کاربرد متالورژی در صنعت هوافضا
کاربرد: تحلیل علت شکست
در اوایل ژوئیه ۲۰۰۷، بازرسیهای برنامهریزیشده از سه فروند جنگنده F-16 نیروی هوایی سلطنتی هلند نشان داد که پیچهای فولادی اتصال بال دچار زنگزدگی سطحی شدهاند. این اتصالات شامل ۳۲ مجموعه در هر هواپیما بودند. بررسیها نشان داد که این سه هواپیما و ۳۰ هواپیمای دیگر در گذشته در یک فرآیند تغییر و بهینهسازی بالها شرکت داشتهاند که طی آن تمام پیچها تا سه روز در محلول رنگبر قرار گرفته بودند. این محلول، غیرمجاز و تأییدنشده بود و باعث از بین رفتن پوشش محافظ کادمیوم از سطح پیچها شده بود. شرکت سازنده یعنی لاکهید مارتین، در واکنش به این کشف، تمام پیچها را مشکوک اعلام کرد و پرواز هواپیماها را منوط به آزمایش مقاومت در برابر تردی هیدروژنی (embrittlement proof testing) برای ۲۰۰ ساعت کرد. با توجه به هزینه بسیار بالای این شرط برای دولت هلند، مؤسسه ملی هوافضای هلند یک برنامه آزمایشی سریع برای تأیید ایمنی پیچها طراحی و اجرا نمود که شامل سه بخش بود:
1- بررسی لزوم آزمایش مقاومت در برابر تردی
بر اساس دادههای کلاسیک و با توجه به اینکه پیچهای مشکوک مدتها قبل از بازرسی و تحت فشار کامل در حین عملیات پرواز باقی مانده بودند، نتیجهگیری شد که انجام آزمایش ۲۰۰ ساعته ضروری نیست.
2- آزمایش کشش و بررسی شکست (فرکتوگرافی)
بر روی ۱۶۰ پیچ مشکوک از پنج هواپیما، آزمایشهای کششی، تحلیل آماری و میکروسکوپی انجام شد. نتایج نشان داد هیچ نشانهای از کاهش استحکام یا تردی هیدروژنی وجود ندارد.
3- تحلیل الکتروشیمی و انتشار هیدروژن
بررسی ها نشان می داد کهpH محلول رنگبر به میزانی بود که احتمال جذب هیدروژن در پیچهای فولادی با پوشش کادمیوم وجود داشته باشد، اما خوردگی پیچها در طی این فرآیند رخ نداده است. همچنین حداکثر مدت باقیماندن هیدروژن در پیچها کمتر از ۸ روز تخمین زده شد، در حالیکه پیچها ۳ تا ۴ هفته بعد نصب مجدد شده بودند و زمان کافی برای از بین رفتن هرگونه هیدروژن جذبشده وجود داشت. در تاریخ ۱۳ ژوئیه ۲۰۰۷، نتایج به تیم مدیریت بحران ارائه شد. هواپیماها مجدداً مجاز به پرواز شدند، مشروط بر اینکه:
- پیچهای باقیمانده تمیز شده و با پرایمر پوشش داده شوند.
- این پیچها در بازرسیهای دورهای آینده تعویض شوند.
- در پنج هواپیمای آزمایششده، ۱۶۰ پیچ جدید نصب شد.
این نمونه، کاربرد مستقیم متالورژی در صنعت هوافضا را نشان میدهد، جایی که تحلیل دقیق مواد و فرآیندهای آنها برای تصمیمگیری بحرانی در مورد ایمنی پرواز ضروری است.
