新型重載鐵路貨車主要包含80 t 級通用敞車和100 t 級運(yùn)煤專用敞車等車型，依據(jù)新型重載鐵路貨車更嚴(yán)酷的運(yùn)營環(huán)境要求，涂裝防腐應(yīng)提高到一個(gè)全新的高度，結(jié)合鐵道部及本公司項(xiàng)目開發(fā)安排要求，以《新型重載鐵路貨車防腐新材料及涂裝工藝研究與應(yīng)用》項(xiàng)目為依托，全面系統(tǒng)指導(dǎo)項(xiàng)目的實(shí)施。

一、總體原則

①工藝簡單可行、經(jīng)濟(jì)適用、防腐適當(dāng)；②科學(xué)、先進(jìn)并具指導(dǎo)性，總體設(shè)計(jì)較優(yōu)，相對現(xiàn)有技術(shù)條件及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求明顯提升。

二、涂料選用原則

目前市場可供選擇的涂料種類繁多，依據(jù)鐵路貨車運(yùn)營環(huán)境、狀態(tài)等條件及涂裝生產(chǎn)工藝技術(shù)條件選擇合適的涂料顯得尤為重要。結(jié)合新型重載鐵路貨車運(yùn)營條件， 并借鑒目前貨車車體腐蝕現(xiàn)狀及各種涂料質(zhì)量信息，制定如下涂料選用原則：①最大化使用環(huán)境友好型涂料；②漆種具有較廣泛的耐候性和耐溫變性等性能；③內(nèi)部 涂料耐臟、耐磨、耐腐蝕及耐磕碰劃傷；④具有較好的施工性；⑤合理的性價(jià)比。

按涂料選用原則指導(dǎo)選擇開發(fā)，依目前涂料工藝研發(fā)能力也不是難題。具體而言，按以下要求選擇并進(jìn)行工藝對比試驗(yàn)。涂料應(yīng)符合國家有關(guān)環(huán)保要求，如VOC 含量、重金屬含量規(guī)定等，使用環(huán)境友好型涂料。同時(shí)，涂料須具有良好的耐沖擊性、耐磨性及耐化學(xué)品性等，其中耐鹽霧性能[1]檢測指標(biāo)實(shí)際要求不低于1 000 h，尤其是底漆。為方便施工，降低成本，在同等條件下，優(yōu)先考慮使用單組分涂料，也優(yōu)先考慮防流掛性好且固體含量高的涂料，尤其是施工性能良好并對前處理 質(zhì)量包容的環(huán)境友好型類涂料，如一些水性涂料等。由于涂料的各項(xiàng)指標(biāo)是相互制約、相互聯(lián)系的，因此在選擇開發(fā)過程中，應(yīng)選擇總體評價(jià)最佳的涂料。

三、涂層體系設(shè)計(jì)

在科學(xué)選擇涂料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)科學(xué)的涂層體系至關(guān)重要。在進(jìn)行新型重載鐵路貨車涂裝體系設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)學(xué)習(xí)了如下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2]：①ISO 12944《色漆和清漆防護(hù)漆體系對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)》；②GB/T15975《大氣環(huán)境腐蝕分類》；③GB/T 19292.1《金屬與合金的腐蝕大氣腐蝕性》等。設(shè)計(jì)原則：滿足國際通用防腐標(biāo)準(zhǔn)要求，體現(xiàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、先進(jìn)性、規(guī)范性。

具體要求：結(jié)合貨車運(yùn)營環(huán)境、條件、段修廠修期年限及整車使用壽命年限等因素綜合分析，同時(shí)借鑒其它行業(yè)工程成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，綜合評價(jià)并設(shè)計(jì)涂層防腐體系，滿足設(shè)計(jì)要求。

為保證設(shè)計(jì)工作的科學(xué)合理性及有效指導(dǎo)性，提出如下預(yù)設(shè)條件：①定義通用貨車車型運(yùn)營環(huán)境類型。運(yùn)營環(huán)境定義為C3 環(huán)境，弱于C4 環(huán)境要求。②在滿足要求的同等條件下，最大化降低現(xiàn)場生產(chǎn)勞動強(qiáng)度，減少涂裝道數(shù)，若“底漆+面漆”體系能滿足各項(xiàng)要求，則不使用“底漆+中間漆+面漆” 體系。③涂層最少滿足目前一個(gè)廠修期（現(xiàn)一般要求為8 年）防腐要求，車體材料的切換（修）不是因?yàn)橥繉臃栏Ф且驗(yàn)檫\(yùn)營過程中鋼材嚴(yán)重變形失效造成的。體現(xiàn)鐵路貨車涂裝體系設(shè)計(jì)的全壽命設(shè)計(jì)理念。④根據(jù) 運(yùn)營環(huán)境定義、漆種選擇和防腐年限要求設(shè)計(jì)確定車型漆膜厚度要求，如120 μm、160 μm 等，滿足國際通用防腐標(biāo)準(zhǔn)要求，體現(xiàn)科學(xué)性、規(guī)范性。

四、前處理工藝分析

前處理工藝包含2 部分內(nèi)容：①板材、型鋼的預(yù)處理工藝；②整車涂裝前的清理處理工藝。目前國內(nèi)新造鐵路貨車整車涂裝前處理技術(shù)比較落后，一般采用手工處理方式。

⑴預(yù)處理工藝要求

全部金屬型材、板材進(jìn)行拋丸除銹預(yù)處理,處理后鋼材表面清潔度應(yīng)達(dá)到GB/T 8923 中Sa 2.5 級及以上標(biāo)準(zhǔn), 表面粗糙度Ra 值為30 ～ 80 μm, 拋丸處理后噴涂可焊性金屬防銹漆,其干膜厚度為10 ～ 20 μm，已進(jìn)行拋丸除銹預(yù)處理且預(yù)涂底漆漆膜良好的部分則視為符合標(biāo)準(zhǔn)；厚度不大于3 mm 的輕型型材、板材允許手工除銹或磷化處理，表面清潔度應(yīng)達(dá)到GB/T 8923中St 2 級及以上標(biāo)準(zhǔn)[3]。按新的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)，優(yōu)化車型技術(shù)條件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提供準(zhǔn)確的科學(xué)合理理論指導(dǎo)性技術(shù)原則。

⑵預(yù)處理工藝分析

①仍采用拋丸處理后噴涂可焊性預(yù)涂底漆，優(yōu)先采用通過認(rèn)證要求的可焊性預(yù)涂底漆或性能比較最優(yōu)的車間底漆；

②采用拋丸處理后不噴涂可焊性預(yù)涂底漆的工藝（這涉及重大工藝變動，目前還不能具體實(shí)施），這有利于焊接質(zhì)量，只是對過程防護(hù)、監(jiān)控提出了較高要求。這一全新工藝在眉山公司某出口項(xiàng)目中已經(jīng)使用檢驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)按①要求進(jìn)行。

⑶整車涂裝前的前處理工藝分析

整車前處理質(zhì)量高低對整車涂層最終各項(xiàng)性能影響很大，一些油污需采用除油化學(xué)劑處理，結(jié)合目前相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，新造整車涂裝前實(shí)行整車局部區(qū)域或整車噴 拋丸除銹，保證前處理質(zhì)量是可行的，或采用環(huán)保型噴拋丸設(shè)備對一些外觀重要的關(guān)鍵焊縫進(jìn)行處理，減少焊接應(yīng)力以降低焊接區(qū)域應(yīng)力腐蝕的突出問題（本次設(shè)計(jì) 按此要求進(jìn)行）。若考慮實(shí)行整車涂裝前進(jìn)行噴拋丸除銹及除應(yīng)力工藝，這對某些車型（如敞車等車型）原材料拋丸除銹后是否需噴涂車間底漆也提出了進(jìn)一步分析 探討的需要。

五、涂裝工藝設(shè)計(jì)

目前在鐵路貨車行業(yè)中廣泛應(yīng)用高壓無氣噴涂技術(shù)，高壓無氣噴涂有噴涂效率較高的優(yōu)點(diǎn)，但也有涂料浪費(fèi)量大、漆霧飛散不易控制及污染大等缺點(diǎn)。在目前不同噴 涂工藝技術(shù)中，輔氣噴涂和靜電涂裝是涂料利用率較高的噴涂工藝，因空氣幕靜電場的約束、吸附，漆霧飛散明顯降低，有效減少了廢氣、廢渣的產(chǎn)生量，也直接降 低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，改善作業(yè)環(huán)境提高了員工作業(yè)舒適度。比較而言，輔氣噴涂及靜電噴涂工藝（含機(jī)器人仿形噴涂技術(shù)）雖有一定的缺點(diǎn)，但優(yōu)勢明顯。對搖枕 側(cè)架及整車實(shí)施輔氣噴涂、靜電噴涂工藝進(jìn)行可行性研究，在充分論證的條件下可進(jìn)行檢驗(yàn)。眉山公司已開始這方面的分析工作，已取得初步結(jié)論。最終實(shí)現(xiàn)“提高 表面質(zhì)量，改善作業(yè)環(huán)境以提高作業(yè)舒適度，降低浪費(fèi)”目的。

六、結(jié)構(gòu)工藝性分析

新型重載鐵路貨車在整體結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)有的70 t級通用貨車相比，除在型鋼選材、局部結(jié)構(gòu)上有所優(yōu)化改進(jìn)外，在大載重的要求下，克服長期使用中的疲勞損傷及腐蝕帶來的換修的難度更大。在型鋼選材確定的 條件下，提高涂層的防腐能力是唯一途徑。在整車使用壽命內(nèi)，也應(yīng)對在提高鋼材耐腐蝕性延長鋼材使用壽命上的投入使用成本與改進(jìn)涂層投入成本進(jìn)行對比，分析孰優(yōu)孰劣。

提高涂層的防腐能力除與前處理質(zhì)量、涂料的選取等有直接關(guān)系外，與車體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性也有關(guān)，在一定程度上直接影響涂層最終的防腐質(zhì)量。結(jié)合目前通用貨車的運(yùn)營及腐蝕現(xiàn)狀，對新型重載鐵路貨車在結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)等方面提出如下建議：

①在車內(nèi)底架地板四角等合理位置增加設(shè)計(jì)排水孔或應(yīng)力孔，直徑為5 mm 左右，避免長時(shí)間積水和降低焊接應(yīng)力；

②改變目前車體內(nèi)部地板不噴涂的要求，建議敞車車體內(nèi)部全部噴涂；

③盡量避免零部件邊角尖角設(shè)計(jì)，采用圓弧形設(shè)計(jì)。盡量采用圓管、圓鋼設(shè)計(jì)部件的分組成件。

七、結(jié)語

結(jié)合各項(xiàng)要求及試驗(yàn)分析設(shè)計(jì)了2 套方案。

方案1：拋丸處理后噴涂與防銹底漆配套的可焊性車間底漆，其干膜厚度為10 ～ 20 μm。車體及其附屬件外表面采用水性環(huán)氧底漆和水性丙烯酸面漆，底漆干膜厚度為60 ～ 90 μm，干膜總厚度為120 ～ 150 μm，面漆顏色符合GSB05-1426-2001 B01 深灰。車體內(nèi)表面采用底面合一黑色環(huán)氧漆45751，干膜厚度為200 ～250 μm。不銹鋼制動管系等制動配件噴涂黑色溶劑型厚漿醇酸漆，干膜厚度為30 ～ 40 μm。

方案2：拋丸處理后噴涂與防銹底漆配套的可焊性車間底漆，干膜厚度為10 ～ 20 μm。車體及其附屬件外表面采用環(huán)氧厚漿底漆和丙烯酸面漆，底漆干膜厚度為60 ～ 90 μm，干膜總厚度為120 ～ 150 μm，面漆顏色符合GSB05-1426-2001 B01 深灰。車體內(nèi)表面采用底面合一黑色環(huán)氧漆45751，干膜厚度為200 ～ 250μm。不銹鋼制動管系等制動配件噴涂黑色溶劑型厚漿醇酸漆，干膜厚度為30 ～ 40 μm。

新型重載鐵路貨車涂裝防腐方案設(shè)計(jì)圓滿完成，制定有效的質(zhì)量控制手段，確保過程可控，使新涂裝配套體系及相關(guān)涂裝工藝更加適合重載鐵路貨車的運(yùn)用需要。在 選用滿足一定條件的涂裝體系后，是否可以適當(dāng)延長車體使用壽命須進(jìn)行充分探討，分析討論車體使用壽命與轉(zhuǎn)向架匹配的可行性。

八、夢能科技

夢能科技是一家致力于涂料的銷售、方案設(shè)計(jì)、涂裝施工為一體的科技公司，夢能科技專長于EMI行業(yè)、工業(yè)裝備制造、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、石油石化、特種氣體行業(yè)、火電、風(fēng)電、水電能源行業(yè)等重防腐領(lǐng)域。夢能科技為廣大用戶提供全方位的服務(wù)，包括在設(shè)計(jì)階段向您推薦合理的油漆配套方案，在合作當(dāng)中提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和高水平的施工服務(wù)以及完善的現(xiàn)場施工技術(shù)指導(dǎo)與優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。