Коррозия из солевого тумана губит морские инспекционные дроны? Как покрытие ПВДФ исправляет это?

Морские нефтяные вышки, ветряные турбины и морские суда используют беспилотные летательные аппараты (БПЛА) для автономного визуального и ультразвукового контроля конструкций. Работа в суровых морских условиях подвергает эти инспекционные дроны постоянному соляному туману, высокой влажности, океанским брызгам, поднимаемым ветром, и интенсивному ультрафиолетовому излучению.

Соляной туман — высококоррозионный аэрозоль солей хлорида натрия ( NaCl ), магния и кальция — быстро разрушает обычные материалы каркаса дрона. Необработанные или плохо защищенные алюминиевые сплавы подвергаются серьезной точечной и нитевидной коррозии, а рамы из углеродного волокна подвергаются гальванической коррозии металлических крепежных элементов и опор двигателя. Переход к Алюминиевые пластины и катушки с покрытием из ПВДФ (поливинилиденфторида) обеспечивают очень прочный, химически стойкий барьер, который останавливает морскую коррозию, продлевает срок службы дрона и обеспечивает безопасность полета.

Электрохимия разложения соляного тумана

Морские инспекционные дроны работают внутри зоны агрессивной электрохимической реакции:

Питтинговая и нитевидная коррозия: микроскопические капли солевого аэрозоля оседают на алюминиевых рамах, разрушая естественные оксидные пленки с образованием глубоких ямок (растворение Al⊃3;⁺), которые снижают предел текучести конструкции.

Гальваническая коррозия в сопрягаемых плоскостях крепежа: Каркасы дронов из углеродного волокна в сочетании с алюминиевыми опорами двигателя создают прочные гальванические пары, ускоряющие деградацию металла в среде проводящего соляного тумана.

Виды разрушения традиционных рамных покрытий

Стандартная анодированная/стандартная окрашенная рама в сравнении с алюминием с покрытием PVDF

Микропоры в анодированных слоях. Стандартные анодированные покрытия содержат микроскопические поры, которые улавливают ионы солей, что приводит к локализованному образованию язв в условиях океана.

УФ-разрушение и меление краски: стандартные полиуретановые или эпоксидные покрытия разрушаются под воздействием морского УФ-излучения, создавая микротрещины, которые позволяют соляному туману достигать металлической основы.

Покрытия корпуса морского дрона

В таблице ниже сравниваются технические параметры стандартных покрытий и алюминия с покрытием PVDF для морских инспекционных дронов:

Ключевые преимущества морских инспекционных дронов

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Почему соляной туман более разрушительен для инспекционных дронов, чем обычные брызги морской соленой воды?

Ответ: Соляной туман состоит из переносимых по воздуху микроскопических капель ( размером от 1 до 10 мкм), которые остаются во взвешенном состоянии в воздушных потоках. Эти микрокапли проникают в узкие зазоры шасси дрона, опоры двигателя и резьбу винтов, испаряясь в концентрированные солевые отложения, которые ускоряют точечную коррозию.

Вопрос 2: Как покрытие PVDF предотвращает гальваническую коррозию между рычагами из углеродного волокна и алюминиевыми креплениями?

A: Пленки фторполимера ПВДФ действуют как непроводящий диэлектрический барьер ( >10 ⊃1;⊃2;  Ом ·см ). Нанесение алюминия с покрытием из ПВДФ между пластинами из углеродного волокна и металлическими креплениями останавливает перенос электронов, устраняя пары гальванической коррозии.

В3: Могут ли алюминиевые листы с предварительно нанесенным покрытием из ПВДФ подвергаться фрезерованию на станке с ЧПУ без отслаивания кромок краски?

А: Да. Рулонные покрытия из ПВДФ, нанесенные на заводе, обладают высокой гибкой адгезией поперечных связей (рейтинг штриховки 5B). При резке на острых твердосплавных фрезерных станках с ЧПУ при правильной подаче покрытие получается чистыми кромками без сколов, отслаивания или расслаивания.

Вопрос 4: Чем покрытие ПВДФ отличается от анодирования морского алюминия?

Ответ: Анодированные оксидные слои содержат микропоры, которые позволяют ионам солей со временем достигать нижележащего алюминия. ПВДФ — это плотная, непористая пленка из фторполимерной смолы, которая полностью блокирует проникновение соленой влаги, обеспечивая устойчивость к солевому туману более чем в четыре раза по сравнению со стандартным анодированием.

Вопрос 5: Как алюминиевые листы с покрытием PVDF упаковываются для экспорта на заводы по производству морских дронов?

A: Листы ламинированы устойчивой к ультрафиолетовому излучению защитной полиэтиленовой пленкой с низкой клейкостью, прослоены влагонепроницаемой бумагой, запечатаны в вакуумную антикоррозийную упаковку с ЛИК и закреплены в прочных деревянных ящиках, не подвергающихся фумигации.

Заключение

Переход со стандартных анодированных или порошковых рам на алюминиевые пластины морского класса с предварительно нанесенным покрытием из ПВДФ надежно защищает морские инспекционные дроны от коррозии соляным туманом.

Чтобы оптимизировать выбор материалов для программы производства морских БПЛА:

Укажите системы смол, содержащих 70% фторполимера (ПВДФ): Обязательно используйте рулонные покрытия из ПВДФ, содержащие не менее 70% смол Kynar 500® или Hylar 5000®, чтобы обеспечить максимальную стойкость к морским химикатам.

Выберите подложки морского класса 5052 или 6061: используйте 5052-H32 для изогнутых крышек шасси и корпусов батарей; выберите 6061-T6 для конструкционных рычагов двигателя, подвергающихся высоким нагрузкам.

Проверка соответствия требованиям ASTM B117 при испытаниях в солевом тумане: Требовать от поставщиков материалов предоставления сертифицированных протоколов испытаний, подтверждающих > 2000 часов непрерывного воздействия соляного тумана без образования пузырей или ползучести коррозии под пленкой.