사용 중 저-수소 실리콘 오일에 기포가 존재하는 것은 일반적이지만 피할 수 없는 문제입니다. 특히 신뢰성이 가장 중요한 우주 등급 응용 분야에서는 더욱 그렇습니다. 거품은 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 근본 원인을 체계적으로 분석하고 완전히 제거해야 합니다.
거품의 위험성
우주 응용 분야에서 기포의 존재는 치명적입니다.
윤활 및 기계적 성능에 영향: 윤활 지점에서 기포는 불연속적인 오일막을 발생시켜 "건식 마찰"과 국부적인 과열, 마모 증가, 심지어 움직이는 부품의 고착을 초래할 수 있습니다.
유전 강도 감소: 기포 자체는 우수한 절연체이지만, 기포가 존재하면 실리콘 오일의 전반적인 유전 강도가 크게 감소하여 잠재적으로 국부적인 방전이나 전기적 고장을 유발하여 우주선 전자 시스템을 위협합니다.
물리적 특성 변경: 기포는 실리콘 오일의 부피와 압축성을 크게 변경하여 댐핑 유체 또는 압력 전달 매체로서의 정확성과 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다.
진공 환경의 악순환: 우주 진공 상태에서는 연행 가스가 빠르게 빠져나가 대량 오염을 일으킬 뿐만 아니라 잠재적으로 실리콘 오일을 끓이거나 분사하여 성능이 완전히 저하될 수 있습니다.
기포 발생의 주요 원인과 해결 방법
버블 문제 해결의 핵심은 '첫 번째 예방, 두 번째 제거'에 있습니다.
1. 작동 중 공기 연행(기계적 연행)
원인: 가장 일반적인 원인입니다. 격렬한 혼합, 붓기, 채우기 및 특히 펌핑은 공기를 쉽게 유입시켜 작은 거품으로 전단되고 분산되어 점성 실리콘 오일과 혼합될 수 있습니다.
해결책:
운영 절차 최적화: 느리고 꾸준한 혼합 및 충전 방법을 채택합니다. 높은 고도에서 붓는 것을 피하십시오. 캐뉼라를 사용하여 용기 벽을 따라 천천히 주입하는 것이 좋습니다.
특수 장비 사용: 진공 충진 장비를 사용합니다. 충전 과정에서 오일 저장 탱크와 충전할 구성품(예: 기어박스 및 댐퍼)을 동시에 비우십시오. 충전은 음압 하에서 완료되므로 공기 포집을 근본적으로 제거합니다.
적절한 흐름 경로 설계: 배관 시스템은 난류를 최소화하기 위해 날카로운 굴곡과 좁은 영역을 피하고 원활하게 흐르도록 설계해야 합니다.
2. 재료 또는 용기 내 수분 및 저{1}}비등점 화합물 추적
원인: 실리콘 오일 자체에 미량의 수분이 함유되어 있을 수도 있고, 용기나 도구 표면에 수분이 흡착될 수도 있습니다. 진공 또는 고온 조건에서 이 수분과 끓는점이 낮은 화합물은 증발하여 수많은 작은 거품을 형성합니다.
해결책:
실리콘 오일 전-처리: 사용하기 전에 실리콘 오일을 진공-탈기합니다. 실리콘 오일을 고온(예: 인화점보다 낮은 80~100도) 및 고진공 상태의 진공 건조 오븐에 몇 시간 동안 놓아 용해되고 동반된 미량 가스, 수분 및 휘발성 성분을 완전히 제거합니다.
건조한 환경 및 도구 확보: 실리콘 오일과 접촉하는 모든 용기, 도구 및 구성 요소는 흡착된 수분을 제거하기 위해 오븐에서 완전히 건조되어야 합니다. 작동 환경은 낮은 습도를 유지해야 합니다.
3. 화학반응가스 발생
이유: 저-수소 실리콘 오일은 화학적으로 안정적이지만 극한 조건(예: 고온 또는 금속 불순물 존재)에서는 Si-H 결합이 미량의 물 또는 산소와 반응하여 수소를 생성할 수 있습니다.
יSi-H + H2O → Si-OH + H2↑
לSi-H + O2 → ... → 가스 발생 가능
해결책:
원료 순도를 엄격하게 관리합니다. 고-순도-등급 실리콘 오일을 사용합니다.
오염 방지: 깨끗한 작업 환경을 보장하고 호환되지 않는 화학 물질(강산, 강염기 및 특정 촉매)과의 접촉을 방지합니다. 보관 및 취급 중에 유체를 공기와 습기로부터 엄격히 격리하십시오.
적절한 재료 선택: Si-H 결합 반응을 촉매할 수 있는 구리 및 아연과 같은 금속을 접촉 부품 또는 용기로 사용하지 마십시오.
후{0}}처리: 거품이 이미 형성된 경우
실리콘 오일에 기포가 이미 존재하는 경우 우주 부품에 직접 사용해서는 안 됩니다. 재작업이 필요합니다:
서기: 더 큰 거품의 경우 오랫동안 서 있으면 천천히 상승하고 터질 수 있습니다. 그러나 이 방법은 더 작은 기포에는 비효율적이며 효과적이지 않습니다.
