ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ СИСТЕМ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ САМОЛЁТОВ И ВЕРТОЛЕТОВ

Для защиты и декоративной отделки самолетов, вертолетов и других видов авиационной техники применяются различные системы покрытий.

Системой покрытий называют сочетание последовательно нанесенных слоев лакокрасочных материалов различного назначения (грунтовка, эмаль, шпатлевка).

Система, а не одно покрытие применяется потому, что невозможно в одном материале сочетать многообразные свойства, какими должны обладать покрытия, например, высокую адгезию, хорошие защитные свойства, длительную атмосферостойкость и высокие декоративные качества.

Применение той или иной системы покрытий для внешних поверхностей обшивки самолетов или вертолетов зависит от назначения конструкции, декоративных требований, режима работы и условий эксплуатации.

При окраске внешних поверхностей пассажирских самолетов необходимо, чтобы покрытия, кроме обычных предъявляемых к ним требований (защита от коррозии), способствовали улучшению внешнего вида ЛА. Для этих целей они должны обладать большим глянцем, красивым внешним видом и хорошо подобранной цветовой схемой окраски.

Обшивка сверхзвуковых самолетов в результате трения воздуха с поверхностью обшивки нагревается примерно на 140 °С выше окружающего воздуха при скорости полета 2400 ... 2500 км/ч. Для таких самолетов нужны покрытия, обладающие достаточной теплостойкостью и устойчивостью к сдвигу в полете (если в полете на больших скоростях покрытие от нагрева сильно размягчается, то оно сдвигается воздушным потоком).

К защите самолетов морской авиации предъявляются другие требования. Эти самолеты длительное время подвергаются воздействию морской воды и атмосферы, насыщенной морскими солями. Следовательно, для защиты таких самолетов необходимы системы покрытий, обладающие большой водонепроницаемостью и высокими защитными свойствами.

Повышенные требования к противокоррозионной защите также предъявляются к самолетам и вертолетам сельскохозяйственной авиации, поскольку в процессе обработки полей они подвергаются воздействию различных ядохимикатов, разрушающих лакокрасочные покрытия и способствующих возникновению значительной коррозии.

В коррозионном отношении внешняя поверхность ЛА различна.

Самолетные и вертолетные конструкции из алюминиевых сплавов включают многие детали из магниевых сплавов, различных марок стали и других металлов, различающихся между собой коррозионной стойкостью, а также неметаллические детали. Кроме того, детали работают в различных условиях и при различных температурах.

Вследствие указанных и других причин противокоррозионная защита отдельных поверхностей самолетов производится различными системами покрытий, отличающимися как по защитным свойствам, так и стойкости к нагреву. Однако в декоративном отношении наружное и отделочное покрытие по всей поверхности остается общим.

Все детали внешнего контура (обшивочные листы, прессованные панели, поковки, штамповки, литые детали и т.п.) перед грунтованием подвергаются анодному окислению (анодированию) в серной кислоте с последующим наполнением в растворе бихромата калия. Эта операция позволяет повысить защитные свойства анодной пленки, кроме того, к такой поверхности адгезия лакокрасочных покрытий выше, чем в случае уплотнения (наполнения) в воде. В воде уплотняются главным образом те детали, которые после анодирования лакируются.

Конструктор, выбирая покрытия для своего изделия, исходит главным образом из его назначения и условий эксплуатации.

Системы лакокрасочных покрытий можно разделить на два вида: для защиты и декоративной отделки наружных поверхностей изделий и для защиты внутренних поверхностей планера и деталей внутреннего набора.

Как правило, для наружных поверхностей применяют эмалевые системы, состоящие из грунтовки, покрывных эмалей и только в отдельных случаях применяется местная шпатлевка.

При всем многообразии имеющихся конструкций самолетов и вертолетов внешние поверхности всех изделий могут быть защищены с помощью следующих систем лакокрасочных покрытий: перхлорвиниловой, акриловой, эпоксидной, полиуретановой и лаковой.

Основные свойства указанных систем покрытия рассматриваются ниже.

Перхлорвиниловая система применяется преимущественно для окраски транспортных, сельскохозяйственных и морских самолетов, а также вертолетов различного назначения.

Существенными недостатками перхлорвиниловых покрытий является плохое сцепление с металлическими поверхностями и ограниченная термостойкость. Они могут работать длительно при температуре не выше 80... 85 °С.

Перхлорвиниловые покрытия имеют хорошую адгезию к ряду грунто- вок. На наружные поверхности самолетов и вертолетов их наносят главным образом на акриловые грунтовки. Это объясняется тем, что зти грунтовки быстро высыхают, имеют хорошую адгезию почти ко всем металлам и сплавам, применяемым в авиационных конструкциях. В системе с перхлорвини- ловыми эмалями акриловые грунтовки обладают высокими защитными свойствами, благодаря чему они применяются не только для зашиты плакированных обшивочных листов, но и прессованных панелей и других деталей, выходящих на наружную поверхность из неплакированных и литейных сплавов, обладающих меньшей коррозионной стойкостью, чем плакированные обшивочные листы. Эти системы также наносятся на детали из различных марок алюминиевых сплавов, сваренных точечной, роликовой или другими видами сварки, с последующим химическим оксидированием.

Как правило, перхлорвиниловые системы покрытий состоят из двух слоев грунтовки и двух слоев перхлорвиниловой эмали. В качестве первого слоя на внешние поверхности обшивочных листов, панелей, поковок, штамповок и других деталей, так называемых деталей внешнего контура, до сборки наносят чаще всего один слой акриловой грунтовки, а на внутренние поверхности — фенольномасляную и сушат их при повышенной температуре. Различные грунтовки применяют в этом случае потому, что наносимые после сборки изделий системы покрытий обладают к акриловым грунтовкам более высокой адгезией, чем к фенольномасляной.

Кроме того, после горячей сушки возрастают адгезия, твердость и прочность грунтовочного слоя, что способствует лучшему сохранению его в процессе сборки агрегатов и узлов.

После сборки изделий наносится второй слой акриловой грунтовки и перхлорвиниловая змаль. С целью увеличения защитных свойств систем покрытий во второй слой грунтовки и первый слой эмали вводится 1,5 ... 2 % алюминиевой пудры ПАП-2. Чтобы не ухудшить адгезию, в первый слой акриловых грунтовок алюминиевая пудра не вводится.

В тех случаях, когда детали перед грунтованием анодировать или химически аксидировать невозможно, в качестве первого слоя применяют фосфа- тарующую грунтовку. Это позволяет увеличить адгезию и защитные свойства системы покрытий.

Перхлорвиниловые покрытия не стойки к синтетическим маслам и гидравлическим жидкостям типа НГЖ-4, при попадании которых на покрытия последние разрушаются. Поэтому на участки поверхности обшивки, на которые такие масла и жидкости могут попадать, наносится система покрытий, состоящая из грунтовки и двух слоев эпоксидной или полиуретановой змали. Эпоксидная система обладает достаточной стойкостью к ряду синтетических масел, а полиуретановая - к указанным маслам и к гидравлическим жидкостям типа НГЖ-4.

Акриловая система применяется для окраски внешних поверхностей пассажирских самолетов различных конструкций. Она состоит из двух слоев акриловой грунтовки и друх слоев акриловой змали. Эмали быстро высыхают и образуют покрытие с красивым внешним видом и хорошей атмосферо- и светостойкостью. В системе с акриловыми грунтовками они обладают хорошими защитными свойствами в отношении плакированных и неплакированных, а также литейных алюминиевых сплавов, предварительно анодированных или химически оксидированных.

Покрытия стойки к воздействию бензина, керосина, но не стойки к синтетическим маслам.

После сборки изделий и подготовки к дальнейшей окраске наносится второй слой акриловой грунтовки с введением 1,5-процентной алюминиевой пудры и два слоя акриловой эмали. В тех случаях, когда перед грунтованием анодировать или химически оксидировать детали невозможно, то для увеличения адгезии и защитных свойств в качестве первого слоя применяют фос- фатирующую грунтовку горячей сушки. Горячая сушка улучшает адгезию и водостойкость грунтовки. Водостойкость необходима при подготовке деталей или агрегатов к дальнейшей окраске. Обычно в этих случаях возникает необходимость в обезжиривании, т.е. в промывке 3-процентным водным раствором нейтрального калийного мыла с последующей протиркой хлопчатобумажными салфетками, смоченными бензином с антистатической присадкой "Сигбол".

На участки поверхности обшивки, на которые попадают синтетические масла и гидравлические жидкости типа НГЖ-4, наносятся вместо акриловой ранее указанные для подобных случаев эмали.

Акриловая система покрытий может длительно эксплуатироваться при температуре до 180 ... 200 °С.

Эпоксидная система покрытий обладает высокими защитными свойствами, стойка к воздействию ядохимикатов, бензина, керосина и минеральных масел. Покрытия отличаются большой механической прочностью, они легко поддаются очистке от загрязнений. Недостатком покрытий является меление в атмосферных условиях, что способствует ухудшению их внешнего вида в декоративном отношении. Защитные же свойства остаются высокими.

Порядок нанесения отдельных слоев грунтовки и эмали такой же, как и для перхлорвиниловой системы. Если детали из алюминиевого сплава не анодируют в серной кислоте, а химически оксидируют, то может применяться система на основе эпоксидно-полиамидной грунтовки и эпоксидной эмали. Применение такой системы возможно, потому что эпоксидная грунтовка к оксидной пленке, полученной методом химического оксидирования, имеет хорошую адгезию, в отличие от пленки, полученной анодным окислением (анодированием), к которой эпоксидная грунтовка имеет слабую адгезию.

Внутренние поверхности обшивочных листов, панелей и деталей внешнего контура защищают так же, как для перхлорвиниловой системы.

Полиуретановая система покрытий внешних поверхностей самолетов и вертолетов обладает весьма ценными качествами. Она отличается хорошей атмосферо- и светостойкостью, высокими механическими свойствами (большой твердостью, стойкостью к истиранию и т.д.). Покрытия также устойчивы к воздействию синтетических масел, ядохимикатов и гидрожидкостей типа НГЖ-4.

Благодаря указанным и другим свойствам покрытия в течение ряда лет сохраняют хороший декоративный вид. Они устойчивы к загрязнению, а в случае загрязнений легко поддаются очистке.

В процессе отверждения нанесенные покрытия в течение многих часов (время зависит от температуры цеха) сохраняют небольшой отлип и к ним легко прилипает пыль, поэтому в цехе должна поддерживаться большая чистота.

К недостаткам полиуретановой системы покрытий следует отнести повышенную токсичность змалей в процессе их нанесения, а также необходимость выдерживания нанесенных покрытий в цехе в течение 42 ... 72 ч до вывоза окрашенных JIA на аэродром. После полного отверждения покрытия становятся нетоксичными.

ЗАЩИТА ДЕТАЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО НАБОРА

Детали различного назначения, работающие внутри самолетов и вертолетов, обычно называют деталями внутреннего набора. К ним относятся: стрингеры, лонжероны, шпангоуты, нервюры, трубопроводы, поковки, штамповки, патрубки противообледенительной системы и системы наддува, детали кухонного оборудования, перегородки и др.