先进商用飞机上密封胶应用研究

李燕

1.引言

密封在商用飞机制造中是一个关键工艺。而密封胶作为这种工艺的载体，是完成这种关键工艺的关键，气密、油密、水密、防磨损腐蚀、胶接、填隙、等，密封胶所有这些功能都是重要的且影响着飞机的性能。例如，油箱密封，在密封中它极为关键，因为油的泄漏是飞行中的安全隐患，它会造成飞机完不成飞机任务而逼迫落地。

2.密封的定义

密封是将液体和气体限制在给定区域内或防止他们进入不需要他们的区域的工艺。密封就是通过封严结构上这些液体能够渗进的所有通道。密封这些通道的材料在湿的、可流动的膏状时被涂敷。经过一定的时间后，这些密封胶“固化”，形成橡胶状的固体，牢牢地粘在它接触的表面。

3.详细的密封方法

3.1密封胶的选择

通常应使用工程图纸上规定的密封胶，如果图纸上没有规定密封胶或没有提供足够信息时，应根据密封的功能（环境压力密封、燃油密封、导电密封）、密封级别（绝对级密封、广泛级密封、中间级密封、限制级密封）、密封方法（贴合面密封胶、填角密封、孔填充、等）并遵照需要的活性期、挤出寿命和/或固化期来选择合适形式的密封胶（类别和分件号）选择密封胶。密封的功能和密封级别通常由工程部门指定，生产部门要根据这些要求选择合适形式的密封胶。

3.1.1密封胶的形式和类别

目前常用的密封胶形式从包装上分四种：A形式（Form A）- 配制好且包装好的用于室温贮藏的密封胶；如BMS5-63 II型 B-4类密封胶有A形式可用（密封胶胶筒包装在带有干燥剂的泊包装里）。B形式（Form B）-以大数量或散装形式包装的密封胶，如55加仑的桶装基料和关联的固化剂容器（他们分别包装好）。K形式（Form K）-包装在预先分配好比例或预先称好的套装中的密封胶；注射筒和阻隔套装也是Form K。P形式（Form P）-配制好且包装好的用于冷藏的密封胶；也称为PMF（预先配制好的冷冻胶）。并不是每种密封胶都这4种形式，所以选择时受到了一定的限制。在这4种形式中，B形式的密封胶使用时需按照制造商推荐的固化剂与基料的比例配制，其过程控制比较麻烦；K形式的密封胶制造商已将固化剂和基料按比例分配好，使用进只需按说明将固化剂完全注入基料中调和即可，用起来比较方便；P形式的密封胶出厂时就已配制好，但为了防止其固化需要在低温下冷冻保存，使用时只需解冻即可，所以大量使用时比较方便，但运输成本偏高。

密封胶有A、B、C、D、E、G六个类别，A类密封胶粘性低（150～500泊），一般用于紧固件刷涂；B类密封胶是流动性低的触变稠膏，粘度高（9000～14000泊），主要用于填角、注射、预填、贴合面密封、紧固件湿安装；C类密封胶较稠，粘度偏高（1500～4000泊），主要用于需要较长挤出时间的贴合面滚涂或紧固件的湿安装；D类密封胶粘度非常高，一般作为孔填充使用；E类密封胶粘度低，常作为一种贴合面涂层喷洒使用；G级密封胶主要用于需要较长挤出时间且粘性较底的贴合面喷洒、刷涂或者滚涂。

同件号的密封胶往往有多个类别，它们分别用于不同的用途。

3.1.2密封胶的时间术语

密封胶使用中有四个关键时间规定，这些时间规定是在标准测试条件下（即：相对湿度50±5%，温度77±5F（25±3C））的时间。

（1）活性期（application time）：密封胶配制或解冻后能够被涂敷或整流的时间；A、B、D和E类密封胶的分件号说明了在标准测试条件下它的活性期；例如：在标准测试条件下，BMS5-95 B-1/2类密封胶的活性期为1/2小时，BMS5-45 A-2的活性期则为2小时.

（2） 挤出期（squeeze-out life）：密封胶配制后或冷冻胶解冻后，直至贴合面密封件、注射密封件、和/或预填密封件被最终紧固在一起所允许的最长时间；带有贴合面密封件、预填和或注射密封零件的密封胶保持适合结构装配的时间长度；对于C和G类密封胶，分件号表示挤出寿命（如：C-48类密封胶的挤出寿命在标准测试条件下为48小时）。

（3）粘性消失期（tack-free time）：密封胶固化至粘性消失状态（无粘性）所需的最短时间；粘性消失期可通过用聚乙烯薄膜轻压在密封胶表面上然后垂直拉开来确定-当该聚乙烯薄膜不粘密封胶时，认为该密封胶已粘性消失。

（4）固化期（cure time）：在温度为77±5F（25±3C）且相对湿度为50±5%时，密封胶从液态糊状变成橡胶状时所需的时间。

3.1.3环境对密封胶性能的影响

实际生产中，由于制造环境中的温度和相对湿度是变化的，所以密封胶的实际时间可能比标准条件下的时间长或短。一般情况下温度每增加200F（11℃），密封胶的粘性消失期和固化期将缩短大约一半；在温度不变的情况下，相对湿度每增加15%，密封胶的粘性消失期和固化期将缩短大约1/3，高达1/2。

温度会影响所有密封胶的活性期、粘性消失期、挤出期和固化期，但湿度对聚硫密封胶的粘性消失期和固化期影响大于对聚硫醚密封胶的影响。即便是同是聚硫密封胶，湿度的影响是也有所不同。采用二氧化锰固化的聚硫密封胶，湿度越高其固化速率越快，湿度越低其固化速度越慢。对以重铬酸盐固化的聚硫密封胶，因水是这种密封胶的一个有效成份，所以湿度对其固化时间没有影响，但这种类型的密封胶对混合比例相当敏感。对于聚硫醚密封胶，属于环氧类固化密封胶，这种密封胶固化快且不受湿度影響，但对混合比例敏感，当涂在聚硫类密封胶上时需要先涂粘性促进剂，预混合冷冻后必须储存在-800F条件下，是比较好的修补类密封胶，常见产品有：PR1826、PR1828、PR2001等。

3.2常用的密封方法

飞机制造中常用的密封方法有：贴合面密封、填角密封、紧固件的湿安装等。

在进行任何密封前，清洗待密封表面是非常重要的，如果待涂胶表面上有尘土或油脂等污物会影响密封胶的粘附。

3.2.1密封前的表面准备

密封前的表面准备指表面清洗（有些表面还需打磨）（有的也叫表面活化），清洗时要使用规定的抹布（BMS15-5 A类）、规定的预清洗和最终清洗溶剂。先对待涂胶表面进行溶剂预清洗（为了帮助去除残余的砂粒、金属粒或其它颗粒，可按需使用吸尘器、压缩空气），在涂密封胶前立即进行最终清洗，对于面漆（瓷漆）以及未涂底漆的复材表面，预清洗后还要进行打磨，产生一个无光泽的表面，打磨时不要将面漆打磨透至露出底漆，否则还要进行补漆。对于未涂底漆的复材表面，打磨后还要进行树脂降解检查：用充满丙酮（aceton）（5.2.2.a节）的干净的BMS 15-5 A类擦拭材料、用重手压用力擦洗零件表面至少15次，向前接着向后算作一次。如果衰退的树脂（呈黄色、桔色或绿色）在抹布上可见，那么联系联络工程部门。如果抹布上看不见衰退的树脂，那么抽检完成后立即进行最终清洗。

3.2.2贴合面密封

这是在两个要接合在一起零件的贴合面之一上涂上密封胶的密封方式。涂胶时使用的工具有气动注胶枪、抹刀、毛刷、滚子、光顺或其他锯齿叶缘刮刀（serrated scraper）以及喷枪等。因为这些工具直接与密封胶接触，因此，选择时要保证这些的工具不会污染密封胶，且不会损伤零件表面。涂胶时要使密封胶要均匀地覆盖在零件表面上，胶层厚度大约0.005英寸（0.013cm），某些零件可能需要0.010-0.030英寸（0.025-0.076cm），以便夹紧后在贴合面边缘能有连续的密封胶挤出。为了确保连续地挤出，可以沿整个贴合面的边缘用相同的密封胶增加一小的胶梗。

4.实际生产中容易出现的问题

1）无论密封胶的哪种应用，待涂胶表面的活化都很重要，否则会出现密封胶与基体粘附性不好，粘附不好的表面做密封胶剥离实验时能看到这些处根本就无密封胶，这样便起不到防腐的作用。2）

2）无论是贴合面密封胶、填角密封胶还是紧固件湿安装，密封胶都要在其活性期内涂敷在零件上，过了活性期的密封胶，即便能涂得开，也不要再使用。

3）涂敷密封胶时，并非是涂得越多防腐效果越好，在满足规范要求时，要尽量少涂胶量，避免过多增加飞机的重量。

5.结束语

密封是飞机制造中的关键工艺，密封胶涂敷的质量直接关系到飞机的性能，要作好密封，就要从密封胶的选择、待涂胶表面的准备、涂敷密封胶等各個环节都按规范进行，使每个环境都处于受控状态，这样才能最大程序上保证飞机的安全性能。

（作者单位：中航飞机西安飞机分公司）