ELTRA Элементные анализаторы для аэрокосмической промышленности


Аэрокосмическая промышленность является важнейшим сектором, в котором основное внимание уделяется проектированию, производству и эксплуатации летательных аппаратов и космических аппаратов. Она играет ключевую роль в глобальных перевозках, обеспечивая быстрые перевозки и торговлю во всем мире. В оборонной сфере она предоставляет такие важнейшие инструменты, как современные летательные аппараты и ракеты для использования в военных целях. Аэрокосмическая промышленность также играет ведущую роль в освоении космического пространства, помогая в использовании спутниковой связи и научных открытий.

Для соблюдения высоких стандартов в отношении эффективности, безопасности и надежности аэрокосмическая промышленность опирается на новейшие технологии и постоянные инновации. Используемые материалы должны быть малоизносоустойчивыми и надежными в различных климатических условиях. Кроме того, механическая несущая способность всего самолета должна быть достаточно высокой для большого числа процедур начала и посадки. Помимо аспектов безопасности, в дело вступают также экономические факторы. Например, потребление топлива должно быть как можно более низким, и в целом расходы на приобретение должны находиться в доступном диапазоне.

Материалы, относящиеся к применению в аэрокосмической промышленности

В аэрокосмической промышленности используются различные передовые материалы. Каждый из них выбирается с учетом его способности удовлетворять конкретным критериям эффективности, включая прочность, вес, температурную стойкость и долговечность:

Титановые сплавы:

Известен своей высокой прочностью, малым весом и устойчивостью к коррозии и высоким температурам. Титан обычно используется в реактивных двигателях, посадочных механизмах и важнейших элементах конструкции, где требуется высокая производительность.

Алюминиевые сплавы:

Широко используются благодаря отличному соотношению прочности к весу, коррозионной стойкости и доступности. Алюминиевые сплавы в основном используются в конструкциях корпуса самолета, включая элементы фюзеляжа и крыла.

Магниевые сплавы:

Используется в тех случаях, когда экономия веса имеет решающее значение, хотя и реже из-за проблем с коррозией и легковоспламеняемостью.

Суперсплавы:

Как правило, на основе никеля или кобальта эти материалы используются в компонентах двигателя, которые должны выдерживать экстремальные температуры и нагрузки.

Составы:

Усиленные углеродным волокном полимеры (CFRP) все чаще используются для повышения эффективности использования топлива и снижения веса.

Керамика и стекла:

Используется в системах тепловой защиты, например, встречающихся на космических аппаратах, а также в окнах и других элементах, требующих прозрачности и устойчивости к тепловым ударам.

Полимеры и пластики:

Используется в интерьерных компонентах, изоляции и проводке благодаря своим легким и универсальным свойствам.

Для создания самолёта Boeing 787 используются следующие материалы:



Material Used in % by weight
Composites 50
Aluminium 20
Titanium 15
Steel 10
Other 5

Титан и его сплавы в аэрокосмической промышленности

Титан является десятым по частоте элементом на Земле. Благодаря своим выдающимся механическим свойствам титан и его сплавы особенно хорошо подходят для применения в аэрокосмической промышленности. Во-первых, плотность на 60% ниже по сравнению со сталью, которая делает титан легким материалом. Малый вес ведет к снижению расхода топлива. Во-вторых, хорошая стойкость против тепла и коррозии обеспечивает длительный срок службы и безопасность двигателя. В-третьих, низкое охрупчивание и низкое термическое расширение позволяют сочетать титан и его сплавы с CFRP (углеволокнистыми пластмассами). Титан и титановые сплавы в основном используются в технически важных частях самолета, таких как корпуса самолетов или двигатели. Несмотря на все эти преимущества, необходимо учитывать, что газы кислород, азот и водород могут негативно влиять на механические свойства титана. Дополнительный риск заключается в высоком сродстве жидкого титана с этими газами в процессе приготовления. С увеличением концентрации кислорода материал становится все более твердым и более подверженным трещинам [3]. Дополнительная концентрация водорода может еще больше влиять на качество продукта из-за водородного охрупчивания [4]. С увеличением содержания водорода титан, во-первых, теряет свою пластичность, за чем может последовать распыление поверхности титана.

Учитывая значительное влияние концентрации кислорода, азота и водорода на свойства материала титана и его сплавов, точное измерение этих элементов имеет решающее значение для контроля качества в продуктах на основе титана.

Компания ЭЛТРА входит в число ведущих мировых производителей элементных анализаторов

В связи с тем, что аэрокосмическая промышленность сталкивается с трудностями при эксплуатации в экстремальных условиях, будь то на больших высотах или в вакууме, для обеспечения безупречной работы всех компонентов и систем необходимы строгие процедуры испытаний и сертификации. Элементарный анализ имеет решающее значение для проверки того, обладают ли используемые в строительстве материалы необходимыми свойствами.

ELTRA GmbH является ведущим производителем, обладающим более чем 40-летним опытом в области производства высокоточных элементов анализаторов. Ассортимент продукции включает приборы для измерения содержания углерода, серы, азота, кислорода и водорода в различных видах материалов. Кроме того, ELTRA известна своими термогравиметрическими анализаторами, которые используются для оценки потери веса в ходе конкретных процессов температуры или нагрева. Эти анализаторы являются важными инструментами в отраслях, требующих точного анализа состава материалов, таких, как аэрокосмическая промышленность, металлургия, цемент, горнодобывающая промышленность, производство аккумуляторов и многих других областях.

Анализ о/н/ч в сырье для авиационных компонентов

Одной из важных составляющих химического анализа материалов, используемых в авиационно-космической промышленности, всегда является измерение газов кислорода (О), азота (Н) и водорода (Н), которые оказывают значительное влияние на свойства материалов.

О/Н/Н анализатор ЭЛЕМЕНТРАК ОНХ-п использует термоядерный синтез инертных газов для измерения запрашиваемых газов в широком диапазоне концентраций от низкого уровня частей на миллион до 2%. Электродная печь, называемая также импульсной печью ОНХ-п, плавит пробу титана (например) при температурах до 3000°С и измеряет высвобождаемый водород и азот в их элементарном виде, а кислород - в виде двуокиси углерода. Диоксид углерода образуется в результате реакции кислорода из пробы титана с углеродом графитового тигля. Для обеспечения надежного измерения О/Н/Н в пробу добавляются потоки, такие как никель или олово, которые снижают температуру плавления и обеспечивают полное высвобождение встроенных газов и хорошую повторяемость измерений О/Н/Н. Элементрак ОНХ-п соответствует всем международным стандартам и прост в использовании как для научных, так и для ненаучных сотрудников. Элементрак ОНХ-п обрабатывает образцы любой твердой формы, такие как порошок, гранулят, проволоки или мелкие пластины. Типичный вес пробы составляет около 100 мг. Объем пробы может быть увеличен до 1000 мг для образцов стали и железа, для которых не требуется потоков.

ТИПИЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОНХ-П


Концентрация O / N / H в пробах титана

Weight (mg) Hydrogen (ppm) Weight (mg) Oxygen (ppm) Nitrogen (ppm)
101.6 10.2 119.4 1150.6 95.8
101 11.1 115.7 1114.3 86.50
100.8 10.1 117.8 1159.5 104.7
101.8 9.9 123.1 1149.7 98.9
102 9.3 116.4 1205.1 97.7
100.5 12 116.4 1206.7 105.1
102.1 11.3 112.4 1183.0 101.5
104.7 9.5 118.5 1180.6 106.0
103.7 10.9 116.3 1120.3 93.8
103.9 10.5 118.0 1171.1 107.4
Average Value 10.480 - 1171.1 100.4
Deviation / Relative Deviation (%) 0.847 / 8.08% - 37.9/3.2% 6.6/6.6%

Анализатор углерода / серы CS-i

Поскольку содержание элементов углерода и серы в значительной степени влияет на твердость и работоспособность таких материалов, как сталь и титан, их точный элементный анализ важен для применения в аэрокосмической промышленности.
Мощная индукционная печь анализатора серы углерода CS-i плавит неорганические пробы в атмосфере чистого кислорода при температуре выше 2000 °C, в то время как до четырех независимых инфракрасных элементов с гибким диапазоном измерений точно определяют содержание углерода и серы.

Для получения дополнительной информации, Вы можете ознакомиться с нашим техническим отчетом или связаться с нами.

O/N/H Analysis in Raw Materials for Aircraft Components

O/N/H Analysis in Raw Materials for Aircraft Components

Свяжитесь с нами для получения бесплатной консультации

 

Наша многочисленная сеть агенств и представительств, насчитывающая 60 стран, проводит профессиональные консультации и качественное сервисное обслуживание.

Пожалуйста, выберите свою страну на карте, чтобы найти ближайшее к Вам представительство или просто заполните форму, чтобы с Вами связались.

Свяжитесь с нами для получения бесплатной консультации и поговорите со специалистом по продуктам, чтобы найти наиболее подходящее решение для ваших потребностей применения

__________________________________________________________________________________________________

  • [1] Денис Бергоинт в легком дизайне 06/2013: (Produktions- und Fertigungstechnik)
  • [2] Икухиро Инагаки, Nippon Steel & Sumitomo metal Technical report No 106; July 2014[3] https://news.berkeley.edu/2015/02/05/oxygen-titanium/[4] https://ru.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_embrittlement