Reducing Corrosive Activity of Deicing Liquid for Pre-Flight Treatment of Aircraft

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Наземная противообледенительная обработка внешних поверхностей воздушного судна (ВС) противообледенительной жидкостью (ПОЖ) регламентируется международными¹ и российскими² стандартами и необходима для обеспечения безопасности полетов. Основная функция ПОЖ заключается в удалении снежно-ледяных отложений (в нагретом до +60…+70 °C виде) и предотвращения их повторного образования (в холодном виде) [1]. Применяемые жидкости классифицируются на ньютоновские (I тип) и неньютоновские (II, III и IV типы), что обуславливает разную длительность их защитного эффекта. Жидкости I типа предназначены для применения в нагретом виде в основном для удаления снежно-ледяных отложений с поверхностей ВС и кратковременной защиты ВС. Для долговременной защиты используются жидкости II, III и IV типов. Из-за присутствия в их составе загустителя они имеют большую вязкость и образуют на поверхности пленку, принимающую на себя осадки и препятствующую их примерзанию к поверхности ВС [2].

Состав ПОЖ определяется их функциональным назначением и включает в себя гликоли (до 95 %) [3], антикоррозионные добавки [4; 5], поверхностно-­активные вещества (ПАВ) [6; 7], загустители [2] и вспомогательные компоненты. Из-за наличия гликоля ПОЖ имеет температуру замерзания значительно ниже, чем у воды (до −60 °C) [3].

Однако гликоли и некоторые другие компоненты обладают высокой коррозионной активностью и токсичностью [3; 4; 7], что приводит к ускорению процессов коррозии и усталостного разрушения конструкционных материалов ВС. Это особенно критично для ВС с большой наработкой, у которых присутствие скрытых очагов коррозии и усталостных повреждений увеличивает риск аварийных ситуаций. Известны катастрофы, связанные с усталостным разрушением элементов конструкции ВС.

Вопрос обработки ПОЖ актуален и для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), дронов и малой авиации, которые находят все более широкое применение в различных отраслях, включая сельское хозяйство. Использование данных аппаратов является одним из наиболее перспективных направлений, так как они обеспечивают высокую эффективность в сборе и анализе данных. Для достижения максимальной продуктивности в сельском хозяйстве важно обладать свое­временной и точной информацией о характере территории, включая площадь, рельеф и особенности почвы. Одним из наиболее эффективных методов получения таких данных является применение беспилотников. В ходе короткого полета они могут собирать детализированную информацию об исследуемом объекте, формировать ортофотопланы, выполнить аэрофото- и видеосъемку, проводить тепловизионную съемку, создавать трехмерные модели рельефа, осуществлять лазерное сканирование, а также выполнять обработку растений и плодовых деревьев с помощью опрыскивания. Эти возможности БПЛА позволяют оперативно контролировать сельскохозяйственные процессы на полях и принимать обоснованные решения для их оптимизации.

В сельском хозяйстве используют два вида БПЛА: самолетного типа, характеризующиеся высокими аэродинамическими показателями, удобные для облета больших территорий, и коптерные беспилотники или дроны для точечной съемки, обследования небольшого земельного участка, трехмерного моделирования, обработки полей опрыскиванием.

После нанесения ПОЖ на поверхностях БПЛА образуется противообледенительное тонкое покрытие с противоадгезионными и противокоррозионными свойствами, устойчивое к воздействию низких температур, которое уменьшает обледенение обработанных поверхностей, облегчает очистку от мокрого снега и льда.

При обработке самолета 75–80 % состава стекает на землю [8], часть сдувается ветром во время взлета ВС. Это негативно влияет на окружающую среду, что обусловливает необходимость повышения экологических свойств ПОЖ [3; 4; 6]. В первую очередь желательно заменить входящие в состав ПОЖ токсичные ингибиторы коррозии на нетоксичные, поэтому исследования по разработке эффективных и нетоксичных ингибиторов коррозии являются актуальными и востребованными. В качестве такого ингибитора коррозии впервые предлагается использовать моноборат калия (KBO₂) (МБК), что составляет научную новизну исследования.

Цель исследования – доказать возможность применения МБК в качестве эффективного и экологически безвредного ингибитора коррозии в составе ПОЖ для снижения интенсивности коррозионных и коррозионно-усталостных процессов, протекающих в элементах конструкции ВС под воздействием ПОЖ.

Задачи: проанализировать информацию по теме исследования и выбрать пути реализации цели; исследовать влияние МБК на коррозионные характеристики ПОЖ; на основе полученных данных сформулировать выводы и разработать рекомендации по повышению экологичности и улучшению коррозионной характеристики ПОЖ.

 

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Современные исследования в области разработки ПОЖ акцентируют внимание на двух ключевых проблемах: обеспечении высокой эффективности удаления и предотвращения образования наледи и снижении их токсичности и коррозионной активности. Согласно ГОСТ Р 54264-2010³ и Международному авиа­ционному стандарту⁴ ПОЖ должны одновременно обеспечивать безопасность полетов и соответствовать экологическим требованиям.

Наиболее распространенными компонентами ПОЖ являются гликоли, ПАВ, загустители и антикоррозионные добавки [2; 3; 6]. Однако в ряде работ отмечено, что гликоли обладают высокой коррозионной активностью, а их продукты разложения оказывают токсическое воздействие на окружающую среду [3; 8]. Аналогичные результаты приводят зарубежные авторы: исследования в США и Европе показали значительное накопление пропилен- и этиленгликоля в почвах и водо­емах вблизи аэропортов, что приводит к деградации экосистем [9–11].

Коррозионная активность ПОЖ остается одной из наиболее актуальных проблем их применения. Российские ученые подчеркивают необходимость замены традиционных ингибиторов (например, на основе нитритов и аминосоединений), которые снижают прочностные характеристики алюминиевых сплавов и ускоряют усталостное разрушение [4; 5; 12]. Зарубежные публикации также подтверждают, что использование традиционных органических ингибиторов приводит к снижению долговечности алюминиевых и магниевых сплавов, широко применяемых в авиации [13; 14].

Одним из направлений снижения агрессивности ПОЖ является применение новых классов ингибиторов коррозии. В Российской Федерации активно изучаются соединения калия и бора, в том числе амидоборатные комплексы и соли щелочных металлов [15–17]. Эти работы показали, что борсодержащие соединения способны замедлять электрохимические процессы коррозии и одновременно снижать токсичность рабочих растворов. В международной практике также рассматриваются перспективы использования неорганических ингибиторов на основе бора и фосфатов, обладающих низкой экологической опасностью [18; 19]. При этом зарубежные исследования отмечают необходимость оптимизации концентраций – при превышении определенных доз некоторые соединения утрачивают ингибирующую способность или изменяют реологические свойства жидкостей. Схожий эффект выявлен и в настоящем исследовании для МБК, оптимальная концентрация которого составляет 5 г/л.

Существенная часть исследований посвящена влиянию ПАВ и загустителей на эксплуатационные свойства ПОЖ. Российские исследования [6; 7; 20] показали, что правильный подбор этих компонентов определяет вязкость, смачиваемость и адгезионные характеристики покрытий. Аналогичные выводы приводятся в зарубежных публикациях: модифицированные полимерные загустители и биоразлагаемые ПАВ способны одновременно повышать продолжительность защитного эффекта и снижать токсичность жидкости [21–23].

С экологической точки зрения актуальна проблема утилизации ПОЖ. При наземной обработке ВС до 80 % жидкости попадает на грунт, загрязняя его [8; 24]. Аналогичные выводы приводятся в работах европейских ученых, подтверждающих, что главным источником техногенной нагрузки аэропортов в зимний период являются именно стоки ПОЖ [25; 26]. Это определяет необходимость разработки составов на основе биоразлагаемых ингибиторов.

Таким образом, анализ литературы показывает следующее:

– проблема токсичности и коррозионной активности ПОЖ признана как в отечественных, так и в зарубежных исследованиях;

– классические ингибиторы (нитриты, аминокомпоненты) постепенно заменяются экологически безопасными соединениями на основе бора, фосфатов и калия;

– остается открытым вопрос поиска оптимальных концентраций и сочетаний компонентов, обеспечивающих одновременно высокие противообледенительные, антикоррозионные и экологические свойства;

– недостаточно исследовано влияние новых ингибиторов на усталостную прочность алюминиевых авиационных сплавов, что и составляет основной вклад рассматриваемой работы.

Именно на решение этих вопросов и проверку эффективности МБК как ингибитора коррозии в составе ПОЖ и его влияния на коррозионно-усталостные характеристики авиационных сплавов направлено настоящее исследование.

 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материалы исследования

В российских аэропортах и в аэропортах Московского авиационного узла в основном используются ПОЖ OctafloEG, отнесенная к типу I, и Maxflight 04 на основе пропиленгликоля, деионизированной воды, загустителя и функциональных химических компонентов, отнесенная к типу IV [8].

ПОЖ Maxflight 04 соответствует требованиям международных и российских стандартов, сертифицирована в системе ГОСТ Р, допущена Росавиацией к применению на самолетах. Выпускается по техническим условиям ТУ 2422-002-70090832-2007 с изм. № 1 и 2 и поставляется в авиапредприятия Российской Федерации и Государств Евразийского Союза⁵ с 2006 г. Из ГОСТ 12.1.007.76⁶ и источника⁷ известно, что по степени воздействия на организм человека Maxflight 04 относится к 4-му классу опасности.

Выбор МБК в качестве ингибитора коррозии был основан на предварительном патентном исследовании ингибиторов, содержащих калий. Проведенный анализ показал, что соединения калия обладают антикоррозионными свой­ствами, что делает их перспективными для применения в качестве ингибиторов коррозии. Дополнительный обзор литературных источников [13–15] подтвердил, что отдельные борсодержащие соединения проявляют смачивающие и ингибирующие свойства в водных средах, а также являются экологически безопасными добавками (относятся к 4-му классу опасности) и могут быть использованы для снижения коррозионной активности растворов технических жидкостей. На основе изложенного в работе в качестве ингибитора коррозии исследован МБК, имеющий следующую структурную схему [12]:

Моноборат калия (порошок, молекулярная масса 81,9 г/моль)

Potassium monoborate (powder, molecular weight 81.9 g/mol)

 

Методы исследования ингибиторных свойств монобората калия

Эксперименты проводились с образцами 100×30×2 мм из алюминиевого сплава В95пч, широко используемого в авиастроении [8], ПОЖ Maxflight 04 и МБК.

В каждом опыте было по три образца, что соответствует количеству параллельных опытов. Образцы были изготовлены из листового материала сплава В95пч одной партии с использованием гильотинных механических ножниц, что обеспечивало их идентичность по химическому составу, структуре и механическим характеристикам. Для подготовки поверхности осуществлялось удаление заусенцев, первичных продуктов коррозии и окалины механическим способом. Далее проводилась маркировка, после чего образцы измеряли штангенциркулем с нониусной шкалой, имеющей цену деления 0,1 мм. Массу образцов определяли с помощью аналитических весов ВЛА-200 г-М, обеспечивающих точность измерений до 0,0001 г, а полученные данные фиксировались в специальной таблице.

Перед проведением дальнейших исследований образцы подвергались обезжириванию этиловым спиртом, после чего высушивались и хранились в экси­каторах с силикагелем для предотвращения воздействия влаги. Испытания проводились в растворах ПОЖ Maxflight 04 без и с добавлением МБК (концентрациями 1,0–6,0 г/л). Вертикально подвешенные образцы выдерживались в растворах при комнатной температуре (20–22 °C) в течение 30 сут. Объем растворов был не менее 10–15 см³ на 1 см² образца.

Концентрация ПОЖ Maxflight 04 в ее водном растворе составляла 50 %. Оценка ингибиторной эффективности проводилась на основе анализа уменьшения массы образцов, которые подвергались воздействию исследуемых растворов в течение 30 сут. Контролем служил 50%-й водный раствор ПОЖ Maxflight 04. Опыты проводились в трехкратной повторности. По полученным данным рассчитывали скорость коррозии (K), ингибиторный эффект (γ) и степень защиты (Z).

Скорость коррозионного повреждения K определяли путем измерения изменения массы образцов, отнесенного к единице площади поверхности за фиксированный интервал времени согласно формуле (1). Результаты выражали в г/м² · год [24]:

где М₁ и М₂  – масса образца до и после испытаний, г; S – площадь поверхности образца, см²; T – время экспозиции образца в растворе электролита, ч; 10 000 – коэффициент пересчета единиц измерения площади (из м² в см²); 8 760 – общее количество часов в году.

Площадь образцов определяли по формуле:

где а, b, с – размеры образцов, см; π – математическая постоянная (3,14); d – диаметр отверстия для подвешивания образца, см.

После подстановки выражения (2) в (1) получили:

$K=\frac{M_1-M_2}{2\left[ab+\left(a+b\right)c\right]+\frac{\mathrm{\pi }{d}^2}{2}+\mathrm{\pi }dc}\frac{10000\cdot 8760}{T}.$                                                 

Результаты измерений, взвешиваний и расчетов заносили в таблицу.

Для оценки эффективности ингибитора применяли коэффициент ингибирования, вычисляемый по следующей формуле:

$\gamma =\frac{K_0}{K},$                                                                                                                  

где K₀ – скорость коррозии без добавления ингибитора, г/м²·год; K – скорость коррозии в его присутствии, г/м² · год.

Степень защитного действия ингибитора, отражающую эффективность подавления коррозионного разрушения, определяли в процентах согласно соответствующей расчетной зависимости:

 $Z=\frac{K_0-K}{K_0}100\mathrm{\%}.$                                                                                                 

Методы исследования влияния монобората калия на коррозионно-усталостную прочность сплава В95пч

Элементы конструкции ВС работают в условиях коррозионного разрушения и воздействия на них циклических напряжений [4]. Для оценки влияния МБК на коррозионно-усталостную прочность сплава В95пч использовалась методика, представленная в [12]. Испытания проводились на образцах в условиях воздействия циклических нагрузок и коррозионной среды, что имитировало эксплуатационные условия конструктивных элементов воздушных судов.

Для количественной характеристики влияния коррозии на металлы при циклических нагрузках применяют коэффициент запаса циклической прочности на заданной базе испытаний $\left(\Delta {\sigma }_N^C\right)$  , а также показатель циклической долговечности материала, определяемый числом циклов до разрушения (N).

Для оценки влияния ингибиторов на коррозионно-усталостную прочность металлов необходимо построить кривые долговременной циклической прочности. При проведении испытаний использовали специализированную установку, аналогичную описанной в работе [7]. Образцы из сплава В95пч фиксировали в установке с использованием специальных крепежных элементов, помещая их в сосуд из органического стекла, заполненный испытуемым раствором. Для формирования циклических напряжений в образцах использовали метод симметричного изгиба с частотой 500 циклов в минуту.

Внутренние напряжения определяли по выражению:

  $\mathrm{\sigma }=\pm \frac{3Ehf}{2l^2},$                                                                                                         

где Е – модуль упругости испытуемого материала; h – толщина образца, мм; f – амплитуда изгиба, мм; l – рабочая длина образца, мм.

Рассчитывали $\Delta {\sigma }_N^C,$ отражающее напряжения, при которых образцы разрушались в коррозионной среде.

Сравнивая эти показатели, а также число циклов до разрушения (N) в растворах с ингибитором и без него, оценивали его эффективность.

Для анализа влияния коррозии и коррозионно-механических факторов на снижение циклической прочности металла при определенном числе циклов N использовали следующее выражение [12]:

  ${\mathrm{\Delta \sigma }}_N^r={\mathrm{\Delta \sigma }}_N^{p.c.}+{\mathrm{\Delta \sigma }}_N^{c.-m.},$                                                                                     

Материалы и методики для проведения экспериментов обеспечили получение объективных результатов для реализации цели исследования.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование ингибиторных свойств монобората калия

Экспериментальные результаты, отражающие скорость коррозионного разрушения, ингибиторную эффективность и уровень защиты сплава В95пч от коррозии в течение 30 сут, представлены в таблице и на рисунках 1–3.

Увеличение присутствия МБК до 5 г/л в 50%-м растворе ПОЖ Maxflight 04 вызывает замедление скорости коррозии материала В95пч. В частности, за 30 сут она уменьшается от 10,49 · 10^–3 до 5,35 · 10^–3 г/м² · год (рис. 1), повышает ингибиторный эффект (γ) до 1,96 (рис. 2), степень защиты (Ζ) от коррозии до 49 % (рис. 3). При повышении его концентрации от 5 до 6 г/л ухудшаются все три характеристики, то есть наблюдается обратный эффект.

 

Таблица. Результаты исследования ингибиторных свойств монобората калия в растворе противообледенительной жидкости Maxflight 04

Table. The results of studying the inhibitory properties of potassium monoborate in the deicing liquid solution “Maxflight 04”

№№ образцов / №№ of samples	Коррозионная среда / Corrosive environment	Концентрация монобората калия в растворе, г/л / Potassium monoborate concentration in solution, g/l	Масса образца, г / Sample weight, g		Потеря массы, ∆M = M1 – M2, г / Weight loss, ∆M = M1 – M2, g	Площадь образца, S, см2/ Samplearea, S, сm2	Скорость коррозии по образцам, $K_{sam}^i\cdot {10}^{-3}$  , г/м2 · год / Corrosion rate accor­ding to samples $K_{sam}^i\cdot {10}^{-3},$  g/m2 · year	Скорость коррозии средняя по образцам, $K_{sam}\cdot {10}^{-3},$ г/м2 · год / Average corrosion rate for samples $K_{sam}\cdot {10}^{-3},$ g/m2 · year	Ингибиторный эффект, γ / Inhibitory effect, γ	Степень защиты, Z, % / Degree of protection, Z, %
			до опыта, M1 / prior to experi ment, M1	после опыта, M2 / after experi ment, M2
1	50%-й раствор противообледенительной жидкости Maxflight 04 (контроль) / 50% solution of deicing liquid Maxflight 04 (control)	0	16,8057	10,8953	5,9104	61,6	11,67	10,49	1,0	0
2			16,4775	11,7565	4,7210	58,3	9,85
3			16,4787	11,5906	4,8881	59,8	9,95
4	50%-й раствор противообледенительной жидкости Maxflight 04 +  + моноборат калия / 50% solution of deicing liquid Maxflight 04 + + potassium monoborate	1	15,9817	10,9180	5,0637	61,0	10,11	10,09	1,04	3,8
5			15,9538	11,0800	4,8737	59,4	9,98
6			16,1164	11,0732	5,0431	60,3	10,18
7		2	16,5474	12,0732	4,4742	56,8	9,58	8,79	1,19	16,2
8			16,0905	12,4463	4,3273	58,7	8,97
9			15,9010	12,2631	3,7606	58,4	7,83
10		3	16,8403	13,6958	3,1444	61,3	6,25	6,30	1,66	39,9
11			16,7301	13,4745	3,2555	62,4	6,35
12			16,7590	13,5220	3,2370	62,5	6,30
13		4	16,4910	13,8720	2,6190	59,8	5,34	5,49	1,91	47,7
14			16,7010	14,0652	2,6358	56,9	5,67
15			16,4050	13,7396	2,6654	59,4	5,47
16		5	16,3660	13,7511	2,6149	60,1	5,29	5,35	1,96	49,0
17			16,5130	13,8780	2,6350	59,9	5,35
18			16,0120	13,3481	2,6639	60,0	5,40
19		6	17,0560	14,2615	2,7945	61,1	5,56	5,44	1,93	48,1
20			16,6550	13,7941	2,6609	60,5	5,35
21			17,5210	14,8152	2,7058	60,9	5,41

 

Рис.  1.  Зависимость скорости коррозии сплава В95пч в 50%-м растворе противообледенительной жидкости Maxflight 04 от концентрации монобората калия за 30 сут: 

– линия тренда (полиномиальная); R² – коэффициент достоверности

Fig.  1.  Corrosion rate dependence of V95pch alloy in 50% “Maxflight 04” deicing liquids solution on potassium monoborate concentration for 30 days:

 – trend line (polynomial); R² – confidence factor

 

Источник: здесь и далее рисунки составлены авторами статьи.

Source: hereinafter in this article the diagrams are compeled by the authors of the article.

Рис.  2.  Влияние концентрации монобората калия на ингибиторный эффект в 50%-м растворе противообледенительной жидкости Maxflight 04 за 30 сут:

  – линия тренда (полиномиальная); R² – коэффициент достоверности

Fig.  2.  Effect of potassium monoborate concentration on the inhibitory effect in 50% “Maxflight 04” liquid solution for 30 days:

  – trend line (polynomial) R² – confidence factor

 

Рис.  3.  Зависимость степени защиты сплава В95пч от коррозии в 50%-м растворе противообледенительной жидкости Maxflight 04 от концентрации монобората калия за 30 сут: 

– линия тренда (полиномиальная); R² – коэффициент достоверности

Fig.  3.  Dependence of the protection degree of the V95pch alloy from corrosion in a 50% solution of “Maxflight 04” deicing liquid on the concentration of potassium monoborate for 30 days:

– trend line (polynomial); R² – confidence factor

 

Полученные результаты согласуются с данными ранее проведенных исследований других авторов [12; 15; 17], что подтверждает их достоверность и практическую значимость.

Исследование влияния монобората калия на коррозионно-усталостную прочность сплава В95пч

Графические данные, полученные в ходе исследований усталостной и коррозионно-усталостной прочности сплава В95пч в 50%-м растворе ПОЖ Maxflight 04 как без добавления МБК, так и с его присутствием, представлены на рисунке 4.

Рис.  4.  Графическое представление зависимости усталостной и коррозионно-усталостной прочности сплава В95пч:

1 – в атмосферных условиях; 2 – в 50%-м растворе противообледенительной жидкости Maxflight 04; 3 – в 50%-м растворе противообледенительной жидкости Maxflight 04 с добавлением 5 г/л монобората калия; 4 – в атмосферных условиях после предварительного воздействия 50%-го раствора противообледенительной жидкости Maxflight 04; 5 – в атмосферных условиях после предварительного воздействия 50%-го раствора противообледенительной жидкости Maxflight 04 с 5 г/л монобората калия; σ – внутреннее напряжение металла, МПа; N – количество циклов до разрушения

Fig.  4.  Graphical representation of the dependence of fatigueand corrosion-fatigue strength of the V95pch alloy:

1 – under atmospheric conditions; 2 – in a 50% solution of the deicing liquid “Maxflight 04”; 3 – in a 50% solution of the deicing liquid “Maxflight 04” with the addition of 5 g/l potassium monoborate; 4 – under atmospheric conditions after preliminary treatment with a 50% solution of the deicing liquid “Maxflight 04”; 5 – under atmospheric conditions after preliminary treatment with a 50% solution of the deicing liquid “Maxflight 04” with 5 g/l potassium monoborate. σ – internal stress of the metal, MPa; N – a number of cycles before failure

 

Анализ кривых 1, 2 и 4 на рисунке 4 демонстрирует снижение циклической прочности металла под воздействием разрушительных факторов. Сравнительное изучение кривых 1 и 2 позволило установить, что совокупное снижение циклической прочности $\left({\mathrm{\Delta \sigma }}_N^r\right)$ сплава В95пч в 50%-м растворе ПОЖ Maxflight 04 при числе циклов N = 2 · 10⁶ составляет 45 МПа.

При этом применение исследуемого ингибитора позволяет уменьшить воздействие чисто коррозионных процессов на 33,3 % (${\mathrm{\Delta \sigma }}_N^{p.c.}$  = 15 МПа) и снизить влияние коррозионно-механических повреждений на 66,6 % $\left({\mathrm{\Delta \sigma }}_N^{c.-m.}=30\mathrm{МПа}\right),$ что подтверждается анализом кривых 3 и 2, а также 3 и 1. Сравнительное рассмотрение кривых 2 и 3, а также 4 и 5 свидетельствует о том, что добавление МБК в концентрации 5 г/л в 50%-й раствор ПОЖ Maxflight 04 способствует повышению циклической прочности  сплава В95пч. Это обусловлено ослаблением влияния разрушающих факторов на снижение циклической прочности данного материала (что видно из кривых 1, 2 и 4).

Результаты коррозионно-усталостных испытаний подтверждают, что введение МБК способствует увеличению коэффициента запаса циклической прочности сплава В95пч в исследуемых средах.

 

ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о высокой эффективности МБК в качестве ингибитора коррозии в составе ПОЖ. Он способствует снижению скорости коррозионного и коррозионно-усталостного разрушения, протекающих в элементах конструкции ВС и БПЛА под воздействием ПОЖ. Результаты исследования имеют практическую значимость и вносят определенный вклад в экологическую безопасность. 5 г/л МБК в составе 50%-го раствора ПОЖ Maxflight 04 снижает скорость коррозии сплава В95пч за 30 сут от 10,49 · 10^–3 до 5,35 · 10^–3 г/м²·год, уменьшает разрушающий эффект чисто коррозионных поражений на 37,5 % $\left({\mathrm{\Delta \sigma }}_N^{p.c.}=18\text{\hspace{0.33em}МПа}\right)$ и коррозионно-механических поражений на 62,5 % $\left({\mathrm{\Delta \sigma }}_N^{c.-m.}=30\text{\hspace{0.33em}МПа}\right).$ Присутствие МБК в растворе ПОЖ Maxflight 04 способствует уменьшению влияния разрушительных факторов, что приводит к повышению циклической прочности сплава В95пч. Для снижения токсичности и коррозионной агрессивности ПОЖ рекомендуется использовать в их составе МБК концентрацией 5 г/л.

Практическая значимость работы заключается в том, что введение МБК в состав ПОЖ типа Maxflight 04 в концентрации 5 г/л обеспечивает повышение эксплуатационной надежности элементов конструкции ВС и БПЛА, особенно при длительной наработке и работе в условиях циклических нагрузок.

Перспективы дальнейших исследований в данной области связаны с расширением спектра изучаемых борсодержащих соединений, а также с комплексным анализом их ингибирующих свойств в отношении алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, применяемых в авиационной технике.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

• Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
• Вклад авторов: И. В. Фадеев – разработка методологии исследования; осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов и сбор данных. А. В. Шемякин – контроль, лидерство и наставничество в процессе планирования и проведения исследования; формулирование замысла идеи исследования, целей и задач. И. А. Успенский – разработка методологии исследования; осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов и сбор данных. М. Н. Чаткин – осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов и сбор данных. И. А. Юхин – осуществление научно-исследовательского процесса, включая выполнение экспериментов и сбор данных.

 

¹ ISO 11076:2020. Aircraft – Deicing/Anti-Icing Methods on the Ground [Электронный ресурс]. URL: https://www.iso.org/standard/74304.html (дата обращения: 21.10.2024).

² ГОСТ Р 54264-2010. Воздушный транспорт. Система технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Методы и процедуры противообледенительной обработки самолетов. Общие требования [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200085982 (дата обращения: 21.10.2024).

³ ГОСТ Р 54264-2010. Воздушный транспорт. Система технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Методы и процедуры противообледенительной обработки самолетов. Общие требования.

⁴ ISO 11076:2020. Aircraft – Deicing/Anti-Icing Methods on the Ground.

⁵ ЭдвансНефтеХим. Max Flight 04 (тип IV) [Электронный ресурс] : сайт. URL: https://clck.ru/3P2YVi (дата обращения: 21.10.2024).

⁶ ГОСТ 12.1.007.76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/5200233 (дата обращения: 21.10.2024)

⁷ ЭдвансНефтеХим. Max Flight 04 (тип IV).

About the authors

Ivan V. Fadeev

Chuvash State Pedagogical University named after I. Ya. Yakovlev

Author for correspondence.
Email: ivan-fadeev-2012@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5863-1812
ResearcherId: B-8856-2019

Dr.Sci. (Eng.), Associate Professor, Head of Mechanical Engineering Chair

Russian Federation, 38 K. Marx St., Cheboksary 428003

Alexander V. Shemyakin

Ryazan State Agrotechnological University named after P. A. Kostychev

Email: avtodor-dec@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5019-258X
ResearcherId: ААС-8682-2022

Dr.Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Department of Organization of Transport Processes and Life Safety

Russian Federation, 1 Kostycheva St., Ryazan 390044

Ivan A. Uspensky

Ryazan State Agrotechnological University named after P. A. Kostychev

Email: ivan.uspensckij@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4343-0444
ResearcherId: B-7990-2019

Dr.Sci. (Eng.), Professor, Head of Technical Operation of Transport Chair

Russian Federation, 1 Kostycheva St., Ryazan 390044

Mikhail N. Chatkin

National Research Mordovia State University

Email: chatkinm@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3758-7066
ResearcherId: O-7004-2018

Dr.Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Leshchankin Chair of Mobile Power Tools and Agricultural Machinery

Russian Federation, 68 Bolshevistskaya St., Saransk 430005

Ivan A. Yukhin

Ryazan State Agrotechnological University named after P. A. Kostychev

Email: yuival@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-3822-0928
ResearcherId: Q-8188-2017

Dr.Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Automotive and Tractor Engineering and Thermal Power Engineering

Russian Federation, 1 Kostycheva St., Ryazan 390044

References

Supplementary files