Восстановление герметичности алюминиевого топливного бака
Mike:
Добрый день всем.
Лето прошло, наступила такая погода, которую и плохой назвать нельзя, но и летать уже не очень хочется. Освободилось немного времени, что бы написать что-то полезное. Итак, расскажу о том как я восстанавливал бак на своем самолете.
После восстановления прошло около года, отлетано примерно 80 часов. Бак был в постоянной эксплуатации, т.е. в нем транспортировалось и хранилось топливо. За это время бак показал герметичность, что дает надежду на правильно подобранную методику его восстановления.
Итак бак.
Как видно бак представляет из себя алюминиевую прямоугольную конструкцию, с отстойником и дренажным клапаном в нижней части. Бак имеет следы давней переделки под задний ряд сидений.
Демонтируется бак очень хлопотно. Рабочее время около 6 часов. Нужно снять задний ряд сидений, демонтировать кожухи из кабины прикрывающие бак. Снять одну боковую карту. Снять 4 стяжки, крепящие бак к раме. Отключить датчик уровня топлива и заземление. Отключить вент канал, разсоединить топливный шланг. Все работы очень осложнены малым пространством кабины и ничтожными зазорами между баком и конструкцией самолета.
Демонтировав бак, можно его рассмотреть. Внутри бак имеет три переборки. Отстойник имеет грубый фильтр для подачи топлива в топливопровод. Бак производит впечатление сделанного кустарно, однако в последствии стало известно, что все баки сделанные в тот период имеют одинаковый вид. Возраст его около 50-ти лет.
Итак о проблеме. Перевернув бак можно увидеть на дне ряд характерных точечный набуханий.
Расчистив щеткой плоскость, вскрываются несколько отверстий.
Mike:
Увидев дефект, первое что, на мой взгляд следует сделать это проанализировать возможности его ремонта. Установленный на самолете, бак не дает возможности увидеть дефект в полном объеме. Теперь, при дневном свете можно изучить бак повнимательнее. Визуальный осмотр показывает, что проблемы коснулись только самой нижней плоскости бака, а так же самого клапана. Клапан легко меняется и является стандартной деталью - Curtis Valve.
О клапане. Все клапана Curtis Valve имеют схожую конструкцию. В ней используется резиновое колечко. Его можно поменять, однако FAA выпустило директиву, что его замена не рекомендуется, ввиду низкой стоимости всего клапана в сборе. Учитывая объем работ по демонтажу бака, я считаю, клапан, если он потек, нужно менять в сборе.
Измерения толщины метала через отверстие показало, что бак выполнен из листа 0.032'' = 0.8 мм По всей вероятности это какой то типичный американский сплав марки 1ХХХ, 3ХХХ, 4XXX или 5XXX. Более точно нам пока не нужно знать. Это сплавы с большим содержанием алюминия, они лекгие, мякгие и максимально стойкие к коррозии, легко свариваются.
При выборе метода герметизации приходим к анализу возникшей проблемы. Как видно все проблемы с баком локализованы в нижней плоскости. Очевидно это место скопления влаги. Сейчас ярко выражены несколько очагов сквозной коррозии, но можно предположить общую слабость этой зоны. С полученными данными я обратился к знакомым. Методы предложенные были следующими:
- заварить аргоно-дуговой сваркой
- заклеить итальянским наноматериалом
- заклеить с армированием тканью
- изучить вопрос клепки с последующим заклеиванием
Изучение этих способов дало такие результаты:
Сварка. Для того что бы заварить топливный бак, его нужно полностью разобрать, т.е снять датчик уровня топлива и пр. демонтируемые детали. Далее его нужно промыть водой и наполнив CO2 провести сварку - Замена всего дна.
Плюсы: проверенная надежность полученного соединения.
Минусы: трудоемкая работы по разборке и сборке бака. Слишком большая зависимость герметичности шва от квалификации мастера. Потенциально опасная, с точки зрения коррозии промывка бака водой (без наличия достаточного объема печи для сушки) и наполнение его корозионным агентом CO2. Большая вероятность порчи бака из-за тонкости листов алюминия, а так же его старости (замена ионов алюминия в кристаллической решетке).
Итальянский наноматериал Проведя анализ документации на материал, видно, что после полимеризации материал, становится твердым и не элластичным.
Плюсы: отсутствие необходимости разбора бака, неплохая адгезия к аллюминию, лекгость нанесения
Минусы: отсутствие подтвержденной практики применения в конкретном случае, твердость полученного покрытия (с тонким алюминием будет излишняя концентрация напряжения на стыке материала и метала)
Заклеить с армированием тканью Этот способ повсеместно используется при ремонте стеклопластиковых баков самолетов. Лично наблюдал неоднократно применение материала.
Минусы: производитель утверждет, что этот материал ремонтный, носит временный характер (я наблюдал нарушение герметичности с течением времени). Производитель не дает параметров адгезии к алюминию.
Плюсы: материал сохраняет эластичность после затвердевания, широко доступен.
Интуитивно, ни один из приведенных способов в полной мере меня не удовлетворил.
Mike:
Самый перспективный совет был дан на Facebook Андрем Шором. Однако он лишь дал указание на американскую практику, без подробностей. Пойдя по хлебным крошкам, я пришел к удивительному открытию. Оказывается в 80-х годах военное ведомство США столкнувшись с проблемой ремонта алюминиевых баков на военной авиации, сделало запрос в различные ключевые предприятия на предмет разработки синтетического материала для восстановления герметичности баков. Удивительно, как невероятно детально было дано техническое задание на разработку. Все желающие могут познакомится с документом MIL-S-8802F от 03.1990, где на 41 (сорока одной!) странице изложены желаемые свойства материала.
Что касается современности, то даный материал производится несколькими крупными аэрокосмическими кампаниями. Несколько в США и одна во Франции. Общее название для всей линейки: полисульфидные клеи. На языке оригинала Aircraft Integral Fuel Tank Sealant. Внимательно изучив практику его применения в США, а так же теоретические его свойства, я совершенно не обнаружил недостатков, а только одни плюсы:
- сохраняет достаточную эластичность после полимеризации для листов алюминия вплоть до 0,5 мм
- имеет регулируемый срок полимеризации, для комфортной работы
- имеет подтвержденную 100% устойчивость к всем типам авиационного топлива.
- полимеризуется в широком диапазоне температур и влажностей, включая полное погружение в топливо.
- имеет проверенную адгезию к неактивным материалам, как алюминий.
Mike:
Теперь перейдем к самой технологии. Фактически материал настолько универсальный, что им наверняка можно было покрыть всю проблемную поверхность. Но на тот момент, я не был уверен в его практических свойствах, поэтому предпочел комбинированную схему восстановления. Подготовив сам клей, подходящие заклепки и эквивалентный алюминиевый лист я начал работу.
Я решил сделать латку на всю ширину нижней плоскости. Изготовил шаблон из бумаги.
Не желая сверлить где попало, я решил максимально использовать существующие свищи. Так что выбранным размером сверла, засверлил некоторые места коррозии. Вот что вышло
Далее эти отверстия были перенесены на шаблон.
По шаблону была изготовлена латка. Для латки я выбрал максимально корозионностойкий лист алюминия, какой смог найти. Alloy 1005, толщиной 0.032''
Поверхность бака была очищена и подготовлена к работе. Как видно метал настолько тонкий, что даже при минимальном приложении усилия при сверлении, он прогибается.
Соответственно размечена латка. Вот такая готовая, с обозначенным порядком установки заклепок (ну это уже мои глюки)
Примерочка. Не скажу, что у меня получилось идеальное соответствие отверстий. Маловало сноровки, но в целом я остался доволен работой, хотя сейчас сделал бы умнее.
Вот все готово. Поверхности очищены механически, и что важнее, химически. Отверстия "подтянуты" под общий уровень и отзенькованы.
Вот собственно материал. После соединения компонентов, а меня будет порядка 25 минут на завершение всей работы. Поэтому подготовится нужно тщательно. Все шаги должны быть проработаны наперед. Выбранные заклепки системы Cherry Max. Длина расщитана по схеме.
Фото процесса не будет. А вот, немного неопрятный результат. Обе поверхности были намазаны материалом. Прижаты. Проклепаны заклепками. После чего на заклепки нанесены капли материала. Материал удивительно липкий, к рукам прилипает жутко.
Во время проведения клепки, у меня лопнул инструмент. Пришлось импровизировать, в итоге одна заклепка установлена плохо. Но я надеюсь, что это не повлияет на общий результат.
Остатки готового материала, я использовал, для профилактики "сложных" мест бака.
После окончания работ, бак оставляю на ночь.
Утром, проверка на герметичность, тесты на эластичность, замена клапана.
Наконец покраска и установка нового шланга.
Теперь меня ждет еще 6 часов установки бака в самолет и долгожданный облет :)
Mike:
Если кого то интересует подробности, не указанные в статье - задавайте вопросы, но не обещаю что на все отвечу. Так же, я могу помочь выполнить схожую работу, при необходимости.
Навигация