裝備修理中常見的脫漆技術及其優缺點分析

方勝勇 李志飛 陸才雄

（中國人民解放軍第7451工廠，郴州 423000）

飛機、船舶以及坦克等裝備服役期間，每隔一段時間就需要進行一次大修。例如，飛機表面的油漆涂層由于光照、溫度及酸堿度等因素，會出現老化、龜裂或局部脫落等現象，從而失去對機身表面的保護[1]。因此，大修時需要脫去機身表面的油漆涂層，檢測裝備機體結構件中的裂紋與缺陷并重新噴漆。可見，機體表面的脫漆是裝備大修工作中的一個重要環節。本文對5種脫漆技術在裝備修理工作中的應用特點進行分析總結，并展望未來脫漆技術的發展方向。

1 5種脫漆技術的原理

1.1 化學劑脫漆

化學劑脫漆是最常見的裝備機體脫漆技術。它的工作機理是破壞油漆涂層的空間結構或與基材間的連接。最常用的是堿性化學劑，原理是強堿在加熱的情況下與油漆發生反應，將油漆去除。化學劑脫漆的優點是不受材料尺寸大小的影響，適用范圍廣，脫漆質量高，勞動強度低，但效率低，需要配置一套包含加熱鍋爐設備的密閉脫漆房，且化學劑大多會污染環境。

1.2 噴砂脫漆

噴砂脫漆在歐美等發達國家運用廣泛，是一種高效的脫漆手段。它利用壓縮空氣形成高速噴射束，將噴料（如石英砂等）高速噴射到裝備機體表面脫去油漆涂層。噴砂脫漆主要由高壓噴砂系統、噴砂房、舊砂回收裝置、噪聲處理系統以及通風系統等部分組成。噴砂脫漆對大件裝備

機脫漆效果較好且效率高，但不適用于管路等小部件。此外，噴砂前對機體的處理有較高要求，作業時會產生大量的粉塵、廢氣和噪聲，且舊砂回收難度大，投入成本高，對周邊環境有污染。

1.3 高壓水射流脫漆

高壓水射流脫漆是近幾年國際上興起的一門高科技脫漆技術，機理是利用高壓泵將水加壓至數百個大氣壓，通過噴嘴噴射出高壓力、高流速且射流不斷的水射流作用于機體表面來達到脫漆目的。相比化學劑脫漆和噴砂脫漆，高壓水射流脫漆有其獨特的優勢。首先，對脫漆工件的結構材質等沒有特別要求，非常適合大件機體脫漆和管路的清通，脫漆快速徹底。其次，成本低，不到化學劑脫漆成本的一半[2]。最后，脫漆后漆皮回收難度較低，對環境幾乎沒有影響。但是，高壓水射流脫漆人工操作勞動強度大，存在安全風險，且裝備脫漆后若不及時風干易生銹。

目前，國內外形成了高壓純水射流脫漆、磨料水射流脫漆和機器人自動射流脫漆3種高壓水射流脫漆技術[3]。戴敏等采用后混合的方式在高壓水射流中混入特定標號的磨料顆粒，使噴射的固液混合流體兼具高壓水脫漆和噴砂脫漆機理，使脫漆更加高效。磨料水射流脫漆技術原理如圖1所示，磨料水射流脫漆裝置結構如圖2所示[4]。魯飛等將具備特定功能的機器人運用于超高壓旋轉水射流技術，使得脫漆能夠不重復、不遺漏[5]。

圖1 磨料水射流脫漆技術原理圖

圖2 磨料水射流脫漆裝置結構圖

1.4 超聲波脫漆

超聲波脫漆質量和效率遠高于化學劑脫漆、噴砂脫漆和高壓水射流脫漆。利用超聲波在清洗液介質傳播過程中的“空化作用”產生的強大作用力，促使裝備機體表面油漆涂層發生物理和化學變化以達到脫漆目的。該技術還沒有完全成熟，目前主要運用于小部件和精密部件的脫漆清洗，如航空儀表以及光學器材等，不適合飛機或坦克等大件機體脫漆清洗。

1.5 激光脫漆

激光清洗技術被譽為“21世紀最具潛力的綠色清洗技術”，相比化學劑脫漆和噴砂脫漆，具有綠色環保、適用范圍廣以及清洗效果好等優勢，廣泛應用于航空航天、核工業及船舶修復等領域[6]。激光脫漆機理是裝備機體在高能量激光照射下油漆圖層發生膨脹、蒸發、氣化、燃燒和剝離等一系列物理和化學變化，最終脫離基體表面，可以分為兩種。第一種，燒蝕機理。當基體與漆層對激光能量的吸收系數有較大差異時，基體吸收激光能量極小，不會受到損傷，而漆層容易受熱汽化揮發或瞬間膨脹脫離工件表面。第二種，振動效應機理。當基體與漆層對激光能量的吸收系數差異不大時，一部分激光能量被漆層吸收，一部分激光能量被基體吸收，漆層和基體會在極短時間內升溫產生熱膨脹。由于漆層與基體熱膨脹系數不同，故會在兩者結合界面處產生巨大的應力差。通過應力差克服漆層的附粘力，從而達到脫漆目的。雖然激光脫漆是一種高效綠色環保的技術，但是對脫漆工件的材質有很高要求，適用范圍不廣且購買設備與維護成本高。此外，激光的熱效應有可能對裝備機體造成熱損傷。

2 5種脫漆技術的優缺點對比

從脫漆質量、脫漆效率、適用范圍、成本投入以及環境保護5個方面對5種脫漆技術的優缺點進行對比，見表1。

通過表1可看出：化學劑脫漆和噴砂脫漆雖然有著較高的脫漆質量，但會污染環境，不符合我國綠色發展的主題；超聲波脫漆為綠色脫漆技術，雖然脫漆質量和效率高，但其主要適用于體積小且精密的零部件，并不適用于飛機、坦克等大件裝備脫漆；激光脫漆在國外發展非常成熟，國內的工藝研究和設備研發與國外有差距，且可能對機體造成熱損傷，但隨著越來越多科研資源的探索投入，該技術將得到發展和普及；高壓水射流脫漆在脫漆質量、脫漆效率、適用范圍、成本投入以及環境保護5個方面都有不錯的表現，目前在國際和國內脫漆領域中處于主導地位。雖然該技術有操作者勞動強度大、存在安全風險等缺點，但隨著廣大科研人員進一步的研究探索，可將自動化智能化技術融入其中，將高壓水射流脫漆發展成為一門集數字化智能化手段于一體的脫漆技術。

表1 5種脫漆技術的優缺點對比

3 結語

隨著激光脫漆技術和超聲波脫漆技術的深入發展，未來在裝備修理工作中完全可以低投入將多種綠色脫漆技術聯合運用，以實現更高的脫漆效率。