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    鐵路客車防腐涂料的設(shè)計(jì)和涂裝施工
    專欄:行業(yè)資訊
    發(fā)布日期:2012-07-23
    閱讀量:1743
    作者:金宗機(jī)械
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    1 引言

        截至2009年我國(guó)已有8.6萬km的鐵路線,乘坐鐵路客車是我國(guó)居民長(zhǎng)途出行的主要方式。尤其是近年來,國(guó)家將發(fā)展和提升鐵路基礎(chǔ)建設(shè)作為政府主導(dǎo)投資的一個(gè)重要方向,鐵路客車的升級(jí)換代和年產(chǎn)量的增加為涂料行業(yè)創(chuàng)造了巨大的商機(jī)。我國(guó)的鐵路客車生產(chǎn)集中在南車和北車集團(tuán)下屬的生產(chǎn)廠家。其新車的年產(chǎn)量自2000年以來連年增長(zhǎng),舊車的升級(jí)改造和翻新也是一個(gè)巨大的數(shù)字。而車型的變化更是巨大,從我們熟悉的綠皮普快客車逐漸過渡到G型120km/h的新普快車、T型160km/h的特快車以及300km/h以上的動(dòng)車等新車型。隨著車型的變化,車廠對(duì)涂料的要求也逐步提高,早期適用于綠皮車的醇酸系列涂料已經(jīng)不能滿足新車型的需要,鐵道部下屬的鐵科院也提出各車型對(duì)應(yīng)的涂料標(biāo)準(zhǔn),對(duì)涂料的使用實(shí)行較為嚴(yán)格的準(zhǔn)入制度。本文介紹了為滿足鐵道部T型鐵路客車涂料標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的相應(yīng)的涂料配套和配方及在南車集團(tuán)浦鎮(zhèn)車輛廠進(jìn)行涂裝使用的情況。

        2 涂料的品種和設(shè)計(jì)

        2.1環(huán)境分析和涂料體系

        鐵路客車長(zhǎng)期行駛在露天鐵路線上,所處的環(huán)境十分復(fù)雜。有潮濕的南方水網(wǎng)地帶和沿海地區(qū),也有干旱少雨的西北荒原。又因?yàn)殍F路客車的特殊性,其使用率非常之高,新車出廠后至少在3~5年內(nèi)要在很少的保養(yǎng)投入下全日制運(yùn)行。客車鋼質(zhì)車體在涂料的保護(hù)下要無銹蝕、不脫落、不龜裂,且要保證車體的美觀。這樣就要求鐵路客車涂料有非常好的物理性能、耐化學(xué)品腐蝕性能、抗陽光老化性能和優(yōu)良的裝飾性能。我國(guó)鐵道部發(fā)布了TB/T2260、TB/T2393標(biāo)準(zhǔn),對(duì)車輛的底、面漆等做出了具體的規(guī)定和控制指標(biāo)。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)要求涂料配套設(shè)計(jì)為:雙組分環(huán)氧底漆+不飽和聚酯膩?zhàn)?雙組分環(huán)氧中涂漆+雙組分聚氨酯面漆,總的涂膜厚度達(dá)到200μm以上,這個(gè)配套同時(shí)也符合鐵道部通常招標(biāo)用的配套。涂料體系中雙組分環(huán)氧底漆提供對(duì)鋼鐵底材的主要防腐功能,不飽和聚酯膩?zhàn)佑脕硇拚驼移健R驗(yàn)槟佔(zhàn)拥腜VC高、孔隙多,不宜直接涂裝面漆,所以中涂漆作為過渡層增加底面漆之間的附著力和漆膜致密度。而聚氨酯面漆則提供表層的保護(hù)和裝飾功能。

        2.2涂料配方設(shè)計(jì)(試驗(yàn)部分)

        配方設(shè)計(jì)共分環(huán)氧底漆、環(huán)氧中涂漆、聚氨酯面漆3個(gè)部分。每個(gè)部分按照“功能目標(biāo)設(shè)定→設(shè)計(jì)配方→性能測(cè)試→對(duì)比期望性能選出最佳配方”的順序進(jìn)行。

        2.2.1環(huán)氧底漆的設(shè)計(jì)

        ⑴TB/T2260對(duì)環(huán)氧底漆性能的要求見表1。

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    1 環(huán)氧底漆的性能

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        ⑵設(shè)計(jì)3個(gè)配方待選,所用原料見表2。

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    4 環(huán)氧中涂漆的性能

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        ⑵設(shè)計(jì)3個(gè)配方待選,所用原料見表5。

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    5 基本原料

     

     配方設(shè)計(jì)要素:

        固定要素:當(dāng)量比為0.5;

        變動(dòng)要素:PVC為35%(1#)、40%(2#)、45%(3#)。

        ⑶對(duì)3個(gè)配方進(jìn)行性能檢測(cè),結(jié)果見表6。

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    6 性能檢測(cè)結(jié)果

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        根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,2#配方完全滿足設(shè)計(jì)要求,作為中選配方。3#配方雖然性能也較好,但外觀平整度不及1#和2#,故此剔除。

        2.2.3 聚氨酯面漆的篩選

        ⑴TB/T2393對(duì)聚氨酯面漆性能的要求見表7。

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    7 聚氨酯面漆的性能

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        ⑵設(shè)計(jì)2個(gè)配方待選,所用原料見表8。

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    8 基本原料

     

     配方設(shè)計(jì)要素:

        固定要素:當(dāng)量比為1.07,PVC為18.7%;

        變動(dòng)要素:加入增塑助劑2%(1#)、4%(2#)。

        ⑶對(duì)2個(gè)配方進(jìn)行性能檢測(cè),結(jié)果見表9和圖1。

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    9 試驗(yàn)結(jié)果

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    1 漆面失光曲線

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        根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,2#配方完全滿足設(shè)計(jì)要求,作為中選配方。1#配方只有耐沖擊性稍差。

        2.4 認(rèn)證工作

        根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)工作,將3種涂料試驗(yàn)結(jié)果整合成正式配方,付諸生產(chǎn)。分別通過了鐵科院檢驗(yàn)認(rèn)證以及南京浦鎮(zhèn)車輛廠入廠檢驗(yàn)認(rèn)證。

        3 現(xiàn)場(chǎng)涂裝

        3.1 表面處理

        在濕度為85%以下的室內(nèi)廠房進(jìn)行表面處理。采用噴砂除銹、機(jī)械除銹相結(jié)合的方式去掉浮銹、氧化皮,除銹等級(jí)達(dá)到ISO8501要求的Sa2.5級(jí)以上。除銹之后在1h內(nèi)完成清潔吹掃,而后立即進(jìn)行涂裝施工。

        3.2 涂料的噴涂

        ⑴涂裝工具

        現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了空氣噴涂和無氣噴涂試驗(yàn),并且進(jìn)行了對(duì)比。確定環(huán)氧底漆采用無氣噴涂,中間漆和面漆采用空氣噴涂。膜厚控制按照公式:

     

    干膜厚度=濕膜厚度×體積固體含量

        ⑵具體涂裝過程

        底漆:表面處理好后立即噴涂底漆,防止底材返銹。底漆調(diào)稀后,用涂-4杯測(cè)量黏度為30~40s時(shí)進(jìn)行噴涂,效果較好。底漆在24h實(shí)干,對(duì)焊縫等出現(xiàn)的孔隙用不飽和聚酯膩?zhàn)有扪a(bǔ),間隔12h后用磨光機(jī)整體打磨平整,吹掃掉灰塵,準(zhǔn)備下一道涂裝。中涂漆:中涂漆是底面漆的過渡層,對(duì)于漆膜附著力、面漆外觀至關(guān)重要。中涂漆經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)摸索,調(diào)稀到黏度為20~25s后進(jìn)行噴涂,效果較好。涂層均勻、平整、光滑。而后靜置至漆膜實(shí)干,稍微用砂紙進(jìn)行打磨修整,即可噴涂面漆。面漆:采用空氣噴涂方式,調(diào)稀到黏度為16~20s后進(jìn)行噴涂,效果較好。涂層光滑,可以保證漆膜的裝飾性。因?yàn)槠崮す鉂珊芨撸ㄟ_(dá)到90左右),所以灰塵等缺陷會(huì)非常明顯,在噴涂操作之前,噴漆房須進(jìn)行清整和吹掃,并且嚴(yán)格控制配漆過程,防止水汽帶入,影響異氰酸酯的質(zhì)量。為滿足用戶提高生產(chǎn)效率和規(guī)范生產(chǎn)工藝的要求,對(duì)施工工藝進(jìn)行了摸索并最終確定了工藝流程:表面處理→吹掃清潔→噴涂環(huán)氧底漆→干燥24h→刮涂膩?zhàn)有拚稍?2h→打磨、清潔表面→噴涂中涂漆→靜置干燥12h→修整并清潔表面→噴涂面漆→自然干燥12h→分色涂裝不同色漆→自然干燥12h→噴涂腰線→噴涂結(jié)束→車內(nèi)總裝涂裝的工藝流程按照實(shí)際摸索的噴涂數(shù)據(jù),確定了每道漆的干燥時(shí)間,有效地控制了生產(chǎn)節(jié)奏,能夠保證一臺(tái)車從焊接完畢到噴涂完畢僅耗費(fèi)7d左右的時(shí)間。這樣一個(gè)工藝每道漆之間的間隔時(shí)間比較合理,可以確保每層漆膜之間附著力最佳,既保證了工作效率又保證了涂裝質(zhì)量。

        3.3 存在的其它問題和解決方法

        ⑴因?yàn)榭蛙嚤砻嬗刹煌伾M成,在噴漆分色時(shí)用膠帶對(duì)已干的面漆黏附保護(hù),出現(xiàn)過有些部位在膠帶黏附后光澤降低的現(xiàn)象。原因分析:膠帶黏附的一面部分有機(jī)物脫落在漆膜表面造成的。

        解決方法:在配方設(shè)計(jì)過程中增加有機(jī)硅流平助劑的用量,增加漆膜滑爽度,避免表面黏附現(xiàn)象。

        ⑵涂裝過程中曾出現(xiàn)中涂層干燥后較粗糙的現(xiàn)象,影響面漆裝飾效果。原因分析:噴涂槍壓太高,槍嘴太細(xì),而且施工時(shí)恰逢高溫暑熱天氣,溶劑揮發(fā)太快,造成涂料沒來得及流平就已經(jīng)表干。

        解決方法:調(diào)低槍壓,增大稀釋比率。

        3.4 涂層評(píng)價(jià)

        防腐體系配套良好,綜合了底、中、面3道漆的優(yōu)點(diǎn)。很好地滿足了露天運(yùn)行的車輛在重防腐、抗紫外老化、抗風(fēng)沙侵蝕方面的要求。采用合適的噴涂方式,效率高且表面光潔、外觀優(yōu)良。復(fù)合涂層總膜厚200μm以上,滿足長(zhǎng)期防腐要求。

        4 結(jié)語

        按照設(shè)計(jì)的涂料品種配套,在浦鎮(zhèn)25G和25T車輛項(xiàng)目上得到應(yīng)用,并且可以在較穩(wěn)定和高效的工藝流程下順利涂裝施工,使用效果獲得用戶的肯定。防腐體系選用比較合理,環(huán)氧底漆-環(huán)氧中涂漆-聚氨酯面漆配套性良好,達(dá)到鋼質(zhì)車體進(jìn)行的防腐涂裝的設(shè)計(jì)要求。

     


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