Przyjazny dla środowiska proces powlekania aluminium
Wykończenie powierzchni ma kluczowe znaczenie dla stabilności i wydajności wielu metali stosowanych w różnych dziedzinach. Powlekanie elektrolityczne przy pomocy sześciowartościowego chromu jest stosowane w przypadku części przeznaczonych do pracy w trudnych warunkach, jednak przemysł lotniczy potrzebuje alternatywy, która będzie przyjazna dla środowiska. Europa należy do liderów, zarówno jeśli chodzi o ograniczenie stosowania chromu w celu ochrony zdrowia i środowiska, jak i tworzenia alternatywnych metod obróbki, umożliwiających poprawę konkurencyjności przemysłu. UE dofinansowała projekt VALIDATETSAA (Validate of TSAA coating technology. Development of procedures and standards manual. Technical and economical study), aby wzmocnić pozycję obiecującej techniki anodyzowania przy pomocy kwasu winowo-siarkowego (TSAA) stopów aluminium w przemyśle lotniczym. TSAA polega na dodawaniu kwasu winowego do kąpieli anodyzującej w kwasie siarkowym, w wyniku czego powstaje porowata warstwa chroniąca przed korozją. Naukowcy postanowili przetestować na skalę przemysłową nowy proces TSAA, wraz z obróbką wstępną i końcową aluminium. Opracowano procedury obróbki wstępnej umożliwiającej kontrolę i oczyszczanie części przed anodyzacją. Następnie, dokonano optymalizacji parametrów procesu, takich jak czas, temperatura, stężenie kąpieli i parametry elektryczne anodyzacji (elektrochemicznej konwersji pozwalającej na uzyskanie porowatej powłoki tlenkowej). Obróbka końcowa polegała na uszczelnieniu gorącą wodą, czyli zamknięciu porów w warstwie tlenkowej aluminium po anodyzacji. Oprócz wymagań technicznych, uczeni przeprowadzili także analizy ekonomiczne, bezpieczeństwa i ryzyka. Stosowanie metody zbadano zgodnie z unijnym rozporządzeniem w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH). Analizowano także gazy wydechowe (szczególnie w obszarze roboczym), odpady i ścieki. Zaproponowano również metody wtórnego wykorzystania ścieków i chemikaliów. Analiza ryzyka koncentrowała się wokół zagrożeń związanych z BHP. Przeprowadzono także analizę drzewa błędów, analizę projektu opartą na rodzajach błędów oraz analizę rodzajów i skutków błędów. Umożliwiło to identyfikację potencjalnych rodzajów błędów i określenie znaczenia każdego z nich. Opracowanie szczegółowego planu produkcji i podręcznika procedur i norm technicznych pozwoli upowszechnić stosowanie lekkich stopów aluminium w trudnych warunkach bez konieczności używania ostrych chemikaliów. Efektem będzie podniesienie konkurencyjności unijnych producentów samolotów, a także poprawa stanu środowiska oraz bezpieczeństwa i higieny pracy.
Słowa kluczowe
Aluminium, powłoka, chrom, ochrona antykorozyjna, lotniczy, anodyzowanie przy pomocy kwasu winowo-siarkowego
