鐵路客車車體防腐技術(shù)應用研究
鐵路客車車體壽命直接決定客車壽命,車體防腐質(zhì)量直接影響車體壽命,車體防腐所用防腐底漆質(zhì)量及其施工工藝與防腐效果有直接關(guān)系。為避免車體內(nèi)部噴丸后發(fā)生車體鋼結(jié)構(gòu)變形,通常采用以機械或手工打磨為主的除銹方式對車內(nèi)進行除銹檢修,但車體內(nèi)部除銹又存在難以清除干凈的難題,需要采用新的方式來應對車內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)及鐵質(zhì)零部件銹蝕,減緩其銹蝕速度,以保證車體運行壽命。磷化底漆是一種高效金屬表面預處理劑,其所形成的10 ~ 15 μm薄膜牢固附著在金屬表面,起到磷化和鈍化的作用,可增加有機涂層和金屬表面的附著力,防止銹蝕,延長有機涂層的使用壽命。它一般不用于代替底漆,而是與其他底漆或防銹漆配合以獲得較好的效果,廣泛應用于鋼板及鋼結(jié)構(gòu)增強防銹,尤其適宜濕熱環(huán)境地區(qū)的鋼板和鋼結(jié)構(gòu)的保護。
一、研究內(nèi)容
本文主要探討除銹磷化底漆的選擇及應用以及與環(huán)氧磷酸鋅、環(huán)氧重防腐復合涂層間的配套性能,并進行初步現(xiàn)車試用,選擇合適的防腐涂裝工藝。
1.1 磷化底漆的選用
結(jié)合運輛客車函[2015]73號《中國鐵路總公司運輸局關(guān)于印發(fā)〈25型客車防腐涂料工藝規(guī)范(試行)〉和〈25型客車用涂料技術(shù)條件(試行)〉通知》內(nèi)容要求,選擇的磷化底漆既要與金屬表面具有良好的化學結(jié)合,又要確保與后涂雙組分環(huán)氧底漆具有良好的配套性,故確定選用雙組分環(huán)氧磷化底漆(主要基料為環(huán)氧樹脂)。磷化底漆又稱洗滌底漆,主要作為有色及黑色金屬底材的表面處理劑,能起磷化作用,可增加有機涂層和金屬表面的附著力。磷化底漆為雙組分涂料,由主劑與磷化液組成,使用時按質(zhì)量比4 ∶ 1配制,其性能應符合HG/T 3347—2013《乙烯磷化底漆(雙組分)》的規(guī)定,具體技術(shù)參數(shù)見表1。
1.2 不同除銹程度與磷化底漆的相適應情況
根據(jù)樣板銹蝕程度,采用手工打磨方式除銹,除銹后表面清潔度不同,然后噴涂磷化底漆,觀察不同除銹效果的樣板噴涂磷化底漆的情況。
1.3 磷化底漆、環(huán)氧磷酸鋅底漆、重防腐涂層間的配套性
根據(jù)防腐涂層設(shè)計結(jié)構(gòu),觀察不同底漆之間的配套性能。
底漆結(jié)構(gòu)一:磷化底漆+環(huán)氧底漆;
底漆結(jié)構(gòu)二:磷化底漆+環(huán)氧底漆+重防腐。
1.4 磷化底漆的車內(nèi)現(xiàn)車應用
根據(jù)廠修車車體內(nèi)部銹蝕情況,選擇銹蝕嚴重、阻尼涂料脫落嚴重的車輛進行磷化底漆應用研究,重點部位為車內(nèi)側(cè)墻板(含側(cè)墻骨架)、車內(nèi)頂板(含車頂骨架)等。
二、探討方法
2.1 試驗驗證
利用樣板驗證方式探討不同除銹程度的表面狀態(tài)與磷化底漆相適應的情況,以及復合防腐涂層間的配套性,為現(xiàn)車應用做好準備。
2.2 現(xiàn)車應用
現(xiàn)車選用南方路局運行線路環(huán)境比較潮濕車輛,初步驗證磷化底漆的使用效果。
2.3 處理工藝流程
根據(jù)車體防腐的整體要求,制定如下車內(nèi)防腐工藝路線。
1)含磷化底漆車內(nèi)防腐工藝流程
防腐結(jié)構(gòu)一:車內(nèi)手工除銹→磷化底漆→環(huán)氧磷酸鋅底漆→阻尼涂料;
防腐結(jié)構(gòu)二:車內(nèi)手工除銹→磷化底漆→環(huán)氧磷酸鋅底漆→重防腐涂料→阻尼涂料。
2)原車內(nèi)防腐工藝流程
防腐結(jié)構(gòu)一:車內(nèi)手工除銹→環(huán)氧磷酸鋅底漆→阻尼涂料;
防腐結(jié)構(gòu)二:車內(nèi)手工除銹→環(huán)氧磷酸鋅底漆→重防腐涂料→阻尼涂料。
三、樣板試驗
3.1 樣板前處理
使用傳統(tǒng)手工打磨除銹的方式初步清除碳鋼樣板表面銹蝕,根據(jù)工藝要求,手工除銹表面為St2級,局部不易除銹部位為St3級。采用樣板手工除銹,除銹效果如圖1所示(因銹蝕嚴重,考慮驗證的實用性,不以傳統(tǒng)除銹等級衡量,僅以實物表面狀態(tài)為參考)。
3.2 油漆施工及要求
1)表面處理要求:保持表面干燥,無油污、灰塵等異物。
2)配比:m甲 ∶ m乙=4 ∶ 1。
3)將磷化底漆攪拌均勻,如由于顏料沉淀不易攪拌時,可先將上層漆液倒出,把沉淀顏料和剩余漆液攪拌均勻,再逐漸加入漆液攪拌均勻。
4)將攪拌均勻的底漆放入非金屬容器內(nèi)邊攪拌邊緩慢加入比例量的磷化液,加畢,加入適量稀釋劑調(diào)配黏度(涂-4杯)為15 s左右為宜,放置15 ~ 30 min后使用,并在12 h內(nèi)用完,放置時間過長易于凝膠,不能使用。
5)采用噴涂施工,漆膜厚度以10 ~ 15 μm為宜,施工時要尤其注意磷化膜厚度,不宜過厚。
6)施工環(huán)境要比較干燥,如濕度太高,會使漆膜發(fā)白,影響漆膜的附著力和使用效果,環(huán)境溫度應不低于18 ℃。
7)漆膜涂布后2 h即可涂其他防銹漆、底漆和面漆,于不低于18 ℃自干或(60±5) ℃下烘干均可。
3.3 過程記錄
3.3.1 磷化底漆樣板
磷化底漆在4種不同程度除銹后的樣板上結(jié)合良好,未出現(xiàn)縮孔、咬底、鼓泡等涂層缺陷等。根據(jù)GB/T 9286—1998進行劃格試驗,4種不同除銹程度的樣板表面噴涂磷化底漆后,磷化底漆樣板1#、2#、3#、4#的附著力均達到0級的要求,磷化底漆與金屬樣板間附著力良好。
3.3.2 “磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆”樣板
4種不同除銹程度的樣板表面噴涂“磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆”后,兩種底漆層之間均未出現(xiàn)縮孔、咬底、鼓泡等涂層缺陷。根據(jù)GB/T 9286—1998劃格試驗,“磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆”涂覆后樣板1#、2#、3#、4#兩涂層層間附著力劃格試驗均可達到0級的要求,說明兩種底漆間配套性良好。
3.3.3 “磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆+重防腐涂料”樣板
4種不同除銹程度的樣板表面噴涂“磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆+重防腐涂料”后,3種底漆層之間均未出現(xiàn)縮孔、咬底、鼓泡等涂層缺陷。根據(jù)GB/T 9286—1998進行劃格試驗,“磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆+重防腐涂料”涂覆后樣板1#、2#、3#、4#的涂層層間附著力均達到0級的要求,說明3種底漆間配套性良好。
四、車輛應用
樣板驗證結(jié)果說明復合防腐涂層性能符合工藝要求。為保證驗證的全面性,對現(xiàn)車進行工藝配套性試驗,在此僅就復合防腐涂層進行裝車應用。根據(jù)廠修車車體內(nèi)部銹蝕情況,選擇銹蝕嚴重、阻尼涂料脫落嚴重的部分車輛,對磷化底漆進行現(xiàn)車驗證。
4.1 施工過程記錄
1)除銹
對車體內(nèi)部銹蝕嚴重、阻尼涂料脫落嚴重的部位,采取手工打磨除銹(盡量接近于St2級)。
2)防銹涂層
采用“磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆+重防腐涂料”的復合體系,分步驗證,結(jié)果如圖2 ~ 6所示。
4.2 試驗評定
試驗評定結(jié)果:磷化底漆現(xiàn)車噴涂施工未出現(xiàn)縮孔、咬底、鼓泡等涂層缺陷,表面覆涂環(huán)氧底漆后,兩種底漆未出現(xiàn)縮孔、咬底、鼓泡等涂層缺陷,說明復合防腐涂層施工性良好。對于最終質(zhì)量效果,應在車輛出廠運用過程中認真進行質(zhì)量跟蹤,并在下次廠修時對其進行質(zhì)量評價。
五、結(jié)語
通過樣板和現(xiàn)車試驗驗證,磷化底漆施工性良好,與不同除銹程度的金屬基材基本都能實現(xiàn)良好的配套結(jié)合,不同防腐涂層間的配套性能也表現(xiàn)良好。在實際檢修過程中,車輛腐蝕情況各異,對于車輛不同程度腐蝕情況,根據(jù)其結(jié)構(gòu)局限性及表面處理情況采用不同的涂層結(jié)構(gòu),選用不同的防腐處理工藝。
1)車內(nèi)腐蝕較輕,除銹效果符合St2級標準,表面處理良好的車輛使用“環(huán)氧磷酸鋅底漆+其他”的復合涂層,不建議使用磷化底漆。
2)車內(nèi)腐蝕嚴重,且除銹后達不到St2級標準,表面存在牢固腐蝕層或浮銹的車輛使用“磷化底漆+環(huán)氧磷酸鋅底漆+其他”的復合涂層,客車檢修時建議磷化底漆配合環(huán)氧磷酸鋅底漆作為防腐底漆。
六、夢能服務與支持
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