항공기 정비 업체에서 항공기 정비를 수행할 때, 항공기 동체 접근 패널, 기내 장비, 부품 및 액세서리 설치에 많은 금속 부품이 필요합니다. 일반적으로 사용되는 금속 원자재는 탄소강과 합금강입니다. 그러나 강재 및 원자재에 산소, 질소, 수소 함량이 과도하면 부품 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 강재 부품의 수소 취성이 빈번하게 발생하면 수명이 단축됩니다.
따라서 탄소강 및 합금강 금속 재료의 산소, 질소, 수소 함량을 정확하게 측정하는 것은 매우 중요합니다. 현대 항공 산업과 철강 산업의 급속한 발전과 함께 항공기 정비 기업들은 강재 내 산소, 질소, 수소와 같은 기체 원소 분석에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다.
산소-질소-수소 분석은 고도의 전문 분석 기술로서, 일반적으로 항공기 정비 업체에서 전문 산소-질소-수소 분석기를 이용하여 수행하며, 탄소강 및 합금강 금속 재료의 산소, 질소 및 수소 함량을 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다.
1. 탄소강 및 합금강에서 산소, 질소 및 수소의 위험성
강철 내 산소는 다양한 산화물 개재물 형태로 존재하며, 비금속 개재물과 결합하여 금속 기지의 연속성을 방해하고 결과적으로 강철의 기계적 특성에 영향을 미칩니다.
질소의 위험성에는 강철의 노화 저항성 감소, 냉간 가공성 및 소성 변형 능력 저하, 용접 열영향부의 취성 유발, 강철의 인발성 저하 등이 있습니다.
수소의 유해성은 강철에 용해된 수소가 수소 분자를 응집시켜 재료의 기계적 특성을 약화시키고 응력 집중을 유발한다는 점입니다. 응력이 강철의 강도 한계를 초과하면 강철 내부에 미세한 균열이 발생하는데, 이를 일반적으로 "수소 취성"이라고 합니다.
산소, 질소, 수소 함량이 과도할 경우 탄소강 및 합금강 부품의 성능에 심각한 영향을 미치므로 반드시 제어해야 합니다. 따라서 강재 부품, 탄소강 및 합금강 소재의 산소, 질소, 수소 함량을 정확하게 측정하는 것이 중요합니다. 함량이 과다한 부품의 경우, 가열을 통한 수소 제거와 같은 열처리 방법을 사용하여 수소 취성을 제거하고 강재의 성능을 복원할 수 있습니다. 이는 산소, 질소, 수소 함량이 높은 불량 강재 부품이 항공기에 장착되는 것을 방지하여 항공기 정비 품질 및 비행 안전을 저해하는 것을 막습니다.
2. 테스트 원칙
항공기 정비 업체에서 강철, 주철 및 합금 재료의 산소, 질소 및 수소를 정량 분석하는 데 사용하는 기기는 높은 정확도와 측정 정밀도를 특징으로 하는 산소/질소/수소 분석기(예: ONH-2000)입니다.
산소/질소/수소 분석기는 펄스 가열 용융-불활성 기체 보호 환원-열전도 및 적외선 검출 원리를 채택합니다. 상하 전극 사이의 흑연 도가니에 강한 전류가 흐르면 도가니 온도가 설정된 값까지 급격히 상승합니다. 불활성 운반 기체(헬륨 또는 질소) 분위기에서 금속 시료의 산소는 일산화탄소 또는 이산화탄소로 변환되어 헬륨에 의해 운반된 후 적외선 검출기로 측정됩니다. 질소와 수소는 분자 형태로 방출되어 각각 헬륨과 질소에 의해 운반된 후 열전도 검출기로 보내져 정량 분석됩니다.
이 시스템은 저농도 및 고농도 산소 측정을 위한 두 개의 독립적인 적외선 검출 셀과 수소 및 질소 분석을 위한 하나의 열전도도 검출 셀을 갖추고 있습니다. 펄스로는 순환수로 냉각되며, 고출력 펄스로의 도가니 내에서 시료를 2600℃ 이상으로 가열할 수 있습니다. 분석 과정 중 저온에서 고온으로 자동 전환이 가능합니다. 또한, 펄스로의 리프팅 메커니즘 작동을 위해 압축 공기가 동력원으로 필요합니다.
