关于漆层质量问题的浅析

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　　摘 要：漆层质量对飞机的腐蚀防护起着重要的作用，漆层损伤会引起漆膜的失效，产生基体腐蚀。腐蚀开始基材出现局部点状腐蚀，随后点蚀逐渐扩大，产生层片状腐蚀，最终造成破坏性腐蚀，严重影响飞机的飞行安全，本文从结构设计、过程控制、新技术应用等方面阐述了对漆层质量的影响。
　　关键词：漆层质量;前处理;过程控制
　　结构腐蚀是威胁飞机飞行安全的主要因素。在上世纪90年代，曾发生过多起飞机机体蒙皮结构件大面积腐蚀，造成飞机失事的惨痛教训。可见腐蚀防护是飞机结构设计和制造过程中关注的重点。漆层作为飞机机体防护的保护层，不仅可以隔离基材与腐蚀环境发生腐蚀，还可以避免电位差较大的结构材料直接接触，避免电化学腐蚀的产生，有效防止了材料基体的腐蚀，从而达到腐蚀防护与控制目的。漆膜破损是飞机结构腐蚀的必要条件，可见漆层质量的重要性，如何才能保证漆层质量值得去研究。目前航空工业涂漆主要以人工喷涂为主，喷涂质量受制于人的经验水平和责任意识，不易管控。
　　下文就从几个方面浅谈漆层质量的改进。
　　1 结构设计
　　合理的结构设计是保证飞机漆层质量的源头。在某飞机维修厂进行调研时发现1356条腐蚀故障中，有881条在封闭区内，占总数的65%，可见腐蚀故障主要发生在封闭区，对于漆层而言此区域易积水，潮气难以及时排出，易产生腐蚀且腐蚀严重。一般从里向外腐蚀，故障发生的概率高，而飞机表面的腐蚀相对很少。所以建议结构设计对积水区域采取排水措施。
　　某型机翼盒口盖和中央翼内出现不同程度的漆层脱落现象，这也是因为盒段内是密闭空间，无法通风，漆层长时间处于潮湿环境，导致盒段零件漆层防护性能减弱，局部附着力减弱，易造成基体腐蚀。所以为保证产品的质量，新喷涂的漆应确保漆层完全干燥。
　　底漆是主要腐蚀防护层。同时也提供面漆粘接基体、增强面漆粘接力。底漆弹性好，面漆硬度较高，但是弹性较差，因此，对飞机内部结构件，表面漆层系统应采用多层底漆加缓蚀剂的方法代替固有的一层底漆加一层面漆的涂层系统。
　　2 过程控制
　　2.1 前处理
　　漆层质量的好坏主要取决于涂漆前的表面准备即前处理。
　　为改进不锈钢表面喷漆结合力，对不锈钢、钛合金两种基体材料，两种溶胶凝胶材料AC-131 CB和B0202，三种不同的底漆XMS1621，XMS1623和H06-3进行交叉工艺试验，并与常规的钝化、吹砂前处理试验作对比。在完全固化后，对200多块试验试片进行干划格结合力和湿胶带试验。试验结果为溶胶凝胶处理过的表面的漆层结合力优于常规前处理的漆层结合力。
　　采用硫酸阳极化、硼硫酸阳极化、Alodine 1200S和Alodine 1000L四种前处理方式对2024材料进行表面防护，然后喷涂H06-2锌黄底漆，经过膜层重量、膜层厚度、漆层结合力及盐雾试验等测试项目，结果表明：硼硫酸阳极化耐蚀性优于其它三项表面防护工艺，且Alodine 1200S耐蚀性最差。[1]钛合金表面的阳极氧化膜层还可有效降低与其对接的铝合金材料的电偶腐蚀倾向。[2]调研过程中也发现，一般硫酸阳极化的零件腐蚀比铬酸阳极化的明显。所以选择合适的前处理也是保证漆膜质量的重要因素。
　　2.2 工艺参数的控制
　　喷涂工艺属于特种工艺，过程控制非常的重要。应从人机料法环等多因素进行过程管控。做好人员资质、技能水平的提升;做好喷涂设备的工艺鉴定、加工参数优化;做好漆料检测及周期控制;做好涂覆方法标准化及喷涂过程的控制性;做好喷涂环境的检测保证符合施工要求。
　　针对铸钢件在存放过程中表面提早发生锈蚀的问题，从底材处理、涂料性能、涂装工艺等方面对锈蚀原因进行了全面的分析和研究。结果发现，铸钢件表面涂膜厚度达不到设计要求是锈蚀的原因。由于铸钢件表面较粗糙，而测厚时未能根据其特点对测厚仪进行正确校准，使测出的漆膜厚度比实际厚度大10～30μm。在喷底漆时保证基体表面完全覆盖但不要太厚，不要急于喷涂面漆，更不能图省事而只喷一道面漆，同时注意底漆和面漆中间的间隔时间，第一道漆和第二道漆之间的间隔时间。
　　2.3 后处理
　　虽然漆层是结构主要腐蚀防护层，但是飞机投入使用后飞机内部漆层难以更换。缓蚀剂是多种腐蚀抑制剂复合溶解于低表面张力、挥发性溶剂后形成的不含硅有机物。喷涂于结构表面后，缓蚀剂将置换掉结构表面以及缝隙中积聚的水分。能够在结构表面形成一层腊状保护膜，阻止电解液与结构直接接触，从而达到预防腐蚀或者减缓腐蚀速度的作用。大量使用经验证实：飞机制造阶段以及使用/维护阶段，在结构表面喷涂合适种类的缓蚀剂，是一种成本较低且有效的腐蚀预防和控制方法。调查发现，波音公司在龙骨梁下缘条ADF天线安装区域喷涂单层BMS3-29水置换复合型缓蚀剂，至少三年以上才会出现老化迹象。[3]
　　3 新技术
　　喷涂技术对人员素质的要求很高，但是人本身就带有不确定因素，所以自动化、智能化的先进技术的引进也是保证涂敷质量的重要因素。
　　例如采用静电喷涂，喷涂效率高，节约漆料，同时漆层质量好，表面均匀以及附着力均比普通手工喷漆好。油漆的利用率可达95%以上，比普通手工喷漆节约40%-50%左右，还能改善劳动卫生条件。采用喷漆机器人自动喷涂的优点是使用自动化的数控机床代替了人工，实现了喷涂过程的时事监控，提高了喷涂产品质量的稳定性和可控性，保证产品质量的有效提高，减少了人的投入避免涂漆环境对人体的损害。同时可以减少漆料的用量及提高产品的生产效率。
　　4 小结
　　综上所述，漆层质量是飞机防腐的重要组成部分。通过优选前处理工艺，喷涂过程有效控制，及特殊后处理，可以保证漆膜切实起到防护的作用。鉴于飞机喷涂的现状，建议在特殊的结构区域采用缓蚀剂后处理;在行业内统一涂漆工艺规范;广泛应用自动化喷涂等新技术。
　　参考文献：
　　[1]王叶.航空国产2024-T351 大规格厚板表面防护工艺耐蚀性研究.科技创业家，2013-05（上），59.
　　[2]吴松林，刘明辉，易俊兰，陈洁，杨勇进，王志申.不同表面处理工艺对Ti-6Al-4V钛合金漆层结合力和电偶腐蚀性能影响.材料工程，2013（1），6-11.
　　[3]徐海蓉.波音737CL飛机龙骨梁ADF天线安装区域腐蚀防控研究[D].2013.
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