浅谈新型化学转换膜(AC―131)的应用

摘 要：本文根据Boeing飞机出版的维修资料和相关原材料供应商所提供的技术文件，结合生产实际经验，对新型化学转换膜工艺（ac-131）的应用进行的总结。文中重点介绍了新型化学转换膜的性能、技术标准和规范、施工，以及与以往常用的表面防腐处理工艺---汉高公司的alodine简单对比来说明新型化学转换膜工艺（AC-131）的优势等多方面进行了阐述。

关键词：化学转换膜；AC-131；飞机喷漆

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.002

0 前言

现代飞机通常采取两种方法去除旧的油漆，一是打磨法，即使用打磨机人工对老旧的油漆进行打磨去除；另一种方法是化学法，即使用褪漆液将旧的油漆进行去除。航空公司往往处于成本控制考虑，使飞机的空重不至于增加过多，节省宝贵的燃油，化学法褪漆往往是最常见的选择。

褪漆液在去除老旧油漆的同时，也会破坏铝合金蒙皮表面的防腐预处理层，削弱铝合金蒙皮抗腐蚀的能力。所以，在喷涂新油漆之前，需要采取一定的铝合金表面预处理工艺来恢复原来的防腐性能。

现在最常用的方法是，使用汉高（Henkel）公司的alodine表面预处理工艺，使铝合金表面重新形成一层化学转换膜，恢复其原有的防腐能力，该工艺非常成熟，在当今飞机主流制造商比如Boeing、Airbus、加拿大的Bombardier、巴西的Embraer等广泛使用。

考虑到环保要求，3M公司近年来推出了一种新工艺，用机铝合金蒙皮表面预处理，以便于恢复其固有的防腐性能，AC-131工艺，该产品已经得到Boeing公司的认证，并加入了维修手册。

1 防腐机理

AC-131是3M公司研发的一种用机蒙皮表面处理的工艺，其最典型特点是不含重金属铬，为一种双组份液体，可以对铝合金、镍合金、钛合金等合金材料表面进行化学转换膜工艺预处理。

现代飞机蒙皮均为铝合金材料，待将AC-131喷涂至飞机蒙皮表面之后，固化后在基体材料表面形成一层致密的薄膜，这层薄膜不仅仅将铝合金蒙皮与外界大气隔离，还能提高对各类环氧类或聚氨酯油漆的附着力。AC-131的防腐性能，已经得到美国飞机制造商Boeing公司的试验认可，符合BMS10-28（Boeing Material Specification）标准并加入到该标准的供应商目录清单中，可以使用在Boeing飞机的机身蒙皮和垂尾蒙皮上。

而现在常见的汉高公司的alodine工艺，主要作用是使铝合金表面氧化，产生一层致密的氧化膜，从而达到隔离外界大气的目的。

2 施工要求

AC-131工艺施工要求较简单，可以使用喷涂、刷涂等方法完成，对于一名有经验的喷漆工来说，仅需要简单的知识培训即可掌握其施工要领。

AC-131工艺施工前，必须确保所有的修理工作均已经完成，必须确保飞机蒙皮干净，没有污渍、油渍、灰尘、手指印等，必须通过水帘膜试验测试，即水帘膜至少保持30秒的时间内不破。

AC-131工艺对环境没有特殊要求，与油漆的施工环境相近，即在14-30摄氏度，相对湿度低于85%的条件下均可施工。对储存环境要求不高，在4-37摄氏度，密闭状态下，寿命为12个月。

AC-131工艺对设备没有特殊要求，可以使用HVLP（High Volume Low Pressure）喷枪、手持喷枪、软毛刷、不起毛的棉布等，对气源的要求是经过过滤的压缩空气。气源和设备均为飞机维修单位的常备装备，不需要特别准备。

AC-131工艺为双组份液体，其混合溶液的诱导时间为30分钟，混合后必须在24小时内使用，超过24小时将影响其防腐性能。现有的AC-131有两种，AC-131BB（蓝色）和AC-131CB（透明），为便于施工中喷漆工有直观的判断，建议优选使用AC-131BB。

AC-131工艺混合溶液喷后静置3-10分钟，施工人员需检查喷涂效果，将蒙皮搭接缝、蒙皮边缘、窗户或门框开口部位、铆钉或螺栓孔附近、天线或密封胶等部位积聚的滴状混合液用压缩空气吹干净。切记，不可飞溅到周围蒙皮上，以免影响喷漆后的美观度。另外，也可以使用蘸有AC-131工艺混合液的略微湿润的抹布轻轻的将积聚液滴吸走。切记，不可用抹布来回擦拭，以免影响化学转换膜的形成。

AC-131工艺混合液喷后，大约1小时，即可进行底漆和面漆的喷涂工作。

通常，每一加仑液体可以覆盖100平方米的面积。对于一架Boeing737飞机来说，其机身和垂尾的用量通常在4加仑左右。

3 施工步骤

首先，完成表面检查。检查飞机蒙皮表面状态，确保蒙皮修理工作完成，确保不需要喷漆的部件或开口区域均用塑料纸或胶带有效保护。

其次，完成清洁工作。使用碱性清洗溶液对待处理蒙皮表面进行清洁，通过水帘膜连续性测试，说明蒙皮的清洁度符合质量标准。

清洁完成后，重新检查不需要喷漆的部件或开口区域的保护是否被破坏，是否有积水，用经过过滤的压缩空气吹除积水，将被破坏的保护重新处理。

再次，根据AC-131技术规范的要求，将双组份液体进行混合，搅拌均匀，静置至少30分钟。然后使用喷枪，将配制好的AC-131溶液喷涂上飞机蒙皮表面上，注意前后搭接均匀，不要漏喷或过喷。

最后，检查喷涂效果，使用压缩空气清除蒙皮搭接缝、蒙皮边缘、窗户或门框开口部位、铆钉或螺栓孔附近、天线或密封胶等部位积聚的液体。

静待一小时左右，化学转换膜形成，即可转入底漆和面漆的喷涂工序。

4 健康和安全注意事项

AC-131的MSDS（Material Safety Data Sheet）即化学品安全数据说明书，阐明了化学品的理化特性，燃爆性能，对施工人员健康的危害程度，安全使用存储，泄漏处理和急救措施。

AC-131不易燃，若溅到眼睛里或皮肤上，可以用大量水冲洗后；若喷涂时误吸入，需立即转移到室外，远离施工环境；若出现不良反应，或误吞，则必须马上就医。

但雾化后的AC-131具有一定的易爆性，因此工作现场不能有产生电火花的设备，比如电机、风扇等。

AC-131在配液、喷涂时，施工人员均需要配戴呼吸面具、眼罩等个人劳动保护用品。

5 与传统工艺Alodine的比较

Alodine通常使用alodine粉末现场配置溶液，或者直接从供应商处购买配好的溶液。在施工方法上，因为alodine含有重金属铬，对施工人员有潜在的伤害风险，因此通常采取刷涂的办法。而AC-131为双组份液体，不含铬，可以使用与油漆类似的喷涂方法，工作效率高。

Alodine工艺在刷涂到飞机蒙皮上之后，静置约3-5分钟，待铝合金蒙皮表面形成化学转换膜之后，需要使用清水冲洗飞机蒙皮表面，目的是将蒙皮表面残留的alodine溶液冲洗干净。因为冲洗过程中，水会进入保护用的塑料纸或胶带，为了避免残留水影响到后续的喷漆质量，必须对所有区域的保护进行检查，将残留水吹除后重新进行保护。而AC-131则不然，其施工工序与油漆类似，可以视为油漆的一部分，在喷涂完成，AC-131干燥成膜后，可以直接进入油漆喷涂环节。与Alodine工艺相比，AC-131喷后没有清水冲洗环节，因此不需要重新处理保护用的塑料纸或胶带，简化了工序，节约了人力，利于工期安排，对公司整体收益提升有利。

Alodine工艺在刷涂后飞机蒙皮上之后，需要使用清水冲洗飞机蒙皮表面。冲洗飞机蒙皮会产生大量的废液，为避免对环境的危害，需要对废液进行收集，统一进行无害化处理。而AC-131产品施工过程中，不需要冲洗，没有废液的产生，可为公司节约大量的废液处理费用。

6 前景展望

作为一家飞机维修公司，摒弃现有成熟的工艺，采用新的工艺，即便是飞机制造商认可，也要承担相当的风险。因此，在经过反复多部门的调研、风险评估，最终决定采用后，又经过近一年的、持续的对运行中的飞机进行跟踪，未发现有脱漆、腐蚀等现象，这说明这项工艺是可以被飞机维修公司所接受的。

3M公司的AC-131工艺现在仅通过了Boeing公司在飞机机身蒙皮和垂尾蒙皮上的测试，因此现在只能用于对Boeing系列的飞机机身和垂尾蒙皮的防腐处理。对于机翼蒙皮和平尾蒙皮，Boeing尚未对其进行测试，故现在还不能使用。

随着公众对周围环境的要求越来越高，社会整体对环境保护越来越重视，相信类似于AC-131此类更环保、更经济的工艺产品，必将得到更广泛的应用，也希望有更多、更好的产品可以应用到飞机维修业当中。

参考文献：

[1]Boeing AMM （Aircraft Maintenance Manual）.

[2]BMS10-28（Boeing Material Specification），2014.04.24.

[3]3M AC-131 Technical Data Sheet，2013.03.

[4]3M AC-131 Material Safety Data Sheet，2013.11.

[5]3M AC-131 Application Guide，2012.01.

作者简介：董文平（1973-），男，工程师，主要从事飞机机体和部件维修生产和质量检验放行工作。