激光清洗——機場跑道“膠黑”終結者

來源:銳科激光    關鍵詞:激光清洗, 機場跑道, 膠黑,    發布時間:2019-07-30

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近年來,隨著人們環保意識的增強,給世界范圍內清洗業的發展帶來了巨大的挑戰,各種有利于環境保護的清洗技術應運而生,激光清洗技術就是其中之一。激光清洗技術是指采用高能激光束照射工件表面 ,使表面的顆粒、銹跡和涂層等發生瞬間蒸發與剝離 ,從而達到潔凈化的工藝過程。

對于一個機場來說,跑道是它運營的關鍵設施。飛機輪胎在高速著陸時由于摩擦接觸跑道表面造成高溫,該高溫使輪胎橡膠瞬間熔化形成的橡膠黏融物并粘附在道面紋理中,隨著摩擦次數的增加和時間的推移而使道面膠層不斷加厚,造成道面摩擦系數降低,影響飛機的制動性,特別是在道面為濕潤狀態下,跑道上橡膠的粘性使摩擦力明顯降低,直接影響飛機的安全著陸。因此,各大機場每年都要不定期地對跑道進行清洗,并確保道面表面摩阻系數不低于0.5,這樣才能避免事故的發生。

「Rayclass | 銳課堂」激光清洗——機場跑道“膠黑”終結者
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圖片來源于網絡

目前行業內常用的除膠設備有地面銑刨機、移動式拋丸機。

》》地面銑刨機除膠會對跑道表層造成損傷;

》》移動式拋丸機除膠可能會有鋼丸散落到跑道上,如果不及時清理干凈,就會對飛機造成損傷,加大了工人工作量。

在跑道實際清洗作業中,要根據實際“膠黑”厚度的不同而采用不同的能量、移動速度等,從而達到更佳的清洗效率和效果。

激光手持式清洗機是為機場跑道除膠專業定制的,不僅可以有效去除飛機跑道上的輪胎膠層,而且不會對機場跑道造成任何損害,既節能又環保,是飛機跑道清洗方面的首選清洗設備。除膠后跑道摩阻值經測試完全達到規定標準,提高跑道道面質量,確保航班正常起降。

清洗實驗

為了測試激光清洗在飛機場跑道橡膠的實際應用效果,我們采用銳科500W脈沖光纖激光器進行實驗,此款激光器波長為1064nm,脈沖寬度為130-160ns,重復頻率為20-50kHz,激光器纖芯直徑為200,單脈沖能量為25mJ。實驗中,選用20mm/s的清洗速度,以直接輻射的方法,在每一能量條件下進行橡膠清洗,最終實驗取得成功。

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↓↓↓清洗前

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↑↑↑清洗后

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清洗前后對比效果

經過實驗數據的推理,清洗效率與激光能量密度有很大的關系。當激光能量密度很小時,激光對橡膠層表面無明顯作用;當激光能量密度不斷增大時,橡膠層表面開始出現被激光清洗掉的痕跡 ,但清潔率較低;當激光能量密度到一定值時,清洗效率會到100%,而且基材表面完好無損;當激光能量密度進一步增大時,盡管實現了完全清洗,但是在顯微鏡下會發現基體表面會有燒蝕的情況出現。當光斑不變的情況下,激光器的單脈沖能量與激光能量密度呈正比例關系,因此這里給出了激光單脈沖能量與清洗效率的關系曲線。

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清洗效率與單脈沖能量的關系曲線

另外我們也測試了不同橡膠厚度隨激光清洗效率的變化情況:

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從上面圖表可以看出,隨著涂層厚度的增大清洗效率將會變慢。

通過運用500W脈沖激光清洗機場跑道橡膠試驗,當工藝參數適當時,脈沖激光能完全清洗機場跑道橡膠而不傷基體表面。

【Rayclass | 銳課堂】TIPS

激光清洗存在著清洗閾值和損傷閾值。在起始清洗閾值和完全清洗閾值之間 ,清潔效率隨著激光能量密度的升高而增大。在完全清洗閾值與損傷閾值之間 ,基體表面清潔率保持 100% 而且不受任何損傷。銳科激光推出的500W高功率脈沖光纖激光器,具有高平均功率,高單脈沖能量,光斑能量分布均勻,通用控制接口,兼容性強,工作頻率可調,光束勻化度高,完全能滿足清洗機場跑道橡膠清洗的應用。

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