ES2270287T3 - Conjunto que comprende dos piezas metalicas protegidas frente a la formacion de una par galvanico. - Google Patents
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Abstract
Conjunto (1, 100) que comprende una primera (2, 102) y una segunda (4, 104) piezas metálicas, ensambladas entre sí y realizadas con materiales diferentes, disponiendo la primera y la segunda piezas (2, 4, 102, 104), respectivamente, de una primera superficie (2a) de contacto y de una segunda superficie (4a) de contacto, apoyando una sobre la otra, estando al menos una de las citadas primera y segunda superficies (2a, 4a) de contacto dotada de un revestimiento (12, 14) protector susceptible de impedir que las citadas primera y segunda piezas (2, 4, 102, 104) metálicas formen conjuntamente un par galvánico, caracterizado porque al menos un revestimiento (12, 14) protector incluye una capa de pintura (12a, 14a) cargada de partículas conductoras de la electricidad.
Description
Conjunto que comprende dos piezas metálicas
protegidas frente a la formación de un par galvánico.
La presente invención se refiere, de manera
general, al sector de la protección de piezas metálicas ensambladas
entre sí y en contacto, frente a la formación de un par galvánico
entre estas piezas metálicas realizadas con materiales
diferentes.
A título indicativo, la invención puede
encontrar aplicaciones en los sistemas de transporte de fluidos, en
especial los presentes a bordo de aeronaves y que están destinados,
por ejemplo, a ser atravesados por un fluido hidráulico o por el
carburante.
Cualquiera que sea el sector técnico
considerado, por razones diversas y variadas, se hace a veces
necesario tener que ensamblar piezas metálicas realizadas con
materiales diferentes.
Por ejemplo, durante la realización de un
sistema de transporte de fluidos para una aeronave, algunos
elementos tales como los racores de los tubos de transporte, están
realizados en acero, en particular por razones de eficacia frente a
las exigencias medioambientales, mientras que otros elementos, tales
como los tubos de transporte, están realizados con una aleación de
aluminio con el fin de que el sistema presente buenas propiedades de
disipación térmica y de conductividad eléctrica, así como una masa
global relativamente baja.
Sin embargo, de forma conocida, cuando dos
piezas metálicas realizadas con materiales diferentes están en
contacto una con la otra, se crea un par galvánico entre estas
piezas que se materializa mediante la formación de una corriente
eléctrica generada por la diferencia de potencial entre los dos
materiales metálicos. Así, cuando las superficies de contacto de
estas dos piezas metálicas no están protegidas contra la formación
del par galvánico citado anteriormente, estas superficies, que
apoyan una en la otra, experimentan entonces efectos nefastos como
el de la corrosión galvánica.
Por otra parte, se hace a veces necesario
obtener una buena conductividad eléctrica de unión situada entre las
dos piezas metálicas en contacto. Siempre con el ejemplo ilustrativo
del sistema de transporte de fluidos para aeronave, se busca esta
buena conductividad eléctrica para asegurar la seguridad de las
personas, la protección del material contra los cortocircuitos, la
disipación de las cargas electrostáticas asociadas al transporte de
fluidos, y la puesta a masa de las corrientes inducidas por las
radiaciones electromagnéticas.
Sin embargo, se ha indicado que según sea la
naturaleza de los dos materiales metálicos utilizados para realizar
las superficies de contacto de las piezas ensambladas, la unión
entre estas superficies puede presentar el inconveniente de poseer
características de conductividad eléctrica más bajas que las de una
pieza monolítica metálica.
Para hacer frente a las diferentes limitaciones
citadas en lo que antecede, se ha propuesto, en la técnica anterior,
prever un revestimiento protector sobre una u otra de las
superficies de contacto de las piezas metálicas, con el fin de
evitar que las dos piezas formen un par galvánico, y en
consecuencia, impedir la corrosión galvánica de estas superficies
de contacto.
Una solución conocida para obtener este
revestimiento protector consiste en depositar una capa de cadmio
mediante electroquímica sobre la/las superficie(s) de
contacto de piezas metálicas. De esta manera, cuando las piezas
ensambladas son, por ejemplo, respectivamente de acero y de una
aleación de aluminio, el cadmio permite asegurar la protección de la
pieza de acero contra la corrosión galvánica, formando todo ello una
unión con buena conductividad eléctrica entre las dos piezas.
Sin embargo, aparte del hecho de que la puesta
en práctica de la técnica de depósito electroquímico del cadmio
genera costes de producción no despreciables, el inconveniente
principal de esta solución de la técnica anterior procede
directamente del hecho de que el cadmio pertenece a la familia de
los metales pesados.
Ahora bien, diferentes reglamentaciones
recientes (directiva 91/388/CEE, protocolo firmado por la Comunidad
Europea en Aarhus el 24 de Junio de 1998), imponen a las industrias,
de forma más o menos obligatoria, limitar la utilización de metales
pesados en función de los riesgos de polución por expulsión al medio
ambiente.
Además, según sean las condiciones de
utilización del metal pesado considerado, éste puede presentar a
veces riesgos importantes para la salud de las personas que trabajan
en las instalaciones que permiten esta utilización del metal pesado.
En la técnica anterior, se conoce asimismo el documento GB 951 231
A, que describe un perfeccionamiento en los revestimientos
resistentes a la erosión aplicados por pulverización con una llama
sobre los metales. Una aplicación particular de este
perfeccionamiento se refiere al revestimiento de una pala de una
hélice de avión.
Por otra parte, se conoce también el documento
GB 860 291 A, que describe un procedimiento para revestir un
artículo mediante depósito electrolítico. Globalmente, se desprende
de este documento que el artículo que se debe proteger contra la
erosión y la corrosión constituye un cátodo en un baño
galvanoplástico, en el que están previstas especialmente, en
suspensión, partículas insolubles e inertes eléctricamente.
La invención tiene así por objeto proponer un
conjunto que comprende dos piezas metálicas ensambladas entre sí y
realizadas con materiales diferentes, estando al menos una de las
superficies de contacto de las dos piezas dotada de un revestimiento
protector capaz de impedir que estas piezas metálicas formen un par
galvánico, subsanando el conjunto al menos parcialmente los
inconvenientes mencionados en lo que antecede en relación con las
realizaciones de la técnica anterior.
Por otra parte, la invención tiene por objeto
presentar una aeronave dotada de al menos un conjunto de ese tipo,
así como un procedimiento de fabricación de este mismo conjunto.
Para lograr todo esto, las características de la
presente invención se encuentran en las reivindicaciones anexas. La
invención tiene, en principio, por objeto, un conjunto que comprende
una primera y una segunda piezas metálicas ensambladas entre sí y
realizadas con materiales diferentes, disponiendo la primera y la
segunda piezas, respectivamente, de una primera superficie de
contacto y de una segunda superficie de contacto, apoyando una sobre
la otra, estando al menos una de dichas primera y segunda
superficies de contacto dotada de un revestimiento protector
capacitado para impedir que la primera y la segunda piezas metálicas
formen, conjuntamente, un par galvánico. Según la invención, al
menos un revestimiento protector incluye una capa de pintura cargada
de partículas conductoras de la electricidad.
Ventajosamente, la presencia de al menos una
capa de pintura cargada de partículas conductoras de la electricidad
entre las dos superficies de contacto de las piezas permite evitar
el acoplamiento galvánico entre estas superficies, en la medida en
que no existe contacto directo entre las mismas. En consecuencia,
estas superficies de contacto están protegidas así contra la
corrosión galvánica.
Además, los métodos clásicos utilizados para
depositar una capa de pintura, tales como la pulverización simple
con la ayuda de una pistola, son mucho menos complejos que los
empleados para el depósito electroquímico del cadmio, lo que se
traduce directamente en una disminución de los costes de producción
del conjunto según la invención.
Por otra parte, la/las capas de pintura cargadas
de partículas conductoras de la electricidad permiten de manera
ventajosa la conducción eléctrica entre las dos piezas metálicas del
conjunto, lo que permite asegurar la seguridad de las personas, la
protección del material contra los cortocircuitos, la disipación de
las cargas electrostáticas ligadas al transporte de los fluidos, y
la puesta a masa de las corrientes inducidas por las radiaciones
electromagnéticas.
Bien entendida, la composición de las capas de
pintura cargadas de partículas conductoras de la electricidad se
determina de modo que estas capas no formen más que pares galvánicos
extremadamente bajos en asociación con las superficies de contacto
de las piezas metálicas del conjunto con las que están directamente
en contacto. En otros términos, la composición de las capas de
pintura cargadas de partículas conductoras de la electricidad se
determina de modo que los pares galvánicos formados por las capas de
pintura y las superficies de contacto de las piezas metálicas se
reducen, por una parte, considerablemente con relación al par
galvánico susceptible de ser formado conjuntamente por estas dos
mismas piezas metálicas, y por otra parte, sean suficientemente
bajos como para no generar corrosión sensible de las piezas
metálicas consideradas.
Para hacer esto, a título de ejemplo, es posible
prever que las capas de pintura cargadas de partículas conductoras
de la electricidad dispongan de una composición idéntica o similar a
la de las pinturas de revestimiento utilizadas en compatibilidad
electromagnética (CEM), con el fin de asegurar los blindajes
electromagnéticos, por ejemplo en el caso de armarios eléctricos o
electrónicos.
Estas pinturas de revestimiento utilizadas en
compatibilidad electromagnética incluyen por lo general, un ligante
(acrílico, epoxia, uretano) y una carga conductora de tipo metal o
grafito (níquel, plata, cobre). A este efecto, una pintura utilizada
frecuentemente en este campo de compatibilidad electromagnética, y
de hecho adaptada al conjunto según la invención, es de tipo
acrílico-níquel.
Siempre de forma indicativa, para cada capa de
pintura cargada de partículas conductoras de la electricidad, las
partículas pueden ser carbonadas y/o metálicas.
Con preferencia, cada revestimiento protector
previsto en el conjunto está constituido exclusivamente por una capa
de pintura cargada de partículas conductoras de la electricidad. Por
consiguiente, incluso aunque se pueda obtener una capa de pintura
aplicando sucesivamente diversas sub-capas, de
composiciones idénticas o diferentes, la realización de esta capa es
así particularmente simple y rápida de efectuar, en particular con
relación a la técnica de depósito electroquímico.
La invención tiene igualmente por objeto una
aeronave que comprende al menos un conjunto tal como el descrito en
lo que sigue. Así, en tal caso, el conjunto puede entonces formar
parte integral de un sistema de transporte de fluido, por ejemplo
destinado a ser atravesado por un fluido hidráulico o de carburante,
o incluso adoptar la forma de un ensamblaje cualquiera entre dos
piezas metálicas de la aeronave realizadas con materiales
diferentes, como un ensamblaje constituido por un herraje de acero
montado en una estructura de aleación de aluminio.
Por último, el conjunto puede comprender un
número de piezas metálicas en contacto que sea superior a dos. En
tal caso, se puede prever entonces que cada par de piezas metálicas
en contacto esté protegido contra la formación de un par galvánico
entre las dos piezas de este par, de la manera que se ha descrito en
lo que antecede, previendo al menos una capa de pintura cargada con
partículas conductoras de la electricidad.
Por otra parte, el objeto de la presente
invención se refiere igualmente a un procedimiento de fabricación de
un conjunto que comprende una primera y una segunda piezas metálicas
ensambladas entre sí, y realizadas con materiales diferentes,
disponiendo la primera y la segunda piezas respectivamente de una
primera superficie de contacto y de una segunda superficie de
contacto que apoyan una sobre la otra, comprendiendo el
procedimiento una etapa de protección de las piezas metálicas que
consiste en formar un revestimiento protector sobre al menos una de
dichas primera y segunda superficies de contacto, siendo cada
revestimiento protector susceptible de impedir a la primera y
segunda piezas metálicas formar conjuntamente un par galvánico.
Según la invención, se forma al menos un revestimiento protector de
manera que incluya una capa de pintura cargada de partículas
conductoras de la electricidad.
Por último, un objeto de la presente invención
se refiere a la utilización de una pintura cargada de partículas
conductoras de la electricidad para formar un revestimiento
protector susceptible de impedir la formación de un par galvánico
entre una primera y una segunda piezas metálicas en contacto y
ensambladas entre sí, y que están realizadas con materiales
diferentes.
Otras ventajas y características de la invención
se pondrán de manifiesto en la descripción detallada que sigue.
Esta descripción va a ser realizada en relación
con los dibujos anexos, en los que:
La Figura 1 representa una vista esquemática, en
corte, de un conjunto según un primer modo de realización preferida
de la invención, y
La Figura 2 representa una vista esquemática, en
corte, de un conjunto según un segundo modo de realización preferida
de la presente invención.
Con referencia a la Figura 1, se aprecia un
conjunto 1 según un primer modo de realización preferido de la
presente invención.
El conjunto 1 incluye una primera y una segunda
piezas 2 y 4 metálicas, ensambladas entre sí con la ayuda de medios
6 de ensamblaje que pueden estar constituidos, por ejemplo, por un
tornillo 8 y una tuerca 10. Estas piezas 2 y 4 están realizadas con
materiales diferentes, tales como aceros y aleaciones de aluminio, y
adoptan con preferencia la forma de dos chapas en contacto,
ensambladas de modo que son sensiblemente paralelas entre sí.
Con el objeto de permitir el ensamblaje de las
piezas 2 y 4 metálicas, la primera pieza 2 metálica dispone de una
primera superficie 2a de contacto, que apoya sobre una superficie 4a
de contacto perteneciente a la segunda pieza 4 metálica, siendo las
superficies 2a y 4a preferentemente superficies planas.
En este primer modo de realización preferida de
la presente invención, las dos superficies 2a y 4a de contacto están
dotadas, cada una de ellas, de un revestimiento 12, 14 protector
capacitado para impedir que las piezas 2 y 4 metálicas formen en
conjunto un par galvánico, debido a la interposición de estos dos
revestimientos 12 y 14 entre las dos superficies 2a y 4a de
contacto. De esta manera, según se puede apreciar claramente en la
Figura 1, se debe entender que éstos son los revestimientos 12 y 14
protectores que están directamente en contacto uno con el otro, y no
las superficies 2a y 4a de contacto que los soportan, pudiendo ser
estas últimas consideradas como que están apoyadas una en la otra. A
este respecto, se debe indicar que por razones de claridad, los
revestimientos 12 y 14 han sido representados intencionadamente con
un sobre-espesor en la Figura 1.
Siempre en este primer modo de realización
preferido, cada uno de los dos revestimientos 12 y 14 protectores
está constituido exclusivamente por una capa de pintura 12a y 14a
cargada de partículas conductoras de la electricidad, pudiendo las
partículas utilizadas, por ejemplo, ser partículas carbonadas de
tipo grafito o carbono, y/o partículas metálicas de tipo níquel. A
título de ejemplo indicativo, cada capa 12a, 14a de pintura dispone
de un espesor que no excede de 150 micras.
Aunque se haya descrito un conjunto 1 que
incluye dos piezas 2 y 4 que disponen, cada una de ellas, de una
capa de pintura 12a y 14a cargada de partículas conductoras de la
electricidad, es bien evidente que este conjunto 1 podría comprender
solamente una, aplicada sobre una u otra de las superficies 12a y
14a de contacto, siempre de manera que impida que las dos piezas 2 y
4 metálicas formen un par galvánico.
A este efecto, en un primer ejemplo ilustrativo,
la primera pieza 2 se realiza con acero al carbono (acero
carbonado), y la segunda pieza 4 se realiza con una aleación de
aluminio. En tal caso, solamente la primera superficie 2a de
contacto de la pieza 2, puede estar revestida con una capa de
pintura cargada de partículas conductoras de la electricidad, sobre
todo cuando la segunda superficie 4a de contacto de la segunda pieza
4 está ya protegida por un revestimiento eléctricamente conductor
tal como la alodina. Además, si la segunda superficie 4a de
contacto no está ya protegida por un revestimiento eléctricamente
conductor, ésta puede entonces estar dotada también de una capa de
pintura cargada de partículas conductoras de la electricidad, como
la representada en la Figura 1.
En un segundo ejemplo ilustrativo, la primera
pieza 2 está realizada en acero inoxidable cuya resistencia de su
superficie de contacto 2a a la corrosión galvánica es suficiente
incluso cuando no está protegida por un revestimiento de protección,
y la segunda pieza 4 está realizada en una aleación de aluminio. En
un caso en que la segunda superficie 4a de contacto de la segunda
pieza 4 no esté ya protegida por un revestimiento eléctricamente
conductor, tal como la alodina, solamente esta segunda superficie 4a
de contacto puede ser revestida con una capa de pintura cargada de
partículas conductoras de la electricidad. Además, cuando la segunda
superficie 4a de contacto de la segunda pieza 4 está, efectivamente,
ya protegida por un revestimiento eléctricamente conductor, la única
capa de pintura prevista puede entonces ser aplicada sobre una u
otra de las dos superficies 12a y 14a de contacto, por ejemplo en
función de la facilidad de aplicación. Aquí incluso sería no
obstante posible prever que las dos superficies 12a y 14a de
contacto estén dotadas, cada una de ellas, de un revestimiento
protector, como ilustra la Figura 1.
En estos dos ejemplos ilustrativos, la
utilización de partículas tales como las partículas carbonadas de
tipo grafito o carbón, y/o de partículas metálicas de tipo níquel,
es de hecho conveniente para que los pares galvánicos formados por
las capas 12a, 14a de pintura y las superficies 2a, 4a de contacto
de las piezas 2, 4 metálicas sean, por una parte, reducidos
considerablemente con relación al par galvánico susceptible de ser
formado conjuntamente por estas dos mismas piezas metálicas, y por
otra parte, suficientemente bajos como para no generar corrosión
sensible de las piezas metálicas consideradas.
Con referencia a la Figura 2, se aprecia un
conjunto 100 según un segundo modo de realización preferido de la
presente invención, y que forma parte integral de un sistema de
transporte de fluido para aeronave, por ejemplo destinado a ser
atravesado por un fluido hidráulico o de carburante.
El conjunto 100 incluye una primera y una
segunda piezas 102 y 104 metálicas ensambladas entre sí y que están
realizadas en materiales diferentes tales como los aceros y las
aleaciones de aluminio.
En este segundo modo de realización preferida de
la invención, la primera pieza 102 de acero es un racor de tubos de
transporte de fluidos, y la segunda pieza 104 de aleación de
aluminio es un tubo de transporte de fluidos. Las dos piezas 102 y
104 metálicas están así en contacto, y se han ensamblado entre sí de
manera convencional.
De la misma manera que en lo que antecede, el
racor 102 y el tubo 104 presentan, cada uno de ellos, una superficie
de contacto (no representada), que con preferencia es sensiblemente
cilíndrica, de las que una y otra se han dotado de un revestimiento
protector tal como el que se ha descrito en el primer modo de
realización preferida de la presente invención. Por consiguiente,
la/las capas de pintura cargadas de partículas conductoras de la
electricidad previstas sobre la/las superficies de contacto de las
piezas 102 y 104, dispondrán entonces igualmente de una forma
sensiblemente cilíndrica.
Naturalmente, sin abandonar el marco de la
invención, el conjunto 100 podría igualmente ser definido como
comprendiendo un número superior de piezas metálicas en contacto,
pertenecientes al sistema de transporte de fluidos. A título de
ejemplo indicativo, el conjunto 100 podría ser definido como que
comprende un tubo de transporte de fluidos complementario unido al
racor 102 y que comunica con el tubo 104 descrito anteriormente,
siendo entonces el ensamblaje entre el racor 102 y este tubo
complementario (no representado) idéntico o similar al del mismo
racor 102 y el tubo representado en la Figura 2 y que se ha descrito
en lo que antecede.
A este respecto, se debe precisar que las piezas
metálicas en contacto y ensambladas entre sí del conjunto 100,
pueden adoptar forma de racores, de tubos o de tubos de transporte
de fluido como se acaba de describir, pero pueden asimismo adoptar
forma de cualquier otro componente del sistema de transporte de
fluido.
Se puede tratar por ejemplo de una conexión de
un tubo con un intercambiador de calor, o de un montaje de un tubo y
de un soporte de éste en una estructura de la aeronave, o incluso de
cualquier otro ensamblaje que disponga de al menos una pieza de
aluminio en contacto con otra pieza de acero al carbono o de acero
inoxidable.
Claims (10)
1. Conjunto (1, 100) que comprende una primera
(2, 102) y una segunda (4, 104) piezas metálicas, ensambladas entre
sí y realizadas con materiales diferentes, disponiendo la primera y
la segunda piezas (2, 4, 102, 104), respectivamente, de una primera
superficie (2a) de contacto y de una segunda superficie (4a) de
contacto, apoyando una sobre la otra, estando al menos una de las
citadas primera y segunda superficies (2a, 4a) de contacto dotada de
un revestimiento (12, 14) protector susceptible de impedir que las
citadas primera y segunda piezas (2, 4, 102, 104) metálicas formen
conjuntamente un par galvánico, caracterizado porque al menos
un revestimiento (12, 14) protector incluye una capa de pintura
(12a, 14a) cargada de partículas conductoras de la electricidad.
2. Conjunto (1, 100) según la reivindicación 1,
caracterizado porque cada revestimiento (12, 14) protector
está constituido exclusivamente por una capa de pintura (12a, 14a)
cargada de partículas conductoras de la electricidad.
3. Conjunto (1, 100) según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, caracterizado porque la primera pieza
(2, 102) metálica está realizada en acero carbonado, y la segunda
pieza (4, 104) metálica en aleación de aluminio, y porque solamente
la primera superficie (2a) de contacto está dotada de un
revestimiento protector.
4. Conjunto (1, 100) según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, caracterizado porque la primera pieza
(2, 102) metálica está realizada en acero inoxidable, y la segunda
pieza (4, 104) metálica en aleación de aluminio, y porque solamente
la segunda superficie (4a) de contacto está dotada de un
revestimiento protector.
5. Conjunto (1, 100) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, para cada
capa de pintura (12a, 14a) cargada de partículas conductoras de la
electricidad, las citadas partículas son carbonadas y/o
metálicas.
6. Conjunto (100) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la citada
primera pieza (102) es un racor de tubos de transporte de fluido, y
porque la citada segunda pieza (104) es un tubo de transporte de
fluido.
7. Conjunto (1, 100) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
un numero de piezas metálicas en contacto superior a dos.
8. Aeronave que comprende al menos un conjunto
(1, 100) según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
9. Procedimiento de fabricación de un conjunto
(1, 100) que comprende una primera (2, 102) y una segunda (4, 104)
piezas metálicas, ensambladas entre sí y realizadas en materiales
diferentes, disponiendo la primera y la segunda piezas (2, 4, 102,
104), respectivamente, de una primera superficie (2a) de contacto y
de una segunda superficie (4a) de contacto que apoyan una en la
otra, comprendiendo el citado procedimiento una etapa de protección
de las citadas piezas (2, 4, 102, 104) metálicas que consiste en
formar un revestimiento (12, 14) protector sobre al menos una de
dichas primera y segunda superficies (2a, 4a) de contacto, siendo
cada revestimiento protector (12, 14) susceptible de impedir que las
citadas primera y segunda piezas (2, 4, 102, 104) metálicas formen
conjuntamente un par galvánico, caracterizado porque se forma
al menos un revestimiento (12, 14) protector de manera que incluye
una capa de pintura (12a, 14a) cargada de partículas conductoras de
la electricidad.
10. Utilización de una pintura cargada de
partículas conductoras de la electricidad, para formar un
revestimiento (12, 14) protector susceptible de impedir la formación
de un par galvánico entre una primera (2, 102) y una segunda (4,
104) piezas metálicas en contacto y ensambladas entre sí, y que se
han realizado con materiales diferentes.
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