飞机表面涂层重新喷涂的工艺与实施

吴光美

摘要：我国多型飞机的设计较早，七八十年代的表面涂层体系多使用环氧底漆和聚氨酯面漆，造成飞机结构的腐蚀，如果飞机的表面涂层系统不能及时得到改善，对机体结构的腐蚀破坏会累积到修复极限，达不到预期的日常生活要求，也会大大增加维修费用，降低飞机的定位率，对其使用寿命和运行性能产生很大的影响，因此，本文探讨飞机表面涂层重新喷涂的工艺与实施，以期提高飞机的安全性能。

关键词：飞机;表面涂层;重新喷涂;工艺

1引言

伴随着我国航空业的发展，各大航空公司不断涌现出各种飞机图案在空中飞行。航空器表面涂层已成为航空公司的名片，体现了航空公司的品牌理念。此外，由于天气、环境、空气复杂等因素，飞机表面涂层会随着时间的推移逐渐老化或脱落，也需要重新喷漆。按照飞机维修要求，飞机飞行一定年限后进行大修，除旧涂层外，修复机体缺陷后再喷新涂层，因此，随着飞机数量的不断增加，表面涂层的重涂已经成为飞机维修企业的主要业务，在飞机维修业务中所占的比重越来越大，就连飞机租赁公司也开始介入飞机涂料市场，对飞机表面涂层和喷涂工艺的设计与施工的研究也引起了人们的关注[1]。

2飞机表面涂层的重要性

当前，我国多型飞机的设计较早，七八十年代的表面涂层体系多使用环氧底漆和聚氨酯面漆，造成飞机结构的腐蚀，特别对飞机的使用寿命特别长，如果这些飞机的表面涂层系统不能及时得到改善，一方面，对机体结构的腐蚀破坏会累积到修复极限，达不到预期的日常生活要求。另一方面，这又会大大增加维修费用，大大降低飞机的定位率，对其使用寿命和运行性能产生很大的影响。为了解决表面涂层所面临的紧迫问题，研制出性能优良的防腐蚀涂料，并用于防腐蚀与修复是一个重要发展方向[2]。由于纳米技术的发展，纳米复合涂层日趋成熟。近几年，针对我国飞机的使用环境、结构腐蚀的特点，中国科学院金属研究所与北京航空工程技术中心合作，开展了纳米复合涂层的研发工作。采用特殊工艺成功地制备了纳米复合涂层，解决了纳米粉末的团聚与分散稳定性两大问题，该涂层具有良好的附着力、耐划伤性、耐渗透性和抗紫外老化性能，在航空防腐中有很好的应用前景，用于实际飞机结构的新涂层系统，必须通过现场使用或实验室加速腐蚀评价来验证。该涂层已在海南某飞机上使用了近5年，涂层表面状况良好，对机身结构无明显腐蚀，但由于现场使用时间短，对涂层耐蚀性能的描述和评价还不够充分，因此在实验室内进行加速腐蚀评价与验证是一种行之有效的方法。

3飞机表面涂层重新喷涂的工艺流程

航空表面涂层再喷涂是一项十分困难的工作，工艺复杂，任何误差都会影响到最终的效果，飞机表面涂层再喷涂工艺可以分为五种工艺。首先移除原始涂层，在所有解决方案容易停留的开放区域，如皮托管，对飞机玻璃、舱口、起落架、天线等敏感部位进行覆盖，然后移除旧漆层。二是表面处理，对整个机身、大翼、尾翼等结构进行损伤和缺陷检查，确认没有损坏的痕迹、划痕和重量，并在达到预期的结构损坏后，对整个机库进行彻底的清洁、除尘，以确保飞机蒙皮表面不平整。三是底色喷涂，即在机身无尘底漆和面漆上完成底色喷涂。第4个工序是图案喷涂，即按飞机喷漆设计方案，喷涂飞机机体，包括机身设计、飞机注册号、航空公司标识等，并将所有外部标识恢复到飞机的维修手册中。最后一道工序是检查油漆的质量和交货。使用涂层测厚仪检查涂层厚度以满足质量要求，根据飞机维修手册和涂料制造商的规定检验涂层厚度，并测试飞机负荷平衡是否符合飞机维护手册的规定，并确认飞机已离开仓库。每一幅图画的具体流程和重绘程序会稍有不同，通常结合客户的要求，与客户充分沟通，结合目前的生产情況，确定具体的工艺，进行验证和改进。

4飞机表面涂层重新喷涂的工艺与实施

飞机表面再喷涂工艺设计主要涉及喷涂材料和工具的选择，以及施工顺序、施工参数和施工步骤的制定。阐述了涂膜去除工艺及涂膜再喷涂工艺的设计。

4.1飞机表面褪膜

去除飞机表面涂层也叫飞机褪色，主要是去除原机体的涂层和花纹。当飞机表面涂布的准备过程中，飞机退色的方法主要有两种，一是物理方法，二是化学方法。一是对需要脱色的地方进行抛光，二是用一些特殊的化学溶剂进行抛光。航空表面涂层去除工艺设计的主要内容有：褪色和机械抛光工具的选择，其他褪色施工耗材的选择，施工顺序的安排。表面涂层的选择是化学溶剂褪色不适用于复合材料表面，因此飞机褪色有两种途径：一是机械抛光，在平面表面抛光;二是金属表面化学褪色和复合喷漆的研磨相结合。一般采用第一种方法，否则采用第二种方法。实践中还可以根据客户的要求来选择。由于平面并非第一次重绘，所以选择第二种褪色方法。从飞机的表面结构来看，机身的化学褪色是由飞机的表面结构决定的，下翼、发动机和垂尾部分则是机械磨削。航空表面涂料所用的脱漆剂主要是氯化烃溶剂脱漆剂，适用于不同涂料体系和不同种类氯化烃溶剂脱漆剂，包括溶液、渗透、溶胀、脱漆、反应等一系列物理化学过程可以实现脱漆效果。航空服务手册规定了脱漆剂用于重新喷漆飞机表面，而SRM或AMM通常会列出相关的失效标准、部件编号或供应商。主要是根据飞机结构维修手册和以前的施工经验，并结合公司的实际情况。消退施工参数施工环境要求：机库内应放置在通风良好、无阳光、无灰尘、20～30℃的机库内。喷漆参数：化学除漆剂喷涂厚度约400nm，先在底面喷出，再向上，最后喷到尾部。脱除剂一般要保持36小时，松散或起泡，并保持12小时。清除剂的最后阶段，用橡胶或塑料刮板将飞机上的化学去除剂和油漆清除掉。航空器机体褪色效果测试：理想的褪色效果是金属表面无残留漆层，露出金属蒙皮表面。如除去不彻底，需重新使用除漆剂，还可采用局部消色法处理残留涂料。颜色处理的施工流程如下：前期准备-密封研磨区-机身化学变色-机身清洗干磨-研磨区域4处破损检查修复。根据保证质量、缩短工期的原则，安排飞机褪色施工过程。按施工顺序，先对机体进行化学褪色处理，再对特殊表面进行抛光处理，只需完成并停止直至黄底为止。

4.2底漆喷涂

经过阳极处理的铝合金表面为涂层提供了良好的表面条件，但部分零件进入人体装配时未喷底漆，虽然有的部位喷了涂料，但涂层严重损坏，氧化膜老化，会降低涂层的附着力，喷涂磷化底漆可以改善涂层与基材之间的附着力。在施磷化底漆时，严格控制酸与树脂的比例，减少酸的用量会降低涂料的附着力，过高的酸度会使涂料脆化。涂布时注意倒酸至树脂中，树脂不宜倒酸，停机一段时间后，可在规定间隔内喷磷化底漆，底漆过厚或间隔太长都会影响漆膜的附着力。飞机防护系统中，底漆是主要保护材料。涂层本身的质量和喷涂底漆的质量直接关系到飞机的防腐性能。现在使用较多的是黄环氧醋浆底漆、银黄环氧聚（邻二甲胺）底漆、聚氨酯醋浆底漆等。锌黄环氧冷色底漆为单组分，与聚氨酯醋漆结合良好，不需要中间过渡层，可在室温下进行加热或干燥，因此无特殊要求，引物多用。为了确保底漆层质量，如直接喷在偏光面，偏光面应清洁，防止涂层出现针孔和缩孔，已涂于磷化底漆上，并按规定的时间间隔涂漆。

4.3中间层喷漆

中间层引物通常有两个作用：一是引物和引物的配合不良。在引物与引物结合不良的情况下，在引物中加入中间层引物作为过渡层，以提高引物匹配效果。另外一种情况是涂层覆盖差，因为飞机对涂层的厚度有严格的规定，在规定的涂层厚度范围内会出现涂层覆盖不良的情况。阻止底部喷出接近涂料颜色的中间涂料，提高涂料覆盖率。因为聚氨酯冷面漆与环氧冷底漆、聚氨酯冷底漆、环氧聚乙烯底漆结合良好，而且聚氨酯醋漆的遮盖力好，目前所用的中底漆较少。现代化的飞机面漆采用聚氨酯醋面漆，因其聚氨酯醋面漆具有优异的耐腐蚀、耐腐蚀、耐候性、耐磨性能，广泛的温度范围和常温干燥，因此被大部分飞机制造企业采用。

4.4喷标记

飞行标志常常代表飞机的特性，例如军用飞机经常喷出一定的迷彩，为确保执行任务时良好的伪装，避免被对方发现。民航机的表面标记通常也是其标志。小型且常用的标识图案，如公司的微牌和一些常用标识，一般采用漏字模喷涂，机身一般用不干胶喷涂。若喷点位置较大，则喷涂前必须用溶剂清洗，以免造成喷点。清洁剂必须为面漆稀释剂。不然将影响喷涂痕的附着力，应该尽可能地薄背景覆盖，如有油漆，应在喷涂后将其撕下，间隙太长，易损坏标识。

4.5整理

经过上述操作，飞机上的喷漆基本完成了，但有时因为不干胶不紧，就会飞出漆雾。取下贴纸后，用白棉纱或布油擦净即可，聚氨酯醋的表面涂层不能用沙擦，如果用沙擦拭，涂层表面会失去光泽。

5结束语

航空工业是一个相对保守的行业，安全是其行业发展的底线，在新产品存在一定的性能不确定性时，用户不可能以高风险的价格换取某些性能优势，这也是该领域新技术变化缓慢的原因，涂层也不例外，表面涂层是飞机结构抗环境腐蚀的一种重要措施，它是提高飞机结构耐腐蚀性能、保证飞机结构寿命的决定性因素。所以，航空公司一定要提前重新喷漆，否则会影响其品牌声誉和安全，航空涂料一般要求耐腐蚀、稳定、耐用，如航空油、液压油等，可长期使用。

参考文献

[1]王浩军，胡生双，郝江华，等.超音速火焰喷涂工艺代替镀硬铬工艺的可行性研究[J].中国科技信息，2020（14）：2.

[2]卞贵学，张杨广，张勇，等.飞机某模拟涂层试样加速腐蝕与自然暴露的对比研究[J].装备环境工程，2020，v.17（05）：33-40.