CN112763428B - 飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，包括：模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层和进行清洁效率试验两方面的内容，其中，模拟生成的飞机表面沉积型污染物膜层为通过白色硅酸盐水泥溶液在试验件表面进行多次喷涂和干燥形成的；并且通过以下至少一种方式评价清洁效率：通过对比清洁前后试验件的失重情况来评价清洁效率，通过对比清洁前后试验件的色差变化情况来评价清洁效率。本发明解决了对于大型飞机难以清洁由矿物质形成的白色膜层，且无法避免白色污染物形成的问题。
Description
技术领域
本发明涉及但不限于飞机维护技术领域，尤指一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法。
背景技术
飞机表面污染程度对外观装饰性影响很大，通常飞机表面污染物主要为尘土及油污型污染物，尘土污染物可通过高压水枪冲洗等方式去除，油污型污染物一般使用专用清洁剂清洁，针对油污型污染物，已有专门的模拟生成污染物及清洁效率评价方法。但是在南方降雨频繁且水质较硬的地区，雨水中含有微量氧化钙、氧化镁等矿物质，雨水附着在飞机表面上后，水分在阳光及气流作用下挥发，溶解的矿物质则沉积在飞机外部蒙皮涂层表面形成难溶的微晶体，长期积累后形成难以去除的白色膜层，对飞机外观造成严重影响。
对于中小型飞机，可通过频繁清洁的方式避免污染物沉积成膜，但大型飞机机体庞大，难以清洁由矿物质形成的白色膜层，无法避免此类白色污染物的形成。
发明内容
本发明的目的是：本发明实施例提供一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，以解决对于大型飞机难以清洁由矿物质形成的白色膜层，且无法避免白色污染物形成的问题。
本发明的技术方案是：本发明实施例提供一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，包括：
模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层，所述沉积型污染物膜层为通过白色硅酸盐水泥溶液在试验件表面进行多次喷涂和干燥形成的；
通过以下至少一种方式评价清洁效率：通过对比清洁前后试验件的失重情况来评价清洁效率，通过对比清洁前后试验件的色差变化情况来评价清洁效率。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，所述模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层，包括：
步骤1，对飞机表面白色污染物进行化学成分分析，得到化学成分分析结果，白色污染物的主要成分包括氧化硅、氧化硅、氧化镁、氧化铝；
步骤2，通过与所述白色污染物成分接近的白色硅酸盐水泥制备试验溶液，并将所述试验溶液均匀喷涂在试验件表面，反复干燥-喷液循环，直至形成模拟飞机表面白色污染物的沉积型污染物膜层。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，所述步骤2中，配制试验溶液的方式为：
采用强度为32.5，白度≥87的白色硅酸盐水泥，按10:1000的比例加入去离子水中，震荡10分钟，然后静止30分钟，取澄清的溶液部分作为所述试验溶液。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，所述形成沉积型污染物膜层之前，还包括：
步骤1a，制备试验件，包括：基于试验件表面材料为涂料，按施工工艺规范要求在经阳极氧化表面处理的铝合金试验件表面涂布飞机机体的涂料并进行干燥。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，其特征在于，所述评价清洁效率包括两种方式的评价：
方式一，当试验件基体材料固定时，用于评价清洁剂或清洁工具的清洁效率；
方式二，当清洁剂和工具固定时，通过改变试验件基体材料，评价试验件基体材料的耐污性。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，所述评价清洁效率的过程包括：
所述形成沉积型污染物膜层之前，还包括：
步骤1b，对步骤1a中形成的试验件进行初始值测试，采用色差仪测试试验件的色差值为E1，使用电子天平称量试验件的重量为W1；随后通过步骤2的方式在试验件表面形成沉积型污染物膜层；
在试验件表面形成沉积型污染物膜层之后，还包括：
步骤3：采用色差仪测试试验件表面沉积型污染物膜层的色差值为E2，使用电子天平称量试验件的重量为W2；
步骤4，采用清洁剂清洁工具对试验件表面沉积型污染物膜层进行清洁，并测试清洁后试验件的色差值为E3，清洁后试验件的重量为W3，从而根据清洁前后色差值和重量的变化确定清洁效率。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，当清洁效率的对象为测试清洁剂和清洁工具时，所述步骤4包括：
选用多种类型待测试清洁剂，以及多个相同基体材料的试验件；
采用不同类型的清洁剂对具有相同基体材料的试验件表面的沉积型污染物膜层进行清洁和测试，分别得到每个试验件清洁后色差值E3和重量W3；其中，色差值E3与色差值E1值最接近的试验件所使用的清洁剂的清洁效率最优。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，当清洁效率的对象为试验件的耐固体沉积物污染性能时，所述步骤4包括：
使用不同基体材料的试验件，并采用同一种清洁剂浸渍试验件具有沉积型污染物膜层的表面5分钟，对比多个试验件清洁前后的色差值及重量差；其中，色差值E3与色差值E1值最接近试验件的耐固体污染物性能最佳。
可选地，如上所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法中，所述清洁剂的清洁效率，以及试验件的易清洁程度为：
η＝(W2-W1)/(W2-W3)×100％；
其中，
W1为未沉积污染物的试验件重量；
W2沉积污染物的试验件在清洁前的重量；
W3沉积污染物的试验件在清洁后的重量。
本发明的优点是：
本发明实施例提供一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，包括：模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层和进行清洁效率试验两方面的内容，其中，模拟生成的飞机表面沉积型污染物膜层为通过白色硅酸盐水泥溶液在试验件表面进行多次喷涂和干燥形成的；并且通过以下至少一种方式评价清洁效率：通过对比清洁前后试验件的失重情况来评价清洁效率，通过对比清洁前后试验件的色差变化情况来评价清洁效率。本发明实施例具有以下优点：
1)，提出模拟生成白色固体沉积物膜层的方法，有利于在实验室开展此类污染物的清洁和预防研究；
2)，能有效评价涂层等材料耐受沉积型固体污染物的能力，以及清洁剂对沉积型固体污染物的清洁效率。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法的流程图；
图2为本发明实施例中一种清洁效率试验装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
针对背景技术中由矿物质形成的白色膜层，对于机体庞大大型飞机难以清洁，并且无法避免此类白色污染物的形成的问题。通常需通过采用低表面能涂料、特殊清洁剂等方式降低污染物的影响，然而，目前缺乏此类沉积型污染物的模拟生成方式，以及对涂层材料等耐固体污染物性能、清洁效率等进行评估的试验方法。
为解决大型飞机在南方多雨且水质较硬环境中，受到白色沉积型污染物污染，对飞机外观及维护性能造成严重不良影响的问题，本发明实施例提供一种能在实验室中模拟大型飞机在多雨且水质较硬环境中形成的白色沉积型污染的方法，以及对此类沉积型污染物清洁效率、涂层材料等对沉积型污染物的粘附性等进行评价的方法。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
本发明实施例提供的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，主要包括模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层和通过清洁效率试验进行清洁效率评价两方面的内容。
其中，模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层的实施方式为：根据对飞机表面白色污染物的化学成分分析结果，污染物主要成分为氧化硅、氧化硅、氧化镁、氧化铝等，与符合国标GB/T2015白色硅酸盐水泥的成分接近，因此可调配白色硅酸盐水泥溶液，均匀喷涂在试验件表面，反复干燥-喷液循环，直至形成所需的沉积型污染物膜层。
清洁效率评价的实施方式为：获得沉积型污染物膜层后，对于较轻的试验件，可通过对比清洁前后试验件的失重情况来评价清洁效率，对于不易称重的试验件，可通过对比清洁前后试验件的色差变化情况来评价清洁效率。所述评价清洁效率包括两方面的评价，一方面，当试验件基体材料固定时，可评价清洁剂或清洁工具的清洁效率，另一方面，当清洁剂和工具固定时，可改变试验件基体材料，评价基体材料的耐污性。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤1，对飞机表面白色污染物进行化学成分分析，得到化学成分分析结果，白色污染物的主要成分包括氧化硅、氧化硅、氧化镁、氧化铝；
步骤1a，制备试验件，包括：基于试验件表面材料为涂料，按施工工艺规范要求在经阳极氧化表面处理的铝合金试验件表面涂布飞机机体的涂料并进行干燥；
步骤1b，对步骤1a中形成的试验件进行初始值测试，采用色差仪测试试验件的色差值为E1，使用电子天平称量试验件的重量为W1；
步骤2，通过与白色污染物成分接近的白色硅酸盐水泥制备试验溶液，并将试验溶液均匀喷涂在试验件表面，反复干燥-喷液循环，直至形成模拟飞机表面白色污染物的沉积型污染物膜层。
步骤3：采用色差仪测试试验件表面沉积型污染物膜层的色差值为E2，使用电子天平称量试验件的重量为W2；
步骤4，采用清洁剂清洁工具对试验件表面沉积型污染物膜层进行清洁，并测试清洁后试验件的色差值为E3，清洁后试验件的重量为W3，从而根据清洁前后色差值和重量的变化确定清洁效率。
本发明实施例提供的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，可以应用于航空、汽车等领域，该方法主要包括：模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层和进行清洁效率试验两方面的内容，其中，模拟生成的飞机表面沉积型污染物膜层为通过白色硅酸盐水泥溶液在试验件表面进行多次喷涂和干燥形成的；并且通过以下至少一种方式评价清洁效率：通过对比清洁前后试验件的失重情况来评价清洁效率，通过对比清洁前后试验件的色差变化情况来评价清洁效率。本发明实施例通过提出模拟生成白色固体沉积物膜层的方法，有利于在实验室开展此类污染物的清洁和预防研究；采用本发明实施例提供的方法，能有效评价涂层等材料耐受沉积型固体污染物的能力，以及清洁剂对沉积型固体污染物的清洁效率；从而解决了对于大型飞机难以清洁由矿物质形成的白色膜层，且无法避免白色污染物形成的问题。
以下通过一个具体实施例对本发明实施例提供的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法的具体实施方式进行说明。下面结合附图对本发明做进一步详细说明，请参考图1至图2。
步骤1)，配制试验溶液。
取符合国标GB/T2015要求，采用为强度32.5，白度≥87的白色硅酸盐水泥，按10:1000的比例加入去离子水中，震荡10分钟，然后静止30分钟，取澄清的溶液部分作为试验溶液。
步骤2)，制备试验件。
如试验件表面材料为涂料，按施工工艺规范要求在经阳极氧化表面处理的铝合金试验件(铝合金牌号通常为2024或LY12)表面涂布飞机机体的涂料，试验中为了便于观察，可以采用黑色涂料(无光颜色符合联邦色卡37038，半光颜色符合联邦色卡27038，高光颜色符合联邦色卡17038)进行涂布并干燥，无特殊要求时，试验件尺寸通常为50mm×100mm×1mm。
步骤3)，试验件初始值测试。使用柯尼卡-美能达CR-10PLUS色差仪或其他测量标准偏差⊿E* ab≤0.1的色差仪测试试验件的色差值，记录为E1，使用FA2004型电子天平或其他测量误差±0.1mg的电子天平称量试验件重量，精确至0.1毫克，记录为W1。
步骤4)，在洁净的喷壶或喷雾器中装入步骤1)配制的试验溶液，均匀喷洒在试验件表面，形成完全覆盖试验件表面的水膜，然后干燥(可加温至60℃或使用风扇吹干)，如此循环200次，试验件表面将出现灰白色的沉积型污染物膜层。制备完成后将试验件放置在105℃烘箱中干燥2h，冷却至室温。按步骤3)的要求分别测试试验件的色差E2和重量W2。
步骤5)，测试对象：测试清洗剂和清洗工具的清洗效率。
按步骤2)～步骤4)要求，制备待试多种清洗剂数量3倍的相同材料试验件，其中，试验件使用同一种黑色涂料涂覆，按清洗剂使用说明配制清洗剂。然后使用符合GJB8622要求的清洁效率试验装置，如图2所示，为本发明实施例中一种清洁效率试验装置的结构示意图，图2所示装置中，底座3上设置有用于驱动清洗组件的电机2和摇臂1，清洗组件的端部具有清洗头4，清洗头4的端面设置有用于清洗的海绵头5，将污染的试验件6放在面积为200mm×100mm的清洗槽7中，取100mL清洗剂加入清洗槽7中，使试验件6完全浸入清洗剂溶液中5分钟，用长宽为90mm×70mm的海绵头5，以0.5公斤左右压力往复均匀擦拭试验件6表面10次，然后用去离子水冲洗干净试验件5，在105℃烘箱中干燥10分钟，冷却至室温。按步骤3)要求分别测试多个试验件6的色差值E3和重量W3；色差值E3与色差E1值最接近的试验件所使用的清洗剂的清洗效率最佳。
本发明实施例中，清洁效率的计算方式为：
清洁效率η＝(W2-W1)/(W2-W3)×100％；
上式中：
W1为未沉积污染物的试验件重量；
W2沉积污染物的试验件在清洁前的重量；
W3沉积污染物的试验件在清洁后的重量。
步骤6)，测试对象：测试试验件的耐固体沉积物污染性能。
使用不同基体材料制备试验件，然后使用同一种经验证对固体沉积物有清洗效果的清洗剂浸渍试验件具有沉积型污染物膜层的表面5分钟。然后按步骤5)中要求对比多个试验件清洁前后的色差值及重量差；其中，色差值E3与色差值E1值最接近试验件的耐固体污染物效果最佳。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，其特征在于，包括：
模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层，所述沉积型污染物膜层为通过白色硅酸盐水泥溶液在试验件表面进行多次喷涂和干燥形成的；
通过以下至少一种方式评价清洁效率：通过对比清洁前后试验件的失重情况来评价清洁效率，通过对比清洁前后试验件的色差变化情况来评价清洁效率；
其中，所述模拟生成飞机表面沉积型污染物膜层，包括：
步骤1，对飞机表面白色污染物进行化学成分分析，得到化学成分分析结果，白色污染物的主要成分包括氧化硅、氧化镁、氧化铝；
步骤1a，制备试验件，包括：基于试验件表面材料为涂料，按施工工艺规范要求在经阳极氧化表面处理的铝合金试验件表面涂布飞机机体的涂料并进行干燥；
步骤2，通过与所述白色污染物成分接近的白色硅酸盐水泥制备试验溶液，并将所述试验溶液均匀喷涂在试验件表面，反复干燥-喷液循环，直至形成模拟飞机表面白色污染物的沉积型污染物膜层。
2.根据权利要求1所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，其特征在于，所述步骤2中，配制试验溶液的方式为：
采用强度为32.5，白度≥87的白色硅酸盐水泥，按10:1000的比例加入去离子水中，震荡10分钟，然后静止30分钟，取澄清的溶液部分作为所述试验溶液。
3.根据权利要求1或2所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，其特征在于，所述评价清洁效率包括两种方式的评价：
方式一，当试验件基体材料固定时，用于评价清洁剂或清洁工具的清洁效率；
方式二，当清洁剂和工具固定时，通过改变试验件基体材料，评价试验件基体材料的耐污性。
4.根据权利要求3所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，其特征在于，所述评价清洁效率的过程包括：
所述形成沉积型污染物膜层之前，还包括：
步骤1b，对步骤1a中形成的试验件进行初始值测试，采用色差仪测试试验件的色差值为E1，使用电子天平称量试验件的重量为W1；随后通过步骤2的方式在试验件表面形成沉积型污染物膜层；
在试验件表面形成沉积型污染物膜层之后，还包括：
步骤3：采用色差仪测试试验件表面沉积型污染物膜层的色差值为E2，使用电子天平称量试验件的重量为W2；
步骤4，采用清洁剂清洁工具对试验件表面沉积型污染物膜层进行清洁，并测试清洁后试验件的色差值为E3，清洁后试验件的重量为W3，从而根据清洁前后色差值和重量的变化确定清洁效率。
5.根据权利要求4所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，其特征在于，当清洁效率的对象为测试清洁剂和清洁工具时，所述步骤4包括：
选用多种类型待测试清洁剂，以及多个相同基体材料的试验件；
采用不同类型的清洁剂对具有相同基体材料的试验件表面的沉积型污染物膜层进行清洁和测试，分别得到每个试验件清洁后色差值E3和重量W3；其中，色差值E3与色差值E1值最接近的试验件所使用的清洁剂的清洁效率最优。
6.根据权利要求4所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，其特征在于，当清洁效率的对象为试验件的耐固体沉积物污染性能时，所述步骤4包括：
使用不同基体材料的试验件，并采用同一种清洁剂浸渍试验件具有沉积型污染物膜层的表面5分钟，对比多个试验件清洁前后的色差值及重量差；其中，色差值E3与色差值E1值最接近试验件的耐固体污染物性能最佳。
7.根据权利要求5或6所述的飞机表面沉积型污染物的模拟生成及清洁效率试验方法，其特征在于，所述清洁剂的清洁效率，以及试验件的易清洁程度为：
η＝(W2-W1)/(W2-W3)×100％；
其中，
W1为未沉积污染物的试验件重量；
W2沉积污染物的试验件在清洁前的重量；
W3沉积污染物的试验件在清洁后的重量。
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