进气道涂层去除工艺研究

发表时间:2020/10/14   来源:《科学与技术》2020年16期   作者: 钮京芳1 霍光正2
[导读] 本文针对进气道涂层的特点,通过对不同退漆方法的理论分析及试用情况对比,确定了以退漆剂去除为主,以物理清除为辅的去除方法,确保了漆层的去除效果。
         钮京芳1  霍光正2
        1-石家庄海山实业发展总公司

        内容摘要:本文针对进气道涂层的特点,通过对不同退漆方法的理论分析及试用情况对比,确定了以退漆剂去除为主,以物理清除为辅的去除方法,确保了漆层的去除效果。
        
        关键词: 进气道  涂层  去除  退漆剂
        
        
引言:进气道漆层经一个周期的飞行后,部分漆层出现老化、粉化、脱落等问题。为了确保后续漆层的喷涂质量,需将进气道内部旧漆层去除。但由于旧漆层坚硬、致密,整体附着完好,而且进气道内部空间狭窄,所以漆层的去除存在一定的困难。目前,目前国内进气道内表面该涂层退除多采用了手工打磨、机械设备除漆和手工打磨除漆相结合的方法清除。以上两种除漆方法都存在除漆周期长,漆层退除不彻底,对蒙皮及铆钉有机械损伤等弊端,为后续飞机的维修检查增加了大量的工作。
        我厂在对该机型飞机进气道漆层退除过程先后与漆层去除设备厂家进行协商,该设备仅限于对进气道内表面较为平坦部位的退漆,要价昂贵,还需要面临较长的生产周期。对于弧形表面、夹角处的漆层无法使用去除设备的,工厂使用电热风枪从涂层边缘处对吸波涂层进行局部加热,使其软化温度为100℃,再用刮铲将软化的涂层去除。该方法在实际操作中存在诸多问题:100℃的温度难以把握,由于吸波涂层较厚,漆膜表面温度达到100℃,底部漆层的温度却难以把握,况且在此温度范围内,漆层还很坚硬,使用牛角刮板、竹铲刀无法将旧漆层除去,换用金属铲刀,漆层才能从边缘铲除,但除漆范围非常有限。金属铲刀的使用,极易划伤飞机蒙皮表面,对飞机蒙皮,铆钉的完好都存在安全隐患。总之该退漆方法一样面临退漆周期长,质量难以保证,除漆成本过高的问题。
        一、进气道内表面涂层特点
        该机型进气道内表面涂层涂层厚度在400μm~500μm,是其他机型漆层厚度的6倍左右该涂层体系的显著特点是漆膜致密坚硬,具有优异的耐候性,机械性能和耐介质性能。
        二、不同除漆方法的探究
        针对进气道涂层难以退除的现状,为了更好的退除涂层,先后对以下退漆方法进行了调研、考察、研究、试用:
(一)湿喷砂法
        湿喷砂法是将磨料与水混合成砂浆,磨料占20%~30%,并不断搅拌以防止沉淀,用压缩空气压入喷嘴喷向待除漆表面。湿喷砂不易产生粉尘污染,环保性能优良,速度快,效率高。但考虑飞机内部保留大量机件,封堵保护困难,磨料会随着高压喷射到飞机缝隙及各舱口内,难以清理,无法满足机上退漆的需要。
(二)激光除漆法
        激光除漆是将高能量的激光束照射到待清除涂层的表面,利用激光移除基材表面涂层的激光应用技术。经试用发现对于漆层较薄的涂层,漆层能基本清除;对于厚度较厚,硬度较高的涂层,需要多次来回扫描清除,速度缓慢,且无法彻底清除。

其次手持激光镜头较大,无法深入到飞机进气道内部对内表面进行除漆。但目前国产激光除漆设备功率小,速度慢,购置成本高。所以激光除漆作为一项新技术,无法满足进气道内部涂层的去除。
(三)干冰除漆法:
        干冰除漆时通过高压空气将干冰颗粒以高速喷射到需要除漆的漆层表面,利用温差的物理反应使漆层与机体发生脱离。当-78℃的的干冰接触到漆层表面后会产生脆化爆炸现象,从而使漆层收缩及松脱,随之干冰颗粒瞬间气化并膨胀,产生强大的剥离力,将漆层快速彻底从物体表面剥离。经分析该除漆方法存在节约费用、环境安全,对周围环境无污染大优点。经试用,结论为干冰除漆作为一项新技术,除去表面的污物或附着力尚可,但对于坚硬致密,厚度较厚的涂层来讲,只能是通过干冰粒子对漆层表面的高速冲击,冷冻脆化来消弱漆层的附着力,但无法清除涂层。
(四)退漆剂除漆法
        退漆剂除漆法是利用化学试剂对漆膜的渗透溶胀作用,使旧漆膜膨胀溶解来实现。隐身涂层因其漆膜致密,厚度较厚,退漆剂难以渗透进入漆层内部使其溶胀起泡。退漆剂涂膜于吸波涂层2.5h之内,漆层无反应,放置4h后漆层有轻微溶胀鼓起现象,退漆过程需要多次反复涂抹,延长放置时间来进行除去旧漆膜。考虑到退漆周期长,退漆剂使用量大,对操作人员及环境损害严重的弊端,无法满足于现飞机修理的需要。
(五)打磨除漆法
        打磨除漆法是以手工打磨和气动打磨机将结合的方法对旧漆层进行打磨除漆。由于进气道表面多为弧形、曲面等不规则部位,为了保证打磨质量多采用手工打磨的方式进行,气动打磨仅限于操作较为平坦的表面。存在打磨除漆质量较差,内表面有大量油漆残留;飞机蒙皮表面有多处划伤,而且手工打磨只能打磨掉最外表的底面漆,底面漆下面的吸波涂层无法彻底清除;劳动强度大,工作效率低;打磨过程产生的粉尘对人员环境都有伤害,所以不适用于大面积除漆。
        三、进气道除漆方案
        通过对以上各种退漆方法的使用,任何一种单一的除漆方法都无法保证退漆质量并且兼顾效率和成本。通过分析设计了一种工艺简单,除漆效率高,质量稳定,成本低的除漆方案。首先选择合理的除漆剂使漆层软化,使其内部发生溶胀,再用物理方法除去旧漆层;然后选择合理的方法对蒙皮进行清洗,以保证机体表面的清洁;最后对脱漆过程中产生的固体废物进行收集整理,减少对环境的危害。
        四、效果评价
        (一)使用化学物理相结合的方法除漆的优势
        减小工作量;无需增加专用设备,大幅度降低生产成本;除漆效果更彻底:不存在专用设备除漆后铆钉周边,铆钉与铆钉之间油漆的大量残留;使用效果更安全。对飞机蒙皮表面无损伤,对进气道铆钉无减少了因机械振动所造成的铆钉松动。
        (二)潜在风险
        退漆剂属化工类产品,对人体和环境都有一定的毒害作用。退漆剂清洗不彻底,容易在飞机蒙皮表面形成一定程度的残留,易影响后期的喷漆质量。
        
参考文献
        1.曹京宜:《涂装表面预处理技术与应用》,化学工业出版社,2004。
        2.德怀特 G.韦尔登:《涂层失效分析》,化学工业出版社,2011。
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