التحكم في التآكل على هيكل الطائرة

يجب التحكم في تآكل المعادن على الطائرات، والتآكل عبارة عن تدهور المعدن بفعل عوامل كيميائية أو كهروكيميائية، حيث يمكن أن يحدث هذا النوع من الضرر داخليًا أو خارجيًا على السطح، كما هو الحال في تعفن الخشب والألمنيوم الموجود في الطائرة، وقد يؤدي هذا التدهور إلى تغيير السطح الأملس أو إضعاف الجزء الداخلي أو إتلاف أو إرخاء الأجزاء المجاورة، ويكون التحكم في التآكل  عن طريق عمل نشرات توضح مصادر التآكل الخاصة بهياكل الطائرات، بالإضافة إلى الخطوات التي يجب ان يتخذها فني الصيانة.

أكثر الأضرار التي تلحق الضرر بهيكل الطائرة

هناك العديد من هياكل الطائرات مصنوعة من المعدن، حيث أن أكثر أشكال الأضرار التي تلحق بهذه الهياكل خطورة هو التآكل، ومن اللحظة التي يبدأ بها تصنيع المعدن يجب حمايته من التأثيرات الضارة للبيئة المحيطة به، كما يمكن أن تتمثل هذه الحماية عن طريق إدخال عناصر معينة في المعدن الأساسي، أو إنشاء سبيكة مقاومة للتآكل أو إضافة طلاء سطحي معدل كيميائيًا، وأثناء الاستخدام يمكن إضافة حواجز رطوبة إضافية مثل مواد التشحيم والمواد الواقية اللزجة إلى السطح.

كما لم يلغي  إدخال هياكل الطائرات التي تم بناؤها وصناعتها أساسًا من مواد مركبة إلى إلغاء الحاجة إلى المراقبة الدقيقة للطائرات فيما يتعلق بالتآكل، في حين أن هيكل الطائرة نفسه قد لا يكون عرضة للتآكل، فإن استخدام المكونات المعدنية والملحقات داخل هيكل الطائرة يعني أن فني صيانة الطائرة يجب أن يكون في حالة تأهب للحصول على دليل على التآكل أثناء فحص أي طائرة.

المصدر الرئيسي للتآكل

يتحد الماء أو بخار الماء المحتوي على الملح مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي لإنتاج المصدر الرئيسي للتآكل في الطائرات، حيث أن الطائرات التي تعمل في بيئة بحرية أو في المناطق التي يحتوي فيها الغلاف الجوي على أبخرة صناعية قابلة للتآكل، تكون عرضة بشكل خاص للهجمات المسببة لهذا الضرر، كما أنه لو تُركت دون رادع، يمكن أن يتسبب التآكل في فشل هيكلي نهائي.

كيف يكون مظهر التآكل

يختلف مظهر التآكل باختلاف المعدن على سطح سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم، حيث يظهر على شكل حفر، غالبًا ما يتم دمجه مع رواسب مسحوقية رمادية أو بيضاء على سبائك النحاس والنحاس، كما يشكل التآكل طبقة خضراء على الفولاذ، أو على شكل طبقه لونها محمر يشار إليها عادة بالصدأ.

عند إزالة الرواسب الرمادية أو البيضاء أو الخضراء أو المحمرّة، قد تظهر كل الأسطح محفورة ومنقورة، حيث يكون ذلك اعتمادًا على طول التعرض وشدته وإذا لم تكن هذه الحفر السطحية عميقة جدًا، فقد لا تغير بشكل كبير من قوة المعدن، ومع ذلك قد تصبح الحفر مواقع لتطوير الشقوق، خاصة إذا كان الجزء معرض لضغط شديد، وبعض أنواع التآكل تحفر بين طلاء السطح الداخلي والسطح المعدني، ويمكن أن تنتشر حتى يفشل الجزء.

أنواع التآكل

أولًا: التآكل الكيميائي المباشر

التآكل الكيميائي المباشر أو التآكل الكيميائي النقي، هو تآكل يحصل عن طريق التعرض المباشر لسطح معرض لسائل كاوي أو عوامل غازية، وذلك على عكس التآكل الكهروكيميائي، حيث قد تحدث التغييرات الأنودية والكاثودية على مسافة قابلة للقياس، وإن التغييرات في الهجوم الكيميائي المباشر تحدث في وقت واحد في نفس النقطة، حيث أن العوامل الأكثر انتشارًا التي تسبب هجومًا كيميائيًا مباشرًا على الطائرات هي:

• حمض البطارية المسكوب أو أبخرة البطاريات، مع إدخال بطاريات الرصاص الحمضية المختومة واستخدام بطاريات النيكل والكادميوم، أصبح حمض البطارية المسكوب مشكلة أقل، حيث يقلل استخدام هذه الوحدات المغلقة من مخاطر الانسكاب الحمضي وأبخرة البطاريات.

• رواسب التدفق المتبقية الناتجة عن وصلات غير نظيفة أو ملحومة بالنحاس أو ملحومة بشكل غير كاف، حيث أن العديد من أنواع التدفقات المستخدمة في اللحام بالنحاس وأنواع اللحام الأخرى المسببة للتآكل، تهاجم كيميائيًا المعادن أو السبائك التي تستخدم معها لذلك، من المهم إزالة التدفق المتبقي من السطح المعدني مباشرة، حيث أن بقايا الجريان رطبة بطبيعتها أي أنها تمتص الرطوبة وما لم يتم إزالتها بعناية، فإنها تميل إلى إحداث تنقر شديد.

• محاليل تنظيف كاوية، حيث يجب أن تبقى محاليل التنظيف الكاوية في صورة مركزة مغلقة بإحكام وبعيدًا عن الطائرات قدر الإمكان، كما ان بعض محاليل التنظيف المستخدمة في إزالة التآكل هي في حد ذاتها عوامل تآكل محتملة، لذلك يجب توجيه اهتمام خاص لإزالتها بالكامل بعد استخدامها على متن الطائرات، وعندما يحتمل أن يحدث انحباس لمحلول التنظيف يجب استخدام عامل تنظيف غير قابل للتآكل، على الرغم من أنه أقل كفاءة.

ثانيًا: التآكل الكهروكيميائي

يمكن تشبيه التآكل الكهروكيميائي، بالتفاعل الإلكتروليتي الذي يحدث في الطلاء بالكهرباء أو الطلاء بأكسيد الألومنيوم أو في بطارية خلية جافة، حيث يتطلب رد الفعل في هذا الهجوم وسطًا خاصاً به وعادة ما يكون الماء؛ وذلك لأنه قادرًا على توصيل تيار صغير من الكهرباء، وعندما يتلامس المعدن مع عامل تآكل ويكون متصلاً أيضًا بمسار سائل أو غازي يمكن أن تتدفق عبره الإلكترونات ويبدأ التآكل عندما يتحلل المعدن بواسطة الأكسدة.

وأثناء التآكل تقل كمية عامل التآكل، وإذا لم يتم تجديده أو إزالته فقد يتفاعل تمامًا مع المعدن، كما تحتوي المناطق المختلفة من نفس السطح المعدني على مستويات مختلفة من الإمكانات الكهربائية وإذا تم توصيلها بواسطة موصل، مثل المياه المالحة فسيتم إنشاء سلسلة من خلايا التآكل وسيبدأ عندها، كما أن جميع المعادن والسبائك نشطة كهربائيًا ولها إمكانات كهربائية محددة في بيئة كيميائية معينة ويشار إلى هذه الإمكانية عادة باسم “نبل” المعدن وكلما كان المعدن أقل نبلاً زادت سهولة تآكله.

أما المعادن المختارة للاستخدام في هياكل الطائرات فهي حل وسط مدروس مع القوة والوزن ومقاومة التآكل وقابلية التشغيل والتكلفة المتوازنة مقابل احتياجات الهيكل، حيث تحتوي المكونات الموجودة في السبيكة أيضًا على إمكانات كهربائية محددة تختلف عمومًا عن بعضها البعض، حيث يؤدي تعرض سطح السبيكة لوسط موصل ومسبب للتآكل إلى تحول المعدن الأكثر نشاطًا إلى أنوديك والمعدن الأقل نشاطًا ليصبح كاثوديًا، مما يؤدي إلى تهيئة ظروف التآكل وهذه تسمى الخلايا المحلية وكلما زاد الاختلاف في الجهد الكهربائي بين المعدنين زادت شدة هجوم التآكل، وذلك إذا سمح بتطوره الظروف المناسبة.

شروط تفاعلات التآكل هذه هي وجود سائل موصل ومعادن لها اختلاف في الجهد، حيث انه إذا تمت إزالة الوسيط من خلال التنظيف المنتظم وإعادة صقل السطح وإزالة الدائرة الكهربائية الدقيقة، فلا يمكن أن يحدث التآكل، وهذا هو الأساس للتحكم الفعال فيه، والتآكل الكهروكيميائي مسؤول عن معظم أشكال التآكل على هيكل الطائرة والأجزاء المكونة لها.

وفي نهاية القول فإن هناك تصنيفان عامان للتآكل يغطيان معظم الأشكال المحددة وهما: التآكل كيميائي المباشر والتآكل الكهروكيميائي، حيث أنه في كلا النوعين من التآكل، يتم تحويل المعدن إلى مركب معدني مثل أكسيد أو هيدروكسيد أو كبريتات وتتضمن عملية التآكل دائمًا تغييرين متزامنين: المعدن الذي يتعرض للتآكل أو المؤكسد الذي يعاني، مما يمكن تسميته بالتغير الأنودي (anodic)، والعامل المسبب للتآكل ينخفض ​​ويمكن اعتباره خاضعًا لتغيير كاثودي (cathodic).