飛機(jī)表面涂層重新噴涂的工藝與實施

吳光美

摘要：我國多型飛機(jī)的設(shè)計較早，七八十年代的表面涂層體系多使用環(huán)氧底漆和聚氨酯面漆，造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕，如果飛機(jī)的表面涂層系統(tǒng)不能及時得到改善，對機(jī)體結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞會累積到修復(fù)極限，達(dá)不到預(yù)期的日常生活要求，也會大大增加維修費(fèi)用，降低飛機(jī)的定位率，對其使用壽命和運(yùn)行性能產(chǎn)生很大的影響，因此，本文探討飛機(jī)表面涂層重新噴涂的工藝與實施，以期提高飛機(jī)的安全性能。

關(guān)鍵詞：飛機(jī);表面涂層;重新噴涂;工藝

1引言

伴隨著我國航空業(yè)的發(fā)展，各大航空公司不斷涌現(xiàn)出各種飛機(jī)圖案在空中飛行。航空器表面涂層已成為航空公司的名片，體現(xiàn)了航空公司的品牌理念。此外，由于天氣、環(huán)境、空氣復(fù)雜等因素，飛機(jī)表面涂層會隨著時間的推移逐漸老化或脫落，也需要重新噴漆。按照飛機(jī)維修要求，飛機(jī)飛行一定年限后進(jìn)行大修，除舊涂層外，修復(fù)機(jī)體缺陷后再噴新涂層，因此，隨著飛機(jī)數(shù)量的不斷增加，表面涂層的重涂已經(jīng)成為飛機(jī)維修企業(yè)的主要業(yè)務(wù)，在飛機(jī)維修業(yè)務(wù)中所占的比重越來越大，就連飛機(jī)租賃公司也開始介入飛機(jī)涂料市場，對飛機(jī)表面涂層和噴涂工藝的設(shè)計與施工的研究也引起了人們的關(guān)注[1]。

2飛機(jī)表面涂層的重要性

當(dāng)前，我國多型飛機(jī)的設(shè)計較早，七八十年代的表面涂層體系多使用環(huán)氧底漆和聚氨酯面漆，造成飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕，特別對飛機(jī)的使用壽命特別長，如果這些飛機(jī)的表面涂層系統(tǒng)不能及時得到改善，一方面，對機(jī)體結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞會累積到修復(fù)極限，達(dá)不到預(yù)期的日常生活要求。另一方面，這又會大大增加維修費(fèi)用，大大降低飛機(jī)的定位率，對其使用壽命和運(yùn)行性能產(chǎn)生很大的影響。為了解決表面涂層所面臨的緊迫問題，研制出性能優(yōu)良的防腐蝕涂料，并用于防腐蝕與修復(fù)是一個重要發(fā)展方向[2]。由于納米技術(shù)的發(fā)展，納米復(fù)合涂層日趨成熟。近幾年，針對我國飛機(jī)的使用環(huán)境、結(jié)構(gòu)腐蝕的特點(diǎn)，中國科學(xué)院金屬研究所與北京航空工程技術(shù)中心合作，開展了納米復(fù)合涂層的研發(fā)工作。采用特殊工藝成功地制備了納米復(fù)合涂層，解決了納米粉末的團(tuán)聚與分散穩(wěn)定性兩大問題，該涂層具有良好的附著力、耐劃傷性、耐滲透性和抗紫外老化性能，在航空防腐中有很好的應(yīng)用前景，用于實際飛機(jī)結(jié)構(gòu)的新涂層系統(tǒng)，必須通過現(xiàn)場使用或?qū)嶒炇壹铀俑g評價來驗證。該涂層已在海南某飛機(jī)上使用了近5年，涂層表面狀況良好，對機(jī)身結(jié)構(gòu)無明顯腐蝕，但由于現(xiàn)場使用時間短，對涂層耐蝕性能的描述和評價還不夠充分，因此在實驗室內(nèi)進(jìn)行加速腐蝕評價與驗證是一種行之有效的方法。

3飛機(jī)表面涂層重新噴涂的工藝流程

航空表面涂層再噴涂是一項十分困難的工作，工藝復(fù)雜，任何誤差都會影響到最終的效果，飛機(jī)表面涂層再噴涂工藝可以分為五種工藝。首先移除原始涂層，在所有解決方案容易停留的開放區(qū)域，如皮托管，對飛機(jī)玻璃、艙口、起落架、天線等敏感部位進(jìn)行覆蓋，然后移除舊漆層。二是表面處理，對整個機(jī)身、大翼、尾翼等結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷和缺陷檢查，確認(rèn)沒有損壞的痕跡、劃痕和重量，并在達(dá)到預(yù)期的結(jié)構(gòu)損壞后，對整個機(jī)庫進(jìn)行徹底的清潔、除塵，以確保飛機(jī)蒙皮表面不平整。三是底色噴涂，即在機(jī)身無塵底漆和面漆上完成底色噴涂。第4個工序是圖案噴涂，即按飛機(jī)噴漆設(shè)計方案，噴涂飛機(jī)機(jī)體，包括機(jī)身設(shè)計、飛機(jī)注冊號、航空公司標(biāo)識等，并將所有外部標(biāo)識恢復(fù)到飛機(jī)的維修手冊中。最后一道工序是檢查油漆的質(zhì)量和交貨。使用涂層測厚儀檢查涂層厚度以滿足質(zhì)量要求，根據(jù)飛機(jī)維修手冊和涂料制造商的規(guī)定檢驗涂層厚度，并測試飛機(jī)負(fù)荷平衡是否符合飛機(jī)維護(hù)手冊的規(guī)定，并確認(rèn)飛機(jī)已離開倉庫。每一幅圖畫的具體流程和重繪程序會稍有不同，通常結(jié)合客戶的要求，與客戶充分溝通，結(jié)合目前的生產(chǎn)情況，確定具體的工藝，進(jìn)行驗證和改進(jìn)。

4飛機(jī)表面涂層重新噴涂的工藝與實施

飛機(jī)表面再噴涂工藝設(shè)計主要涉及噴涂材料和工具的選擇，以及施工順序、施工參數(shù)和施工步驟的制定。闡述了涂膜去除工藝及涂膜再噴涂工藝的設(shè)計。

4.1飛機(jī)表面褪膜

去除飛機(jī)表面涂層也叫飛機(jī)褪色，主要是去除原機(jī)體的涂層和花紋。當(dāng)飛機(jī)表面涂布的準(zhǔn)備過程中，飛機(jī)退色的方法主要有兩種，一是物理方法，二是化學(xué)方法。一是對需要脫色的地方進(jìn)行拋光，二是用一些特殊的化學(xué)溶劑進(jìn)行拋光。航空表面涂層去除工藝設(shè)計的主要內(nèi)容有：褪色和機(jī)械拋光工具的選擇，其他褪色施工耗材的選擇，施工順序的安排。表面涂層的選擇是化學(xué)溶劑褪色不適用于復(fù)合材料表面，因此飛機(jī)褪色有兩種途徑：一是機(jī)械拋光，在平面表面拋光;二是金屬表面化學(xué)褪色和復(fù)合噴漆的研磨相結(jié)合。一般采用第一種方法，否則采用第二種方法。實踐中還可以根據(jù)客戶的要求來選擇。由于平面并非第一次重繪，所以選擇第二種褪色方法。從飛機(jī)的表面結(jié)構(gòu)來看，機(jī)身的化學(xué)褪色是由飛機(jī)的表面結(jié)構(gòu)決定的，下翼、發(fā)動機(jī)和垂尾部分則是機(jī)械磨削。航空表面涂料所用的脫漆劑主要是氯化烴溶劑脫漆劑，適用于不同涂料體系和不同種類氯化烴溶劑脫漆劑，包括溶液、滲透、溶脹、脫漆、反應(yīng)等一系列物理化學(xué)過程可以實現(xiàn)脫漆效果。航空服務(wù)手冊規(guī)定了脫漆劑用于重新噴漆飛機(jī)表面，而SRM或AMM通常會列出相關(guān)的失效標(biāo)準(zhǔn)、部件編號或供應(yīng)商。主要是根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修手冊和以前的施工經(jīng)驗，并結(jié)合公司的實際情況。消退施工參數(shù)施工環(huán)境要求：機(jī)庫內(nèi)應(yīng)放置在通風(fēng)良好、無陽光、無灰塵、20～30℃的機(jī)庫內(nèi)。噴漆參數(shù)：化學(xué)除漆劑噴涂厚度約400nm，先在底面噴出，再向上，最后噴到尾部。脫除劑一般要保持36小時，松散或起泡，并保持12小時。清除劑的最后階段，用橡膠或塑料刮板將飛機(jī)上的化學(xué)去除劑和油漆清除掉。航空器機(jī)體褪色效果測試：理想的褪色效果是金屬表面無殘留漆層，露出金屬蒙皮表面。如除去不徹底，需重新使用除漆劑，還可采用局部消色法處理殘留涂料。顏色處理的施工流程如下：前期準(zhǔn)備-密封研磨區(qū)-機(jī)身化學(xué)變色-機(jī)身清洗干磨-研磨區(qū)域4處破損檢查修復(fù)。根據(jù)保證質(zhì)量、縮短工期的原則，安排飛機(jī)褪色施工過程。按施工順序，先對機(jī)體進(jìn)行化學(xué)褪色處理，再對特殊表面進(jìn)行拋光處理，只需完成并停止直至黃底為止。

4.2底漆噴涂

經(jīng)過陽極處理的鋁合金表面為涂層提供了良好的表面條件，但部分零件進(jìn)入人體裝配時未噴底漆，雖然有的部位噴了涂料，但涂層嚴(yán)重?fù)p壞，氧化膜老化，會降低涂層的附著力，噴涂磷化底漆可以改善涂層與基材之間的附著力。在施磷化底漆時，嚴(yán)格控制酸與樹脂的比例，減少酸的用量會降低涂料的附著力，過高的酸度會使涂料脆化。涂布時注意倒酸至樹脂中，樹脂不宜倒酸，停機(jī)一段時間后，可在規(guī)定間隔內(nèi)噴磷化底漆，底漆過厚或間隔太長都會影響漆膜的附著力。飛機(jī)防護(hù)系統(tǒng)中，底漆是主要保護(hù)材料。涂層本身的質(zhì)量和噴涂底漆的質(zhì)量直接關(guān)系到飛機(jī)的防腐性能。現(xiàn)在使用較多的是黃環(huán)氧醋漿底漆、銀黃環(huán)氧聚（鄰二甲胺）底漆、聚氨酯醋漿底漆等。鋅黃環(huán)氧冷色底漆為單組分，與聚氨酯醋漆結(jié)合良好，不需要中間過渡層，可在室溫下進(jìn)行加熱或干燥，因此無特殊要求，引物多用。為了確保底漆層質(zhì)量，如直接噴在偏光面，偏光面應(yīng)清潔，防止涂層出現(xiàn)針孔和縮孔，已涂于磷化底漆上，并按規(guī)定的時間間隔涂漆。

4.3中間層噴漆

中間層引物通常有兩個作用：一是引物和引物的配合不良。在引物與引物結(jié)合不良的情況下，在引物中加入中間層引物作為過渡層，以提高引物匹配效果。另外一種情況是涂層覆蓋差，因為飛機(jī)對涂層的厚度有嚴(yán)格的規(guī)定，在規(guī)定的涂層厚度范圍內(nèi)會出現(xiàn)涂層覆蓋不良的情況。阻止底部噴出接近涂料顏色的中間涂料，提高涂料覆蓋率。因為聚氨酯冷面漆與環(huán)氧冷底漆、聚氨酯冷底漆、環(huán)氧聚乙烯底漆結(jié)合良好，而且聚氨酯醋漆的遮蓋力好，目前所用的中底漆較少?，F(xiàn)代化的飛機(jī)面漆采用聚氨酯醋面漆，因其聚氨酯醋面漆具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐腐蝕、耐候性、耐磨性能，廣泛的溫度范圍和常溫干燥，因此被大部分飛機(jī)制造企業(yè)采用。

4.4噴標(biāo)記

飛行標(biāo)志常常代表飛機(jī)的特性，例如軍用飛機(jī)經(jīng)常噴出一定的迷彩，為確保執(zhí)行任務(wù)時良好的偽裝，避免被對方發(fā)現(xiàn)。民航機(jī)的表面標(biāo)記通常也是其標(biāo)志。小型且常用的標(biāo)識圖案，如公司的微牌和一些常用標(biāo)識，一般采用漏字模噴涂，機(jī)身一般用不干膠噴涂。若噴點(diǎn)位置較大，則噴涂前必須用溶劑清洗，以免造成噴點(diǎn)。清潔劑必須為面漆稀釋劑。不然將影響噴涂痕的附著力，應(yīng)該盡可能地薄背景覆蓋，如有油漆，應(yīng)在噴涂后將其撕下，間隙太長，易損壞標(biāo)識。

4.5整理

經(jīng)過上述操作，飛機(jī)上的噴漆基本完成了，但有時因為不干膠不緊，就會飛出漆霧。取下貼紙后，用白棉紗或布油擦凈即可，聚氨酯醋的表面涂層不能用沙擦，如果用沙擦拭，涂層表面會失去光澤。

5結(jié)束語

航空工業(yè)是一個相對保守的行業(yè)，安全是其行業(yè)發(fā)展的底線，在新產(chǎn)品存在一定的性能不確定性時，用戶不可能以高風(fēng)險的價格換取某些性能優(yōu)勢，這也是該領(lǐng)域新技術(shù)變化緩慢的原因，涂層也不例外，表面涂層是飛機(jī)結(jié)構(gòu)抗環(huán)境腐蝕的一種重要措施，它是提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)耐腐蝕性能、保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命的決定性因素。所以，航空公司一定要提前重新噴漆，否則會影響其品牌聲譽(yù)和安全，航空涂料一般要求耐腐蝕、穩(wěn)定、耐用，如航空油、液壓油等，可長期使用。

參考文獻(xiàn)

[1]王浩軍，胡生雙，郝江華，等.超音速火焰噴涂工藝代替鍍硬鉻工藝的可行性研究[J].中國科技信息，2020（14）：2.

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