Adanya gelembung dalam minyak silikon-hidrogen rendah selama penggunaan adalah masalah umum namun tidak dapat dihindari, terutama pada aplikasi kelas-ruang angkasa yang mengutamakan keandalan. Gelembung dapat sangat berdampak pada kinerja, dan akar permasalahannya harus dianalisis secara sistematis dan dihilangkan sepenuhnya.
Bahaya gelembung
Dalam aplikasi luar angkasa, keberadaan gelembung berakibat fatal:
Mempengaruhi pelumasan dan kinerja mekanis: Pada titik pelumasan, gelembung dapat menyebabkan lapisan oli terputus-putus, mengakibatkan "gesekan kering" dan panas berlebih yang terlokalisasi, peningkatan keausan, dan bahkan kejang pada bagian yang bergerak.
Mengurangi kekuatan dielektrik: Meskipun gelembung merupakan isolator yang sangat baik, keberadaannya secara signifikan mengurangi kekuatan dielektrik minyak silikon secara keseluruhan, sehingga berpotensi menyebabkan pelepasan muatan listrik secara lokal atau gangguan listrik, sehingga mengancam sistem elektronik pesawat ruang angkasa.
Mengubah sifat fisik: Gelembung dapat secara signifikan mengubah volume dan kompresibilitas minyak silikon, sehingga mempengaruhi keakuratan dan stabilitasnya sebagai media transmisi cairan atau tekanan redaman.
Lingkaran setan dalam lingkungan vakum: Dalam ruang hampa udara, gas yang terperangkap dengan cepat keluar, menyebabkan tidak hanya kontaminasi massal tetapi juga berpotensi mendidihkan dan menyemprotkan minyak silikon, yang menyebabkan kegagalan kinerja total.
Penyebab Utama dan Solusi Timbulnya Gelembung
Kunci penyelesaian masalah bubble terletak pada “pencegahan dulu, baru eliminasi”.
1. Masuknya Udara Selama Pengoperasian (Entrainment Mekanis)
Penyebab: Ini adalah penyebab paling umum. Pencampuran, penuangan, pengisian, dan terutama pemompaan yang kuat dapat dengan mudah memasukkan udara, menyebabkannya tergeser dan menyebar menjadi gelembung-gelembung kecil, yang kemudian dapat tercampur ke dalam minyak silikon kental.
Larutan:
Optimalkan prosedur operasi: Gunakan metode pencampuran dan pengisian yang lambat dan stabil. Hindari menuangkan dari ketinggian. Disarankan untuk menggunakan kanula untuk menyuntikkan secara perlahan di sepanjang dinding wadah.
Gunakan Peralatan Khusus: Gunakan peralatan pengisian vakum. Selama proses pengisian, sekaligus mengevakuasi tangki penyimpanan oli dan komponen yang akan diisi (seperti gearbox dan peredam). Pengisian selesai di bawah tekanan negatif, yang pada dasarnya menghilangkan jebakan udara.
Rancang Jalur Aliran yang Tepat: Sistem perpipaan harus dirancang agar mengalir dengan lancar, menghindari tikungan tajam dan area sempit untuk meminimalkan turbulensi.
2. Melacak Kelembapan dan-Senyawa Mendidih Rendah dalam Bahan atau Wadah
Penyebab: Minyak silikon itu sendiri mungkin mengandung sedikit kelembapan, atau kelembapan dapat terserap pada permukaan wadah dan peralatan. Dalam kondisi vakum atau suhu tinggi, uap air dan-senyawa dengan titik didih rendah ini menguap, membentuk banyak gelembung kecil.
Larutan:
Pra-perawatan minyak silikon: Sebelum digunakan, vakum-menghilangkan gas minyak silikon. Tempatkan minyak silikon dalam oven pengering vakum pada suhu tinggi (misalnya, 80-100 derajat, di bawah titik nyalanya) dan vakum tinggi selama beberapa jam untuk menghilangkan sisa gas, kelembapan, dan komponen volatil yang terlarut dan tertahan.
Pastikan lingkungan dan peralatan kering: Semua wadah, peralatan, dan komponen yang bersentuhan dengan minyak silikon harus dikeringkan secara menyeluruh dalam oven untuk menghilangkan air yang terserap. Lingkungan pengoperasian harus menjaga kelembapan rendah.
3. Pembangkitan Gas Reaksi Kimia
Alasan: Meskipun minyak silikon-hidrogen rendah stabil secara kimia, dalam kondisi ekstrem (seperti suhu tinggi atau adanya pengotor logam), ikatan Si-H dapat bereaksi dengan sejumlah kecil air atau oksigen, menghasilkan hidrogen.
≡Si-H + H₂O → ≡Si-OH + H₂↑
≡Si-H + O₂ → ... → Pembentukan gas dapat terjadi
Larutan:
Kontrol kemurnian bahan mentah secara ketat: Gunakan minyak silikon-ruangan-dengan kemurnian tinggi.
Hindari kontaminasi: Pastikan lingkungan kerja bersih dan cegah kontak dengan bahan kimia yang tidak kompatibel (asam kuat, basa kuat, dan katalis tertentu). Isolasi secara ketat cairan dari udara dan kelembapan selama penyimpanan dan penanganan.
Pilih bahan yang sesuai: Hindari penggunaan logam seperti tembaga dan seng yang dapat mengkatalisis reaksi ikatan Si-H sebagai bagian atau wadah kontak.
Pasca-pemrosesan: Jika gelembung sudah terbentuk
Jika sudah ada gelembung pada minyak silikon, maka tidak boleh digunakan langsung pada komponen luar angkasa. Pengerjaan ulang diperlukan:
Berdiri: Untuk gelembung yang lebih besar, membiarkannya naik dan pecah secara perlahan dapat dilakukan dengan berdiri dalam waktu lama. Namun cara ini tidak efisien dan tidak efektif untuk gelembung yang lebih kecil.
