[發明專利]基于氧化還原偶對減輕流體流動驅動的電化學表面降解

有效

• 申請號: 201410351246.3
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104343769B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: H·E·海格
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: F15B21/04
• 分類號: F15B21/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

本發明的名稱為基于氧化還原偶對減輕流體流動驅動的電化學表面降解。本公開涉及用于為液壓系統中的組件降低表面電流降解速率的方法、系統、液壓流體和添加劑，其中液壓系統暴露于磷酸酯基液壓流體中。

技術領域

本公開一般涉及液壓系統領域。更具體地，本發明涉及用于減輕發生在液壓系統中的電動驅動過程的方法和添加劑。

背景技術

隨著航空工業從烴基液壓流體過渡到磷酸酯基液壓流體，顯然使用烴基液壓流體可靠操作的液壓組件(如，閥門)在操作過程中會過早降解。據信磷酸酯基流體的使用可有助于閥門組件的侵蝕，這導致不可接受的閥門性能(如使閥門泄漏)。對引起液壓系統中閥門故障因素的分析揭示電動驅動的腐蝕是重要的影響因素。在從閥門表面延伸入液壓流體的電雙層中通過“電荷掃掠(sweeping of charge)”誘發該腐蝕，這導致在閥門和流體之間驅動的電化學電流。術語“電荷掃掠”理解為意味著在定位在閥門表面的流體里或外放置較大量電荷。用磷酸酯基液壓流體替換烴基液壓流體因此具有改性電雙層從而產生更大電化學電流，并因此產生更顯著腐蝕的不期望后果。

對于給定流速分布，電動驅動電流的大小主要由電雙層中電荷的數量，以及電雙層中電荷分布與液壓流體的速度曲線(profile)的重疊確定。隨著新的液壓系統設計采用更高的壓力和為更快速的操作設計的更先進并更緊湊的閥門結構，所得到的更小閥門幾何形狀中更高流體速度實質上產生更高的電動驅動的表面電流密度。

因此，隨著在液壓系統中閥門幾何形狀變得更受約束和液壓操作壓力提高，商業上可得的磷酸酯基液壓流體甚至與它們的添加劑一起，都不能由它們自身降低電動驅動的表面電流。

因此，存在發展添加劑的需求，所述添加劑可幫助在現今的液壓系統內進一步降低與操作壓力相關的電動驅動的表面電流。

發明內容

本公開涉及方法，其用于為液壓系統中的組件降低表面電流誘導的降解速率，該液壓系統具有暴露于磷酸酯基液壓流體的組件，該方法包括向液壓流體中添加氧化還原偶對(redox couple)的步驟。所選的氧化還原偶對在液壓系統中為氧化電流和還原電流二者都提供優先通道。表面電流降解包括在液壓系統組件表面發生的任何不利變化，其包括例如，腐蝕和沉積。沉積應該理解為包括電鍍沉積。

本公開進一步涉及液壓系統，其包括磷酸酯基液壓流體和氧化還原偶對，該氧化還原偶對被選擇為在液壓系統中為氧化電流和還原電流二者都提供優先通道。

本公開進一步涉及在液壓系統中使用的液壓流體，該流體包括磷酸酯基化合物和氧化還原偶對。更具體地，所述氧化還原偶對被選擇為在液壓流體中為氧化電流和還原電流二者都提供優先通道。

更進一步，本公開涉及用于液壓流體的包括氧化還原偶對的添加劑，并且更具體地，用于磷酸酯基液壓流體的包括氧化還原偶對的添加劑。添加劑包含選擇為在液壓系統中為氧化電流和還原電流二者都提供優先通道的氧化還原偶對。

作為添加劑添加到液壓系統中的結果，負責腐蝕的電流以及負責膜形成的電流都減小到在沒有添加劑的標準操作期間發生的各自氧化電流值和還原電流值的小分數(少于2.5％)。本公開的方面因此最小化與液壓系統組件降解相關的電動驅動的表面電流，產生如此表面電流，其通過由添加劑(即添加的氧化還原偶對)提供的期望氧化還原反應，而不是通過在已知液壓流體系統中現有的反應途徑“分流(shunt)”。因此，根據本公開的方法、系統、液壓流體和添加劑，在液壓系統中，電動驅動的腐蝕速率和液壓組件表面的沉積速率都顯著降低。