方勝勇 李志飛 陸才雄

（中國(guó)人民解放軍第7451工廠，郴州 423000）

飛機(jī)、船舶以及坦克等裝備服役期間，每隔一段時(shí)間就需要進(jìn)行一次大修。例如，飛機(jī)表面的油漆涂層由于光照、溫度及酸堿度等因素，會(huì)出現(xiàn)老化、龜裂或局部脫落等現(xiàn)象，從而失去對(duì)機(jī)身表面的保護(hù)[1]。因此，大修時(shí)需要脫去機(jī)身表面的油漆涂層，檢測(cè)裝備機(jī)體結(jié)構(gòu)件中的裂紋與缺陷并重新噴漆?？梢?jiàn)，機(jī)體表面的脫漆是裝備大修工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本文對(duì)5種脫漆技術(shù)在裝備修理工作中的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，并展望未來(lái)脫漆技術(shù)的發(fā)展方向。

1 5種脫漆技術(shù)的原理

1.1 化學(xué)劑脫漆

化學(xué)劑脫漆是最常見(jiàn)的裝備機(jī)體脫漆技術(shù)。它的工作機(jī)理是破壞油漆涂層的空間結(jié)構(gòu)或與基材間的連接。最常用的是堿性化學(xué)劑，原理是強(qiáng)堿在加熱的情況下與油漆發(fā)生反應(yīng)，將油漆去除?；瘜W(xué)劑脫漆的優(yōu)點(diǎn)是不受材料尺寸大小的影響，適用范圍廣，脫漆質(zhì)量高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，但效率低，需要配置一套包含加熱鍋爐設(shè)備的密閉脫漆房，且化學(xué)劑大多會(huì)污染環(huán)境。

1.2 噴砂脫漆

噴砂脫漆在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家運(yùn)用廣泛，是一種高效的脫漆手段。它利用壓縮空氣形成高速噴射束，將噴料（如石英砂等）高速噴射到裝備機(jī)體表面脫去油漆涂層。噴砂脫漆主要由高壓噴砂系統(tǒng)、噴砂房、舊砂回收裝置、噪聲處理系統(tǒng)以及通風(fēng)系統(tǒng)等部分組成。噴砂脫漆對(duì)大件裝備

機(jī)脫漆效果較好且效率高，但不適用于管路等小部件。此外，噴砂前對(duì)機(jī)體的處理有較高要求，作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵、廢氣和噪聲，且舊砂回收難度大，投入成本高，對(duì)周邊環(huán)境有污染。

1.3 高壓水射流脫漆

高壓水射流脫漆是近幾年國(guó)際上興起的一門高科技脫漆技術(shù)，機(jī)理是利用高壓泵將水加壓至數(shù)百個(gè)大氣壓，通過(guò)噴嘴噴射出高壓力、高流速且射流不斷的水射流作用于機(jī)體表面來(lái)達(dá)到脫漆目的。相比化學(xué)劑脫漆和噴砂脫漆，高壓水射流脫漆有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先，對(duì)脫漆工件的結(jié)構(gòu)材質(zhì)等沒(méi)有特別要求，非常適合大件機(jī)體脫漆和管路的清通，脫漆快速?gòu)氐?。其次，成本低，不到化學(xué)劑脫漆成本的一半[2]。最后，脫漆后漆皮回收難度較低，對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有影響。但是，高壓水射流脫漆人工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，且裝備脫漆后若不及時(shí)風(fēng)干易生銹。

目前，國(guó)內(nèi)外形成了高壓純水射流脫漆、磨料水射流脫漆和機(jī)器人自動(dòng)射流脫漆3種高壓水射流脫漆技術(shù)[3]。戴敏等采用后混合的方式在高壓水射流中混入特定標(biāo)號(hào)的磨料顆粒，使噴射的固液混合流體兼具高壓水脫漆和噴砂脫漆機(jī)理，使脫漆更加高效。磨料水射流脫漆技術(shù)原理如圖1所示，磨料水射流脫漆裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示[4]。魯飛等將具備特定功能的機(jī)器人運(yùn)用于超高壓旋轉(zhuǎn)水射流技術(shù)，使得脫漆能夠不重復(fù)、不遺漏[5]。

圖1 磨料水射流脫漆技術(shù)原理圖

圖2 磨料水射流脫漆裝置結(jié)構(gòu)圖

1.4 超聲波脫漆

超聲波脫漆質(zhì)量和效率遠(yuǎn)高于化學(xué)劑脫漆、噴砂脫漆和高壓水射流脫漆。利用超聲波在清洗液介質(zhì)傳播過(guò)程中的“空化作用”產(chǎn)生的強(qiáng)大作用力，促使裝備機(jī)體表面油漆涂層發(fā)生物理和化學(xué)變化以達(dá)到脫漆目的。該技術(shù)還沒(méi)有完全成熟，目前主要運(yùn)用于小部件和精密部件的脫漆清洗，如航空儀表以及光學(xué)器材等，不適合飛機(jī)或坦克等大件機(jī)體脫漆清洗。

1.5 激光脫漆

激光清洗技術(shù)被譽(yù)為“21世紀(jì)最具潛力的綠色清洗技術(shù)”，相比化學(xué)劑脫漆和噴砂脫漆，具有綠色環(huán)保、適用范圍廣以及清洗效果好等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于航空航天、核工業(yè)及船舶修復(fù)等領(lǐng)域[6]。激光脫漆機(jī)理是裝備機(jī)體在高能量激光照射下油漆圖層發(fā)生膨脹、蒸發(fā)、氣化、燃燒和剝離等一系列物理和化學(xué)變化，最終脫離基體表面，可以分為兩種。第一種，燒蝕機(jī)理。當(dāng)基體與漆層對(duì)激光能量的吸收系數(shù)有較大差異時(shí)，基體吸收激光能量極小，不會(huì)受到損傷，而漆層容易受熱汽化揮發(fā)或瞬間膨脹脫離工件表面。第二種，振動(dòng)效應(yīng)機(jī)理。當(dāng)基體與漆層對(duì)激光能量的吸收系數(shù)差異不大時(shí)，一部分激光能量被漆層吸收，一部分激光能量被基體吸收，漆層和基體會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)升溫產(chǎn)生熱膨脹。由于漆層與基體熱膨脹系數(shù)不同，故會(huì)在兩者結(jié)合界面處產(chǎn)生巨大的應(yīng)力差。通過(guò)應(yīng)力差克服漆層的附粘力，從而達(dá)到脫漆目的。雖然激光脫漆是一種高效綠色環(huán)保的技術(shù)，但是對(duì)脫漆工件的材質(zhì)有很高要求，適用范圍不廣且購(gòu)買設(shè)備與維護(hù)成本高。此外，激光的熱效應(yīng)有可能對(duì)裝備機(jī)體造成熱損傷。

2 5種脫漆技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

從脫漆質(zhì)量、脫漆效率、適用范圍、成本投入以及環(huán)境保護(hù)5個(gè)方面對(duì)5種脫漆技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表1。

通過(guò)表1可看出：化學(xué)劑脫漆和噴砂脫漆雖然有著較高的脫漆質(zhì)量，但會(huì)污染環(huán)境，不符合我國(guó)綠色發(fā)展的主題；超聲波脫漆為綠色脫漆技術(shù)，雖然脫漆質(zhì)量和效率高，但其主要適用于體積小且精密的零部件，并不適用于飛機(jī)、坦克等大件裝備脫漆；激光脫漆在國(guó)外發(fā)展非常成熟，國(guó)內(nèi)的工藝研究和設(shè)備研發(fā)與國(guó)外有差距，且可能對(duì)機(jī)體造成熱損傷，但隨著越來(lái)越多科研資源的探索投入，該技術(shù)將得到發(fā)展和普及；高壓水射流脫漆在脫漆質(zhì)量、脫漆效率、適用范圍、成本投入以及環(huán)境保護(hù)5個(gè)方面都有不錯(cuò)的表現(xiàn)，目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)脫漆領(lǐng)域中處于主導(dǎo)地位。雖然該技術(shù)有操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大、存在安全風(fēng)險(xiǎn)等缺點(diǎn)，但隨著廣大科研人員進(jìn)一步的研究探索，可將自動(dòng)化智能化技術(shù)融入其中，將高壓水射流脫漆發(fā)展成為一門集數(shù)字化智能化手段于一體的脫漆技術(shù)。

表1 5種脫漆技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

3 結(jié)語(yǔ)

隨著激光脫漆技術(shù)和超聲波脫漆技術(shù)的深入發(fā)展，未來(lái)在裝備修理工作中完全可以低投入將多種綠色脫漆技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)更高的脫漆效率。