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軌道客車特種涂料應(yīng)用探討

 漆書壁經(jīng) 2020-06-23

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2015年08月24日08:59 

來源: 現(xiàn)代涂料與涂裝作者: 郝博T|T

    慧聰表面處理網(wǎng)訊:1前言

    軌道客車涂裝所需的油漆涂料產(chǎn)品主要有常規(guī)油漆涂料和特種功能型油漆涂料。常規(guī)涂裝所用的油漆涂料產(chǎn)品是眾所周知的,比方說底漆、膩?zhàn)?、中涂、面漆等等。而?duì)于軌道客車設(shè)計(jì)制造過程中,要滿足相關(guān)設(shè)計(jì)功能的特種油漆涂料產(chǎn)品以及這些產(chǎn)品的應(yīng)用情況,可能就是知之甚少。以下將列舉幾個(gè)應(yīng)用的實(shí)例探討軌道客車特種涂料的應(yīng)用。

    2軌道客車特種涂料應(yīng)用現(xiàn)狀

    2.1阻尼降噪涂料應(yīng)用現(xiàn)狀

    軌道客車制造行業(yè)真正提出阻尼降噪涂料概念還是在20世紀(jì)90年代,在這之前客車車體采用的是溶劑型瀝青材料,主要有熱噴瀝青、溶劑型環(huán)氧瀝青等,并且當(dāng)時(shí)的基本出發(fā)點(diǎn)還是以防腐保護(hù)作為主要功能需要。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步,具有阻尼降噪、阻燃、防腐為一體的水溶型乳化瀝青材料和水性丙烯酸類阻尼降噪涂料產(chǎn)品相繼被研發(fā)生產(chǎn)出來,據(jù)此鐵標(biāo)TB/T2932-1998也制定出臺(tái)并與1999年4月1日發(fā)布實(shí)施。

    水溶性阻尼降噪涂料的誕生,不但改變了工人的操作環(huán)境,而且也使軌道客車的隔音阻尼降噪水平有了明顯提高。至此,水溶性阻尼降噪涂料已經(jīng)成為軌道客車車體結(jié)構(gòu)內(nèi)部及底架下表面不可缺少的重要的隔音阻尼防腐保護(hù)材料。它在繼承了原有瀝青涂料防腐功能的同時(shí),顯著提高了隔音阻尼降噪的功能和阻燃性,為提高車輛的阻尼降噪性能,滿足車輛降噪和阻燃目標(biāo)值要求從而提高車輛的舒適性和耐久性發(fā)揮了重要作用。

    軌道客車車體結(jié)構(gòu)內(nèi)部表面及車體底架外表面噴涂水溶性阻尼降噪涂料的通常要求是,噴涂后干膜厚度根據(jù)各部位的要求應(yīng)在1~5mm范圍內(nèi),*厚度經(jīng)驗(yàn)值是3.5mm。阻尼降噪涂料的復(fù)合損耗因數(shù)+20℃時(shí)大于或等于0.11。阻燃性達(dá)到45度角燃燒難燃級(jí)。耐鹽霧性能1500小時(shí)無(wú)銹蝕、無(wú)起泡、無(wú)脫落(沿劃線2mm范圍內(nèi))。

    2.2絕緣涂料應(yīng)用現(xiàn)狀

    絕緣涂料在軌道車輛上應(yīng)用主要有兩個(gè)方面,一是地鐵、輕軌等電動(dòng)車組車頂受電弓平臺(tái)區(qū)域范圍內(nèi)電絕緣涂料,另外就是異種金屬接觸表面防電位差腐蝕用絕緣漆。

    2.2.1車頂受電弓平臺(tái)區(qū)域電絕緣涂料

    車頂受電弓平臺(tái)區(qū)域電絕緣涂料具有優(yōu)良的電氣絕緣性和良好的難燃性,耐電壓高。附著力強(qiáng),幾乎不會(huì)發(fā)生熱脹冷縮和硬度變化,彈性好,延伸率高,當(dāng)基板發(fā)生變形時(shí)具有優(yōu)良的隨形性。

    車頂電絕緣涂料的施工工藝性良好,主要由底涂層、中涂層、防滑層、和面漆層組成,涂層結(jié)構(gòu)要求見表1。

表1 車頂受電弓平臺(tái)區(qū)域絕緣涂料涂層結(jié)構(gòu)

涂層結(jié)構(gòu)

干膜厚度

底涂層1

60~80μm

中涂層1

2.0~2.5mm

底涂層2

60~80μm

中涂層2

1.0~1.5mm

防滑層

粘覆防滑橡膠?;蚬枭?/span>

面漆層

1.0~1.5mm

    2.2.2異種金屬接觸表面防電位差腐蝕用絕緣漆

    異種金屬接觸表面防電位差腐蝕用絕緣漆是針對(duì)鋁合金車體軌道客車而開發(fā)的特種功能型涂料。該涂料是以多功能的丙烯酸改性有機(jī)硅絕緣樹脂為主要原料制成。具有優(yōu)良的絕緣性和良好的物理性能,擊穿強(qiáng)度常態(tài)時(shí)70kv/mm,浸水后30kv/mm。

    采用鋁合金材料制造軌道客車車體及部件時(shí),設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中有鋁合金部件和碳鋼部件聯(lián)接接觸的表面,由于兩種不同金屬表面的電位不同,因而產(chǎn)生電位差從而會(huì)產(chǎn)生電位差腐蝕。因此采用異種金屬接觸表面防電位差腐蝕用絕緣漆使這個(gè)問題迎刃而解。

    應(yīng)用時(shí)在處理好的兩種金屬表面分別涂覆干膜厚度60~80μm防銹底漆和30~50μm絕緣漆即可。

    2.3特殊防腐涂料應(yīng)用現(xiàn)狀

    軌道客車轉(zhuǎn)向架是由高強(qiáng)度耐候鋼材料焊接而成,采取行之有效的措施提高轉(zhuǎn)向架的防腐性能是必要的。對(duì)于通常的外表面采用常規(guī)的防腐涂裝措施就能夠滿足防腐要求。比方說表面采用拋丸予處理,并使經(jīng)過處理的表面清潔度達(dá)到Sa2.5級(jí),增加油漆表面附著力的同時(shí)也消除了構(gòu)架焊接過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,避免應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。油漆材料采用雙組份環(huán)氧防銹漆和雙組份環(huán)氧厚漿漆相配套,油漆干膜總厚度≥160μm,雙組份環(huán)氧防銹漆和雙組份環(huán)氧厚漿漆配套體系的耐鹽霧性測(cè)試指標(biāo)達(dá)到1500h不起泡,不生銹,不脫落,十字劃痕擴(kuò)蝕小于2mm。

    對(duì)于在焊接成型后形成空腔的構(gòu)架和搖枕等部件,內(nèi)部無(wú)法采用噴涂油漆的辦法來實(shí)現(xiàn)其防腐。如果內(nèi)部不進(jìn)行防腐處理,那么隨著時(shí)間的增長(zhǎng),內(nèi)腔由于受到大氣水分、鹽分等作用,極易被腐蝕,(實(shí)驗(yàn)表明,一塊10mm厚的鋼板,如果有一面不做防腐處理,在惡劣環(huán)境下一年時(shí)間局部就會(huì)產(chǎn)生9mm的腐蝕坑)造成從內(nèi)部腐蝕生銹,而從外表面卻很難發(fā)現(xiàn),這樣長(zhǎng)久下去就會(huì)大大縮短使用壽命,嚴(yán)重時(shí)會(huì)降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響行車安全。針對(duì)這一問題,在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,研究探索采用灌注壓力設(shè)備向空腔中灌注或采用加長(zhǎng)噴嘴噴涂方法灌涂或噴涂?jī)?nèi)腔結(jié)構(gòu)防腐涂料,使之在內(nèi)腔表面形成50μm左右的半干性涂膜。該涂料滲透力附著力強(qiáng),其半干性的狀態(tài)決定了它具有自修復(fù)性和封閉的嚴(yán)整性。其耐鹽霧測(cè)試指標(biāo)2000h不起泡,不生銹,不脫落,十字劃痕擴(kuò)蝕小于2mm。就此采用灌涂或噴涂?jī)?nèi)腔結(jié)構(gòu)防腐涂料解決了內(nèi)腔結(jié)構(gòu)特殊部位防腐問題,滿足構(gòu)架7.5年或240萬(wàn)公里免維護(hù)的要求。

    2.4其他特殊功能涂料應(yīng)用現(xiàn)狀

    2.4.1耐高溫螺紋松動(dòng)標(biāo)記漆的開發(fā)應(yīng)用

    轉(zhuǎn)向架是軌道車輛的關(guān)鍵走行部位,而制動(dòng)系統(tǒng)更是重中之重,系統(tǒng)中的螺紋緊固件是否存在松動(dòng),關(guān)系到行車安全。那么如何來判斷螺紋緊固件是否存在松動(dòng)的狀況,需要涂打防松標(biāo)記油漆來表征螺紋緊固件松動(dòng)的情況。

    目前常溫狀態(tài)下使用的普通防松標(biāo)記漆只能滿足轉(zhuǎn)向架運(yùn)行過程非發(fā)熱部件的要求,而不能滿足轉(zhuǎn)向架運(yùn)行過程發(fā)熱部件的要求,如制動(dòng)盤等制動(dòng)系統(tǒng)部件。據(jù)車輛運(yùn)行檢測(cè)的情況表明,制動(dòng)盤高速情況下制動(dòng)時(shí),制動(dòng)盤及螺栓的溫度達(dá)到甚至超過500℃,以至于普通的標(biāo)記漆都發(fā)黑碳化,失去了防松標(biāo)記的作用。為了滿足轉(zhuǎn)向架制動(dòng)系統(tǒng)用的耐高溫螺紋松動(dòng)標(biāo)記漆的需要,開發(fā)研究了耐高溫的螺紋松動(dòng)標(biāo)記漆,解決現(xiàn)有制動(dòng)系統(tǒng)防松標(biāo)記漆運(yùn)行過程中碳化、脫落、標(biāo)記失效的問題。

    2.4.2阻燃涂料的開發(fā)應(yīng)用

    軌道客車開發(fā)應(yīng)用阻燃涂料是近些年才開始的,主要針對(duì)車輛制造過程中所使用的木梁、木骨、膠合板等木質(zhì)件,這些木質(zhì)件達(dá)不到離火自熄難燃級(jí)的阻燃要求,同時(shí)不進(jìn)行處理的木材也會(huì)產(chǎn)生蟲蛀和腐朽等現(xiàn)象,因此需要對(duì)其阻燃性進(jìn)行處理,通常的辦法是采用涂刷或浸涂阻燃涂料來解決問題。

    這就要求阻燃涂料具備防火阻燃功能的同時(shí)還要具有防腐功能,目前通常使用的阻燃涂料氧指數(shù)在30~40%范圍內(nèi),根據(jù)TB/T3138附錄A,“45度角燃燒試驗(yàn)方法及判定”,燃燒試驗(yàn)性能測(cè)試等級(jí)為難燃級(jí)。

    2.4.3示溫涂料

    軌道客車開發(fā)應(yīng)用示溫涂料也是隨著動(dòng)車組的技術(shù)引進(jìn)開始的,例如軸溫報(bào)警貼片,通過涂料的顏色變化來判定車軸在運(yùn)行過程中的溫度變化,對(duì)行車安全起到至關(guān)重要的監(jiān)測(cè)作用。

    3特種涂料應(yīng)用存在的問題

    以上列舉了幾個(gè)特種功能性涂料在軌道客車上應(yīng)用的實(shí)例,在這些涂料應(yīng)用的過程中,存在以下問題。

    3.1特種涂料的環(huán)境適應(yīng)性問題;

    比方說涂料在常溫環(huán)境時(shí)性能可以滿足技術(shù)條件的要求,而在高溫或低溫環(huán)境時(shí)的性能就降低或失效,不能符合技術(shù)性能指標(biāo)的要求。

    3.2特種涂料施工工藝性問題

    比方說絕緣涂料要經(jīng)過多道工序操作才能完成施工,增加了車輛制造周期,并且給質(zhì)量控制過程帶來了麻煩。

    3.3特種涂料干燥后的重量問題

    軌道客車設(shè)計(jì)時(shí),車輛自重受軸重指標(biāo)的限制,要控制車輛空載時(shí)的自重指標(biāo),這就要求涂裝在車上的涂料干燥后的比重越小越好,目前所用的涂料比重還有減小的空間。

    另外還有特種涂料綠色環(huán)保的問題及特種涂料的國(guó)產(chǎn)化問題。

    4展望

    軌道車輛制造業(yè)和其它行業(yè)一樣,對(duì)新的功能型材料的需求是永恒的,隨著人們對(duì)低碳環(huán)保、綠色出行、安全舒適的交通理念的不斷增強(qiáng),軌道交通行業(yè)將不斷發(fā)展,由此也帶來了對(duì)軌道車輛快速增長(zhǎng)的強(qiáng)烈需求,無(wú)論是在車輛的制造過程中,還是在車輛的運(yùn)行使用中,都將會(huì)把使用材料的功能性和不能對(duì)環(huán)境造成危害結(jié)合起來。因此,對(duì)特種功能型涂料的品種需求預(yù)計(jì)有防涂鴉涂料、自潔型涂料、防凍粘涂料、自修復(fù)涂料、仿生涂料、示溫涂料等等。而從現(xiàn)有使用的特種涂料來看,開發(fā)使用出施工工藝簡(jiǎn)單、干膜比重小、自身的性能增強(qiáng)、無(wú)毒無(wú)公害的特種功能型涂料產(chǎn)品是我們的期待。

    這就希望涂料研發(fā)和生產(chǎn)行業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)出功能強(qiáng)大同時(shí)又綠色環(huán)保的環(huán)境友好型涂料產(chǎn)品,滿足軌道車輛制造行業(yè)的特殊需求,進(jìn)而滿足人們對(duì)公共交通綠色出行的要求。

責(zé)任編輯:張雪

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