laikui bėgant pasiekti apatinį aliuminį. PVDF yra tanki, neakyta fluoropolimero dervos plėvelė, kuri visiškai blokuoja druskos drėgmės patekimą ir siūlo daugiau nei keturis kartus didesnį atsparumą druskos purslams nei standartinis anodavimas.

5 klausimas: kaip PVDF dengti aliuminio lakštai supakuojami eksportui į jūrinių dronų gamyklas?

A: Lakštai yra laminuoti UV atsparia, mažai lipnia apsaugine PE plėvele, perklijuoti drėgmei atspariu popieriumi, supakuoti vakuuminiu būdu į VCI antikorozinę pakuotę ir tvirtai pritvirtinti tvirtuose nefumiguojamuose mediniuose dėkluose.

Išvada

Perėjimas nuo standartinių anoduotų arba milteliniu būdu dengtų rėmų prie PVDF padengtų jūrinio aliuminio plokščių patikimai apsaugo jūroje esančius tikrinimo dronus nuo druskos rūko korozijos.

Norėdami optimizuoti medžiagų pasirinkimą savo jūrinei UAV gamybos programai:

Nurodykite 70 % fluoropolimero (PVDF) dervos sistemas: kad būtų užtikrintas maksimalus jūrinis cheminis atsparumas, būtina naudoti PVDF ritinių dangas, kuriose yra bent 70 % Kynar 500® arba Hylar 5000® dervų.

Pasirinkite Marine-Grade 5052 arba 6061 substratus: naudokite 5052-H32 sulenktiems važiuoklės dangčiams ir akumuliatorių korpusams; pasirinkite 6061-T6 didelio įtempimo konstrukcinėms variklių svirtims.

Patikrinkite ASTM B117 druskos purškimo bandymo atitiktį: reikalaukite, kad medžiagų tiekėjai pateiktų sertifikuotas bandymų ataskaitas, patvirtinančias > 2000 valandų nepertraukiamo druskos rūko poveikio be pūslių ar korozijos po plėvele.