先進(jìn)商用飛機(jī)上密封膠應(yīng)用研究

李燕

1.引言

密封在商用飛機(jī)制造中是一個(gè)關(guān)鍵工藝。而密封膠作為這種工藝的載體，是完成這種關(guān)鍵工藝的關(guān)鍵，氣密、油密、水密、防磨損腐蝕、膠接、填隙、等，密封膠所有這些功能都是重要的且影響著飛機(jī)的性能。例如，油箱密封，在密封中它極為關(guān)鍵，因?yàn)橛偷男孤┦秋w行中的安全隱患，它會(huì)造成飛機(jī)完不成飛機(jī)任務(wù)而逼迫落地。

2.密封的定義

密封是將液體和氣體限制在給定區(qū)域內(nèi)或防止他們進(jìn)入不需要他們的區(qū)域的工藝。密封就是通過封嚴(yán)結(jié)構(gòu)上這些液體能夠滲進(jìn)的所有通道。密封這些通道的材料在濕的、可流動(dòng)的膏狀時(shí)被涂敷。經(jīng)過一定的時(shí)間后，這些密封膠“固化”，形成橡膠狀的固體，牢牢地粘在它接觸的表面。

3.詳細(xì)的密封方法

3.1密封膠的選擇

通常應(yīng)使用工程圖紙上規(guī)定的密封膠，如果圖紙上沒有規(guī)定密封膠或沒有提供足夠信息時(shí)，應(yīng)根據(jù)密封的功能（環(huán)境壓力密封、燃油密封、導(dǎo)電密封）、密封級(jí)別（絕對(duì)級(jí)密封、廣泛級(jí)密封、中間級(jí)密封、限制級(jí)密封）、密封方法（貼合面密封膠、填角密封、孔填充、等）并遵照需要的活性期、擠出壽命和/或固化期來選擇合適形式的密封膠（類別和分件號(hào)）選擇密封膠。密封的功能和密封級(jí)別通常由工程部門指定，生產(chǎn)部門要根據(jù)這些要求選擇合適形式的密封膠。

3.1.1密封膠的形式和類別

目前常用的密封膠形式從包裝上分四種：A形式（Form A）- 配制好且包裝好的用于室溫貯藏的密封膠；如BMS5-63 II型 B-4類密封膠有A形式可用（密封膠膠筒包裝在帶有干燥劑的泊包裝里）。B形式（Form B）-以大數(shù)量或散裝形式包裝的密封膠，如55加侖的桶裝基料和關(guān)聯(lián)的固化劑容器（他們分別包裝好）。K形式（Form K）-包裝在預(yù)先分配好比例或預(yù)先稱好的套裝中的密封膠；注射筒和阻隔套裝也是Form K。P形式（Form P）-配制好且包裝好的用于冷藏的密封膠；也稱為PMF（預(yù)先配制好的冷凍膠）。并不是每種密封膠都這4種形式，所以選擇時(shí)受到了一定的限制。在這4種形式中，B形式的密封膠使用時(shí)需按照制造商推薦的固化劑與基料的比例配制，其過程控制比較麻煩；K形式的密封膠制造商已將固化劑和基料按比例分配好，使用進(jìn)只需按說明將固化劑完全注入基料中調(diào)和即可，用起來比較方便；P形式的密封膠出廠時(shí)就已配制好，但為了防止其固化需要在低溫下冷凍保存，使用時(shí)只需解凍即可，所以大量使用時(shí)比較方便，但運(yùn)輸成本偏高。

密封膠有A、B、C、D、E、G六個(gè)類別，A類密封膠粘性低（150～500泊），一般用于緊固件刷涂；B類密封膠是流動(dòng)性低的觸變稠膏，粘度高（9000～14000泊），主要用于填角、注射、預(yù)填、貼合面密封、緊固件濕安裝；C類密封膠較稠，粘度偏高（1500～4000泊），主要用于需要較長擠出時(shí)間的貼合面滾涂或緊固件的濕安裝；D類密封膠粘度非常高，一般作為孔填充使用；E類密封膠粘度低，常作為一種貼合面涂層噴灑使用；G級(jí)密封膠主要用于需要較長擠出時(shí)間且粘性較底的貼合面噴灑、刷涂或者滾涂。

同件號(hào)的密封膠往往有多個(gè)類別，它們分別用于不同的用途。

3.1.2密封膠的時(shí)間術(shù)語

密封膠使用中有四個(gè)關(guān)鍵時(shí)間規(guī)定，這些時(shí)間規(guī)定是在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下（即：相對(duì)濕度50±5%，溫度77±5F（25±3C））的時(shí)間。

（1）活性期（application time）：密封膠配制或解凍后能夠被涂敷或整流的時(shí)間；A、B、D和E類密封膠的分件號(hào)說明了在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下它的活性期；例如：在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，BMS5-95 B-1/2類密封膠的活性期為1/2小時(shí)，BMS5-45 A-2的活性期則為2小時(shí).

（2） 擠出期（squeeze-out life）：密封膠配制后或冷凍膠解凍后，直至貼合面密封件、注射密封件、和/或預(yù)填密封件被最終緊固在一起所允許的最長時(shí)間；帶有貼合面密封件、預(yù)填和或注射密封零件的密封膠保持適合結(jié)構(gòu)裝配的時(shí)間長度；對(duì)于C和G類密封膠，分件號(hào)表示擠出壽命（如：C-48類密封膠的擠出壽命在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下為48小時(shí)）。

（3）粘性消失期（tack-free time）：密封膠固化至粘性消失狀態(tài)（無粘性）所需的最短時(shí)間；粘性消失期可通過用聚乙烯薄膜輕壓在密封膠表面上然后垂直拉開來確定-當(dāng)該聚乙烯薄膜不粘密封膠時(shí)，認(rèn)為該密封膠已粘性消失。

（4）固化期（cure time）：在溫度為77±5F（25±3C）且相對(duì)濕度為50±5%時(shí)，密封膠從液態(tài)糊狀變成橡膠狀時(shí)所需的時(shí)間。

3.1.3環(huán)境對(duì)密封膠性能的影響

實(shí)際生產(chǎn)中，由于制造環(huán)境中的溫度和相對(duì)濕度是變化的，所以密封膠的實(shí)際時(shí)間可能比標(biāo)準(zhǔn)條件下的時(shí)間長或短。一般情況下溫度每增加200F（11℃），密封膠的粘性消失期和固化期將縮短大約一半；在溫度不變的情況下，相對(duì)濕度每增加15%，密封膠的粘性消失期和固化期將縮短大約1/3，高達(dá)1/2。

溫度會(huì)影響所有密封膠的活性期、粘性消失期、擠出期和固化期，但濕度對(duì)聚硫密封膠的粘性消失期和固化期影響大于對(duì)聚硫醚密封膠的影響。即便是同是聚硫密封膠，濕度的影響是也有所不同。采用二氧化錳固化的聚硫密封膠，濕度越高其固化速率越快，濕度越低其固化速度越慢。對(duì)以重鉻酸鹽固化的聚硫密封膠，因水是這種密封膠的一個(gè)有效成份，所以濕度對(duì)其固化時(shí)間沒有影響，但這種類型的密封膠對(duì)混合比例相當(dāng)敏感。對(duì)于聚硫醚密封膠，屬于環(huán)氧類固化密封膠，這種密封膠固化快且不受濕度影響，但對(duì)混合比例敏感，當(dāng)涂在聚硫類密封膠上時(shí)需要先涂粘性促進(jìn)劑，預(yù)混合冷凍后必須儲(chǔ)存在-800F條件下，是比較好的修補(bǔ)類密封膠，常見產(chǎn)品有：PR1826、PR1828、PR2001等。

3.2常用的密封方法

飛機(jī)制造中常用的密封方法有：貼合面密封、填角密封、緊固件的濕安裝等。

在進(jìn)行任何密封前，清洗待密封表面是非常重要的，如果待涂膠表面上有塵土或油脂等污物會(huì)影響密封膠的粘附。

3.2.1密封前的表面準(zhǔn)備

密封前的表面準(zhǔn)備指表面清洗（有些表面還需打磨）（有的也叫表面活化），清洗時(shí)要使用規(guī)定的抹布（BMS15-5 A類）、規(guī)定的預(yù)清洗和最終清洗溶劑。先對(duì)待涂膠表面進(jìn)行溶劑預(yù)清洗（為了幫助去除殘余的砂粒、金屬?；蚱渌w粒，可按需使用吸塵器、壓縮空氣），在涂密封膠前立即進(jìn)行最終清洗，對(duì)于面漆（瓷漆）以及未涂底漆的復(fù)材表面，預(yù)清洗后還要進(jìn)行打磨，產(chǎn)生一個(gè)無光澤的表面，打磨時(shí)不要將面漆打磨透至露出底漆，否則還要進(jìn)行補(bǔ)漆。對(duì)于未涂底漆的復(fù)材表面，打磨后還要進(jìn)行樹脂降解檢查：用充滿丙酮（aceton）（5.2.2.a節(jié)）的干凈的BMS 15-5 A類擦拭材料、用重手壓用力擦洗零件表面至少15次，向前接著向后算作一次。如果衰退的樹脂（呈黃色、桔色或綠色）在抹布上可見，那么聯(lián)系聯(lián)絡(luò)工程部門。如果抹布上看不見衰退的樹脂，那么抽檢完成后立即進(jìn)行最終清洗。

3.2.2貼合面密封

這是在兩個(gè)要接合在一起零件的貼合面之一上涂上密封膠的密封方式。涂膠時(shí)使用的工具有氣動(dòng)注膠槍、抹刀、毛刷、滾子、光順或其他鋸齒葉緣刮刀（serrated scraper）以及噴槍等。因?yàn)檫@些工具直接與密封膠接觸，因此，選擇時(shí)要保證這些的工具不會(huì)污染密封膠，且不會(huì)損傷零件表面。涂膠時(shí)要使密封膠要均勻地覆蓋在零件表面上，膠層厚度大約0.005英寸（0.013cm），某些零件可能需要0.010-0.030英寸（0.025-0.076cm），以便夾緊后在貼合面邊緣能有連續(xù)的密封膠擠出。為了確保連續(xù)地?cái)D出，可以沿整個(gè)貼合面的邊緣用相同的密封膠增加一小的膠梗。

4.實(shí)際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)的問題

1）無論密封膠的哪種應(yīng)用，待涂膠表面的活化都很重要，否則會(huì)出現(xiàn)密封膠與基體粘附性不好，粘附不好的表面做密封膠剝離實(shí)驗(yàn)時(shí)能看到這些處根本就無密封膠，這樣便起不到防腐的作用。2）

2）無論是貼合面密封膠、填角密封膠還是緊固件濕安裝，密封膠都要在其活性期內(nèi)涂敷在零件上，過了活性期的密封膠，即便能涂得開，也不要再使用。

3）涂敷密封膠時(shí)，并非是涂得越多防腐效果越好，在滿足規(guī)范要求時(shí)，要盡量少涂膠量，避免過多增加飛機(jī)的重量。

5.結(jié)束語

密封是飛機(jī)制造中的關(guān)鍵工藝，密封膠涂敷的質(zhì)量直接關(guān)系到飛機(jī)的性能，要作好密封，就要從密封膠的選擇、待涂膠表面的準(zhǔn)備、涂敷密封膠等各個(gè)環(huán)節(jié)都按規(guī)范進(jìn)行，使每個(gè)環(huán)境都處于受控狀態(tài)，這樣才能最大程序上保證飛機(jī)的安全性能。

（作者單位：中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司）