飛機表面涂層重新噴涂的工藝與實施

吳光美

摘要：我國多型飛機的設計較早，七八十年代的表面涂層體系多使用環氧底漆和聚氨酯面漆，造成飛機結構的腐蝕，如果飛機的表面涂層系統不能及時得到改善，對機體結構的腐蝕破壞會累積到修復極限，達不到預期的日常生活要求，也會大大增加維修費用，降低飛機的定位率，對其使用壽命和運行性能產生很大的影響，因此，本文探討飛機表面涂層重新噴涂的工藝與實施，以期提高飛機的安全性能。

關鍵詞：飛機;表面涂層;重新噴涂;工藝

1引言

伴隨著我國航空業的發展，各大航空公司不斷涌現出各種飛機圖案在空中飛行。航空器表面涂層已成為航空公司的名片，體現了航空公司的品牌理念。此外，由于天氣、環境、空氣復雜等因素，飛機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。按照飛機維修要求，飛機飛行一定年限后進行大修，除舊涂層外，修復機體缺陷后再噴新涂層，因此，隨著飛機數量的不斷增加，表面涂層的重涂已經成為飛機維修企業的主要業務，在飛機維修業務中所占的比重越來越大，就連飛機租賃公司也開始介入飛機涂料市場，對飛機表面涂層和噴涂工藝的設計與施工的研究也引起了人們的關注[1]。

2飛機表面涂層的重要性

當前，我國多型飛機的設計較早，七八十年代的表面涂層體系多使用環氧底漆和聚氨酯面漆，造成飛機結構的腐蝕，特別對飛機的使用壽命特別長，如果這些飛機的表面涂層系統不能及時得到改善，一方面，對機體結構的腐蝕破壞會累積到修復極限，達不到預期的日常生活要求。另一方面，這又會大大增加維修費用，大大降低飛機的定位率，對其使用壽命和運行性能產生很大的影響。為了解決表面涂層所面臨的緊迫問題，研制出性能優良的防腐蝕涂料，并用于防腐蝕與修復是一個重要發展方向[2]。由于納米技術的發展，納米復合涂層日趨成熟。近幾年，針對我國飛機的使用環境、結構腐蝕的特點，中國科學院金屬研究所與北京航空工程技術中心合作，開展了納米復合涂層的研發工作。采用特殊工藝成功地制備了納米復合涂層，解決了納米粉末的團聚與分散穩定性兩大問題，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用前景，用于實際飛機結構的新涂層系統，必須通過現場使用或實驗室加速腐蝕評價來驗證。該涂層已在海南某飛機上使用了近5年，涂層表面狀況良好，對機身結構無明顯腐蝕，但由于現場使用時間短，對涂層耐蝕性能的描述和評價還不夠充分，因此在實驗室內進行加速腐蝕評價與驗證是一種行之有效的方法。

3飛機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，工藝復雜，任何誤差都會影響到最終的效果，飛機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域，如皮托管，對飛機玻璃、艙口、起落架、天線等敏感部位進行覆蓋，然后移除舊漆層。二是表面處理，對整個機身、大翼、尾翼等結構進行損傷和缺陷檢查，確認沒有損壞的痕跡、劃痕和重量，并在達到預期的結構損壞后，對整個機庫進行徹底的清潔、除塵，以確保飛機蒙皮表面不平整。三是底色噴涂，即在機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，即按飛機噴漆設計方案，噴涂飛機機體，包括機身設計、飛機注冊號、航空公司標識等，并將所有外部標識恢復到飛機的維修手冊中。最后一道工序是檢查油漆的質量和交貨。使用涂層測厚儀檢查涂層厚度以滿足質量要求，根據飛機維修手冊和涂料制造商的規定檢驗涂層厚度，并測試飛機負荷平衡是否符合飛機維護手冊的規定，并確認飛機已離開倉庫。每一幅圖畫的具體流程和重繪程序會稍有不同，通常結合客戶的要求，與客戶充分溝通，結合目前的生產情況，確定具體的工藝，進行驗證和改進。

4飛機表面涂層重新噴涂的工藝與實施

飛機表面再噴涂工藝設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計。

4.1飛機表面褪膜

去除飛機表面涂層也叫飛機褪色，主要是去除原機體的涂層和花紋。當飛機表面涂布的準備過程中，飛機退色的方法主要有兩種，一是物理方法，二是化學方法。一是對需要脫色的地方進行拋光，二是用一些特殊的化學溶劑進行拋光。航空表面涂層去除工藝設計的主要內容有：褪色和機械拋光工具的選擇，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溶劑褪色不適用于復合材料表面，因此飛機褪色有兩種途徑：一是機械拋光，在平面表面拋光;二是金屬表面化學褪色和復合噴漆的研磨相結合。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。從飛機的表面結構來看，機身的化學褪色是由飛機的表面結構決定的，下翼、發動機和垂尾部分則是機械磨削。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、反應等一系列物理化學過程可以實現脫漆效果。航空服務手冊規定了脫漆劑用于重新噴漆飛機表面，而SRM或AMM通常會列出相關的失效標準、部件編號或供應商。主要是根據飛機結構維修手冊和以前的施工經驗，并結合公司的實際情況。消退施工參數施工環境要求：機庫內應放置在通風良好、無陽光、無灰塵、20～30℃的機庫內。噴漆參數：化學除漆劑噴涂厚度約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上的化學去除劑和油漆清除掉。航空器機體褪色效果測試：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：前期準備-密封研磨區-機身化學變色-機身清洗干磨-研磨區域4處破損檢查修復。根據保證質量、縮短工期的原則，安排飛機褪色施工過程。按施工順序，先對機體進行化學褪色處理，再對特殊表面進行拋光處理，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，但部分零件進入人體裝配時未噴底漆，雖然有的部位噴了涂料，但涂層嚴重損壞，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，停機一段時間后，可在規定間隔內噴磷化底漆，底漆過厚或間隔太長都會影響漆膜的附著力。飛機防護系統中，底漆是主要保護材料。涂層本身的質量和噴涂底漆的質量直接關系到飛機的防腐性能。現在使用較多的是黃環氧醋漿底漆、銀黃環氧聚（鄰二甲胺）底漆、聚氨酯醋漿底漆等。鋅黃環氧冷色底漆為單組分，與聚氨酯醋漆結合良好，不需要中間過渡層，可在室溫下進行加熱或干燥，因此無特殊要求，引物多用。為了確保底漆層質量，如直接噴在偏光面，偏光面應清潔，防止涂層出現針孔和縮孔，已涂于磷化底漆上，并按規定的時間間隔涂漆。

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，因為飛機對涂層的厚度有嚴格的規定，在規定的涂層厚度范圍內會出現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氧冷底漆、聚氨酯冷底漆、環氧聚乙烯底漆結合良好，而且聚氨酯醋漆的遮蓋力好，目前所用的中底漆較少。現代化的飛機面漆采用聚氨酯醋面漆，因其聚氨酯醋面漆具有優異的耐腐蝕、耐腐蝕、耐候性、耐磨性能，廣泛的溫度范圍和常溫干燥，因此被大部分飛機制造企業采用。

4.4噴標記

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

4.5整理

經過上述操作，飛機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結束語

航空工業是一個相對保守的行業，安全是其行業發展的底線，在新產品存在一定的性能不確定性時，用戶不可能以高風險的價格換取某些性能優勢，這也是該領域新技術變化緩慢的原因，涂層也不例外，表面涂層是飛機結構抗環境腐蝕的一種重要措施，它是提高飛機結構耐腐蝕性能、保證飛機結構壽命的決定性因素。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和安全，航空涂料一般要求耐腐蝕、穩定、耐用，如航空油、液壓油等，可長期使用。

參考文獻

[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.

[2]卞貴學，張楊廣，張勇，等.飛機某模擬涂層試樣加速腐蝕與自然暴露的對比研究[J].裝備環境工程，2020，v.17（05）：33-40.