ธุรกิจซ่อมบำรุงอากาศยานต้องการชิ้นส่วนโลหะจำนวนมากสำหรับการติดตั้งแผงตัวถังเครื่องบิน อุปกรณ์บนเครื่อง และอุปกรณ์เสริมต่างๆ ระหว่างการซ่อมบำรุง โดยทั่วไปแล้ววัตถุดิบโลหะที่ใช้คือเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสม อย่างไรก็ตาม ปริมาณออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนที่มากเกินไปในชิ้นส่วนเหล็กและวัตถุดิบอาจส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วน เช่น ปัญหาการเปราะตัวเนื่องจากไฮโดรเจนซึ่งมักเกิดขึ้นในชิ้นส่วนเหล็ก ส่งผลต่ออายุการใช้งาน ดังนั้น การวัดปริมาณออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนในวัสดุโลหะ เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมอย่างแม่นยำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการบินและอุตสาหกรรมเหล็กสมัยใหม่ การวิเคราะห์ธาตุแก๊ส เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนในวัสดุเหล็กจึงได้รับความสำคัญมากขึ้นจากธุรกิจซ่อมบำรุงอากาศยาน ในฐานะที่เป็นเทคนิคการวิเคราะห์ที่มีความแม่นยำสูงและเป็นมืออาชีพ การวิเคราะห์ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนจึงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในธุรกิจซ่อมบำรุงอากาศยาน โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนแบบมืออาชีพ เพื่อวัดปริมาณออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนในวัสดุโลหะ เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ
1. อันตรายจากออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนในเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสม
ออกซิเจนในเหล็กมีอยู่ในรูปของสารประกอบออกไซด์ต่างๆ ซึ่งรวมตัวกันเป็นสารประกอบที่ไม่ใช่โลหะ รบกวนความต่อเนื่องของโครงสร้างโลหะ และส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกลของเหล็ก ส่วนอันตรายจากไนโตรเจนอาจทำให้ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพของเหล็กลดลง ความสามารถในการขึ้นรูปเย็นและการเสียรูปพลาสติกลดลง บริเวณที่ได้รับความร้อนจากการเชื่อมเปราะ และประสิทธิภาพการดึงขึ้นรูปของเหล็กลดลง สำหรับอันตรายจากไฮโดรเจน ไฮโดรเจนที่ละลายในเหล็กจะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลไฮโดรเจน ทำให้คุณสมบัติทางกลของวัสดุเปราะ ส่งผลให้เกิดการกระจุกตัวของความเค้น เกินขีดจำกัดความแข็งแรงของเหล็ก และเกิดรอยแตกเล็กๆ ภายในเหล็ก ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า การเปราะจากไฮโดรเจน เห็นได้ชัดว่าปริมาณออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนที่มากเกินไปส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วนโลหะเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสม จึงจำเป็นต้องมีมาตรการควบคุม ดังนั้น การวัดปริมาณออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนในชิ้นส่วนเหล็ก รวมถึงวัสดุเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมอย่างแม่นยำจึงเป็นสิ่งสำคัญ สำหรับชิ้นส่วนที่มีปริมาณสารเจือปนมากเกินไป สามารถใช้วิธีการอบชุบความร้อนต่างๆ เช่น การกำจัดไฮโดรเจนโดยการให้ความร้อน เพื่อฟื้นฟูคุณสมบัติของเหล็ก ป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนเหล็กที่มีปริมาณออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนสูง รวมถึงชิ้นส่วนที่มีข้อบกพร่อง ถูกนำไปติดตั้งในเครื่องบิน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพการซ่อมแซมเครื่องบินและความปลอดภัยในการบิน
2 หลักการทดสอบ
เครื่องมือทดสอบที่ใช้โดยสถานประกอบการบำรุงรักษาการบินสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณของธาตุแก๊สสามชนิด ได้แก่ ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน ในเหล็ก เหล็กหล่อ และวัสดุโลหะผสม คือ เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน-ไนโตรเจน-ไฮโดรเจน (เช่น ONH-2000) ซึ่งมีความแม่นยำสูงและวัดได้อย่างแม่นยำ เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน-ไนโตรเจน-ไฮโดรเจนทำงานโดยใช้หลักการหลอมรวมด้วยความร้อนแบบพัลส์ - การลดด้วยก๊าซเฉื่อย - การตรวจจับด้วยอินฟราเรดโดยการนำความร้อน เมื่อกระแสไฟฟ้าแรงสูงไหลผ่านเบ้าหลอมกราไฟต์ระหว่างขั้วไฟฟ้าบนและล่าง อุณหภูมิของเบ้าหลอมจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิที่กำหนด ในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซเฉื่อย (ฮีเลียม ไนโตรเจน) ออกซิเจนในตัวอย่างโลหะจะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์หรือคาร์บอนไดออกไซด์และถูกนำพาโดยฮีเลียม ซึ่งจะถูกวัดโดยเครื่องทดสอบอินฟราเรด ส่วนไนโตรเจนและไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาในรูปโมเลกุลและถูกนำพาโดยฮีเลียมและไนโตรเจนตามลำดับ เข้าสู่เครื่องตรวจจับการนำความร้อนเพื่อการวิเคราะห์เชิงปริมาณ เครื่องวิเคราะห์นี้มีเซลล์ตรวจจับอินฟราเรดแยกกันสองเซลล์สำหรับตรวจจับระดับออกซิเจนต่ำและสูง รวมถึงเซลล์ตรวจจับการนำความร้อนอีกหนึ่งเซลล์สำหรับตรวจจับส่วนประกอบของไฮโดรเจนและไนโตรเจน เตาเผาแบบพัลส์จะถูกระบายความร้อนด้วยน้ำหมุนเวียน และตัวอย่างสามารถถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงกว่า 2600°C ในเบ้าหลอมของเตาเผาแบบพัลส์กำลังสูง ในระหว่างกระบวนการวิเคราะห์ เครื่องสามารถสลับจากอุณหภูมิต่ำไปเป็นอุณหภูมิสูงได้โดยอัตโนมัติ นอกจากนี้ เครื่องวิเคราะห์ยังต้องการอากาศอัดเป็นแหล่งพลังงานสำหรับเตาเผาแบบพัลส์ในการขึ้นและลง
