徐小艷,張金娜,張建凱,王曉艷,李曉楠,李智超
(北京雅迪力特航空新材料股份公司,北京 101500)
飛機在飛行過程中,飛機外表面、零部件等部位會沉積油污、積碳等污垢;飛機維護保養過程中使用的防腐油等產品也會逐漸失去效用。這些污垢和失效的防腐油不但會影響飛機的外觀,還會誘發飛機金屬材料的腐蝕,影響飛機的飛行安全。因此,飛機的定期清洗對延長飛機壽命起著非常重要的作用。目前,飛機用清洗劑主要分為水基型清洗劑和溶劑型清洗劑兩種。但是,普通的水基型清洗劑對于重油污、積碳等污垢的去除效果不夠理想,對于防腐油這類的樹脂基化合物基本毫無效果。而溶劑型清洗劑由于其優越的去油污能力、對金屬材料的極低的腐蝕性,在飛機的清洗作業中使用越來越廣泛。
飛機上使用的溶劑型清洗劑按照用途可以分為六大類:(1)除膠劑;(2)防腐油清洗劑;(3)電子儀器清洗劑;(4)零部件清洗劑;(5)粘接前和噴漆前清洗劑;(6)噴槍清洗劑。這6類清洗劑的使用部位不僅涉及飛機蒙皮,結構件,輪轂,軸承,起落架,還涉及一些精密電子元器件,儀表盤等。使用稍有不當,就有可能危及飛機的飛行安全。
從使用的原材料來看,溶劑型清洗劑按照主要成分又可分為烴類、鹵代烴、醇類、醚類、酮類、酯類、酚類、碳氫類。烴類清洗劑清洗效果好,毒性低,但一般閃點較低,易燃,使用時不安全。鹵代烴類清洗劑,優點是不易燃,揮發快,溶解力強,如三氟三氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烷、全溴烷烴等,但由于對臭氧層具有破壞作用,危害地球安全及其回收也非常困難,從而被明令禁止使用,實際應用中已經逐漸被其它環保型清洗劑所取代。而醇類、醚類、酮類及酚類清洗劑一般作為助溶劑,提高配方的清洗效果,但氣味大,具有吸入毒性,使用時要注意通風。選擇一款清洗效果優良,對使用者安全,且對環境友好的飛機用溶劑型清洗劑,變得復雜而困難。
飛機制造廠家波音和空客公司以及美國國防部制定了相應的溶劑型清洗劑標準,規范溶劑型清洗劑與飛機材料的相容性指標,使用效果以及使用的安全性。這四個標準分別為:波音標準BAC 5750R(有機溶劑清潔要求)[1];波音標準Boeing D6-17487T(飛機維修材料的評估)[2];空客標準AIMS09-00-002(空客維修材料的評估)[3];美國軍用標準MIL-PRF-680C(脫脂溶劑性能規格)[4]。本文主要對波音標準、空客標準和美軍標內容進行分析和對比,以期選擇出對飛機材料安全而又環保的溶劑型清洗劑。
BAC 5750R由波音公司于2017年3月發布,規定了使用有機溶劑進行清潔的要求。Boeing D6-17487T由波音公司于2014年4月發布,規定了飛機維修材料的評估方法。其中有溶劑型清洗劑的技術要求。這兩個標準中,清洗劑又被分為常規清洗(General Cleaning)、涂漆前最終清洗(Final Cleaning Prepaint)、粘接前最終清洗(Final Cleaning Prebond)。
由表1可以看出,BAC 5750R和Boeing D6-17487T兩個標準關于溶劑型清洗劑的技術要求是一模一樣的。其中涉及的材料以金屬材料為主,不同用途的清洗劑在個別技術要求上有所區別。該標準中涉及的測試方法均采用評估飛行器用清洗劑安全性的常規測試方法。但是,該標準只針對飛機材料有要求,對清洗劑原材料的環保性,對人體安全性都未提及。

表1 波音標準:溶劑清洗劑的技術要求
AIMS09-00-002由空中客車公司于2011年7月發布,規定了空客維修材料的評估方法。該標準將化學產品分為外部和常規清洗、蠟和拋光產品、滅火劑、廁用產品、跑道除冰液五類產品。本文中主要討論外部和常規清洗類的技術要求。
由表2可看出,空客AIMS09-00-002的標準除了對金屬材料的相容性有要求以外,對非金屬材料聚丙烯酸酯和聚碳酸酯都有材料相容性的要求,這使得清洗劑的應用范圍更廣,對清洗劑的要求也更高。

表2 AIMS09-00-002外部和常規清洗的技術要求
MIL-PRF-680C由美國國防部于2010年3月發布,主要規定了五種由石油餾出物組成的脫脂溶劑的技術規范。
由表3可以看出,美軍標MIL-PRF-680C,規定了大量使用安全方面的試驗項目:閃點,初餾點,干點,涉及清洗劑的著火點;芳烴,芳烴含量,總酚含量,二氯苯含量,苯含量,四氯乙烯含量,三氯乙烯含量涉及對使用者的接觸安全性;顏色,氣味涉及使用者的操作體驗。此外,該標準規定了使用效果的評估方法,以及相關的飛機金屬材料的相容性試驗。

表3 MIL-PRF-680C 脫脂溶劑的技術要求
綜合分析以上四個標準的技術性能,可以看到四個標準都有的通用要求,而這些要求均是從飛機材料相容性考慮的,如對金屬的腐蝕性要求。除了這些通用要求,不同的標準針對不同的清洗方式還有各自的特殊要求,如波音公司針對涂漆前的清洗以及粘接前的清洗有不同要求;空客公司對于非金屬材料的相容性有要求;美軍標對清洗劑的理化指標以及原材料的環保性都有要求。
飛機清洗劑是一種技術含量較高的工業清洗劑,國外根據清洗劑種類、清洗對象等對清洗劑進行了詳細分類,并針對這些分類制定了相應的規范和標準。但是,每個標準都有一定的缺項,不能完全覆蓋所有項目。而國內雖然沒有針對飛機溶劑型清洗劑關于材料相容性方面的標準,但是有針對清洗劑的環保性的標準,如GB 38508-2020《清洗劑揮發性有機化合物含量限值》[5],規定了清洗劑的產品分類、揮發性有機化合物(VOC)的限值要求。如果能把國內外這些標準融合在一起,制定一個關于飛機溶劑型清洗劑的國標,對于促進更環保、更高效的飛機溶劑型清洗劑產品的研制、開發和應用將會有很大幫助。