軌道客車特種涂料應用探討
表面處理網訊1前言
軌道客車涂裝所需的油漆涂料產品主要有常規(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品是眾所周知的比方說底漆膩子中涂面漆等等而對于軌道客車設計制造過程中要滿足相關設計功能的特種油漆涂料產品以及這些產品的應用情況可能就是知之甚少以下將列舉幾個應用的實例探討軌道客車特種涂料的應用
2軌道客車特種涂料應用現(xiàn)狀
2.1阻尼降噪涂料應用現(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)氧瀝青等并且當時的基本出發(fā)點還是以防腐保護作為主要功能需要隨著技術的不斷創(chuàng)新和進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品相繼被研發(fā)生產出來據此鐵標TB/T2932-1998也制定出臺并與1999年4月1日發(fā)布實施
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成為軌道客車車體結構內部及底架下表面不可缺少的重要的隔音阻尼防腐保護材料它在繼承了原有瀝青涂料防腐功能的同時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
軌道客車車體結構內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各部位的要求應在1～5mm范圍內最佳厚度經驗值是3.5mm阻尼降噪涂料的復合損耗因數(shù)+20℃時大于或等于0.11阻燃性達到45度角燃燒難燃級耐鹽霧性能1500小時無銹蝕無起泡無脫落沿劃線2mm范圍內
2.2絕緣涂料應用現(xiàn)狀
絕緣涂料在軌道車輛上應用主要有兩個方面一是地鐵輕軌等電動車組車頂受電弓平臺區(qū)域范圍內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車頂受電弓平臺區(qū)域電絕緣涂料
車頂受電弓平臺區(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幾乎不會發(fā)生熱脹冷縮和硬度變化彈性好延伸率高當基板發(fā)生變形時具有優(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構要求見表1
涂層結構 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 粘覆防滑橡膠粒或硅砂 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度常態(tài)時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設計結構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生電位差從而會產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問題迎刃而解
應用時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特殊防腐涂料應用現(xiàn)狀
軌道客車轉向架是由高強度耐候鋼材料焊接而成采取行之有效的措施提高轉向架的防腐性能是必要的對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過處理的表面清潔度達到Sa2.5級增加油漆表面附著力的同時也消除了構架焊接過程中產生的內應力避免應力腐蝕的發(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試指標達到1500h不起泡不生銹不脫落十字劃痕擴蝕小于2mm
對于在焊接成型后形成空腔的構架和搖枕等部件內部無法采用噴涂油漆的辦法來實現(xiàn)其防腐如果內部不進行防腐處理那么隨著時間的增長內腔由于受到大氣水分鹽分等作用極易被腐蝕（實驗表明一塊10mm厚的鋼板如果有一面不做防腐處理在惡劣環(huán)境下一年時間局部就會產生9mm的腐蝕坑）造成從內部腐蝕生銹而從外表面卻很難發(fā)現(xiàn)這樣長久下去就會大大縮短使用壽命嚴重時會降低結構強度影響行車安全針對這一問題在吸收國外先進技術的基礎上研究探索采用灌注壓力設備向空腔中灌注或采用加長噴嘴噴涂方法灌涂或噴涂內腔結構防腐涂料使之在內腔表面形成50μm左右的半干性涂膜該涂料滲透力附著力強其半干性的狀態(tài)決定了它具有自修復性和封閉的嚴整性其耐鹽霧測試指標2000h不起泡不生銹不脫落十字劃痕擴蝕小于2mm就此采用灌涂或噴涂內腔結構防腐涂料解決了內腔結構特殊部位防腐問題滿足構架7.5年或240萬公里免維護的要求
2.4其他特殊功能涂料應用現(xiàn)狀
2.4.1耐高溫螺紋松動標記漆的開發(fā)應用
轉向架是軌道車輛的關鍵走行部位而制動系統(tǒng)更是重中之重系統(tǒng)中的螺紋緊固件是否存在松動關系到行車安全那么如何來判斷螺紋緊固件是否存在松動的狀況需要涂打防松標記油漆來表征螺紋緊固件松動的情況
目前常溫狀態(tài)下使用的普通防松標記漆只能滿足轉向架運行過程非發(fā)熱部件的要求而不能滿足轉向架運行過程發(fā)熱部件的要求如制動盤等制動系統(tǒng)部件據車輛運行檢測的情況表明制動盤高速情況下制動時制動盤及螺栓的溫度達到甚至超過500℃以至于普通的標記漆都發(fā)黑碳化失去了防松標記的作用為了滿足轉向架制動系統(tǒng)用的耐高溫螺紋松動標記漆的需要開發(fā)研究了耐高溫的螺紋松動標記漆解決現(xiàn)有制動系統(tǒng)防松標記漆運行過程中碳化脫落標記失效的問題
2.4.2阻燃涂料的開發(fā)應用
軌道客車開發(fā)應用阻燃涂料是近些年才開始的主要針對車輛制造過程中所使用的木梁木骨膠合板等木質件這些木質件達不到離火自熄難燃級的阻燃要求同時不進行處理的木材也會產生蟲蛀和腐朽等現(xiàn)象因此需要對其阻燃性進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%范圍內根據TB/T3138附錄A45度角燃燒試驗方法及判定燃燒試驗性能測試等級為難燃級
2.4.3示溫涂料
軌道客車開發(fā)應用示溫涂料也是隨著動車組的技術引進開始的例如軸溫報警貼片通過涂料的顏色變化來判定車軸在運行過程中的溫度變化對行車安全起到至關重要的監(jiān)測作用
3特種涂料應用存在的問題
以上列舉了幾個特種功能性涂料在軌道客車上應用的實例在這些涂料應用的過程中存在以下問題
3.1特種涂料的環(huán)境適應性問題
比方說涂料在常溫環(huán)境時性能可以滿足技術條件的要求而在高溫或低溫環(huán)境時的性能就降低或失效不能符合技術性能指標的要求
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
軌道客車設計時車輛自重受軸重指標的限制要控制車輛空載時的自重指標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產化問題
4展望
軌道車輛制造業(yè)和其它行業(yè)一樣對新的功能型材料的需求是永恒的隨著人們對低碳環(huán)保綠色出行安全舒適的交通理念的不斷增強軌道交通行業(yè)將不斷發(fā)展由此也帶來了對軌道車輛快速增長的強烈需求無論是在車輛的制造過程中還是在車輛的運行使用中都將會把使用材料的功能性和不能對環(huán)境造成危害結合起來因此對特種功能型涂料的品種需求預計有防涂鴉涂料自潔型涂料防凍粘涂料自修復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)使用出施工工藝簡單干膜比重小自身的性能增強無毒無公害的特種功能型涂料產品是我們的期待
這就希望涂料研發(fā)和生產行業(yè)研發(fā)和生產出功能強大同時又綠色環(huán)保的環(huán)境友好型涂料產品滿足軌道車輛制造行業(yè)的特殊需求進而滿足人們對公共交通綠色出行的要求
