轨道交通车辆车体表面防腐性研究

轨道交通车辆车体表面防腐性研究

杨晓宏 肖严灏 陈宏 窦磊 赵轩

中车 长春轨道客车股份有限公司，吉林长春 130062

摘要：当今轨道交通车辆的车体表面腐蚀问题已经成为严重影响到车辆设计寿命、使用寿命和铁路正常运输的重要问题。为了更好的改进现有车辆的使用情况，提高车辆运载质量，应该以解决车辆防腐为主要方向，确保车辆使用安全性、稳定性和经济性。本文主要结合实际情况，首先分析了车辆防腐存在的问题和对策，然后简单论述了车辆的经济寿命问题，希望通过本次研究对轨道交通行业有一定帮助。

关键词：轨道交通车辆 车体表面腐蚀 防腐 经济寿命

1、前言

中国标准动车组、地铁车及轻轨车等轨道交通车辆面临的腐蚀、锈蚀危机来自各方各面，车辆在富氧、多盐、高热的恶劣环境中运行服役，会长期受到风吹日晒、酸雨、雾霾和紫外线的不断侵蚀和破坏。除了应对车体表面的环境腐蚀影响，轨道交通车辆零部件的防腐处理也不容忽视。从车底到车内的各种零部件，即使小到一枚螺丝帽，也关系到车辆的运行安全，探究适宜的防腐方法成为一个非常重要的课题。

据相关方面统计结果显示，我国每年由于金属腐蚀所带来的直接经济损失高达200多亿元。一些西方发达国家对金属腐蚀问题高度重视，制定严格的金属防腐标准。最近几年，随着我国铁路运输量不断提升，轨道交通车辆的投入量也在不断提升，同时车辆腐蚀问题也逐年加重，尽管我国铁路运输保护部门采取多种措施，严防车辆腐蚀问题，但车辆的损失量依然十分严重，腐蚀问题已经严重影响到车辆的设计寿命以及运营的安全性和稳定性。据相关统计结果显示，我国每年轨道交通车辆腐蚀量高达7.5万吨以上，折合人民币高达5000多万元，并且最近几年损失进一步升高。因此，做好车辆的防腐工作对更好发挥车辆设计功能，提高车辆使用寿命，增强运营安全都具有十分重要的现实意义。

2、车辆腐蚀发生的原因

经过对腐蚀的车辆进行拆车分析，发现夹层腐蚀、缝隙腐蚀与电化学腐蚀是车辆腐蚀中经常出现的问题。夹层腐蚀大多出现于钢板的衔接处，同时也是锻焊结构位置，如车顶板、雨檐、端侧板和梁柱连接处等位置，导致出现这些部位腐蚀的原因是因为结构设计不当，采用工艺不合理所导致的。缝隙腐蚀一般发生的位置在铆结构和焊接处的连接部位，这个位置发生腐蚀之后不仅导致钢板遭到严重腐蚀，而且很容易造成焊接部位焊接强度不足与焊缝开裂等问题，严重的还会导致焊接接头的承载能力下降，最终严重威胁到车辆行驶的安全性和稳定性，导致出现缝隙腐蚀的主要原因是焊接质量差、焊接间隙不标准、焊接表面粗糙、焊药和焊瘤等位置存在缺陷及腐蚀部位的锈蚀不能全面清理等，此外，在应力腐蚀作用下，钢结构焊接部位先从焊接缝开始腐蚀，从而导致整个构件开裂和断裂，严重威胁到车辆行驶的安全性。在对钢结构进行焊接过程中，由于焊接材质之间存在的较大的差异性，焊渣和应力都会形成化学电池阴极和阳极，钢结构形成阳极之后，钢材不断的被置换和腐蚀，阴极逐渐扩大，电化学腐蚀所产生的腐蚀产物不断在阳极表面堆积，最终拱破涂层，从而导致车体被腐蚀。现阶段，车辆防腐层受到腐蚀的主要原因就是电化学腐蚀导致的。

3、使用涂装工艺方式避免车辆腐蚀

目前对轨道交通车辆车体及零部件采用的防腐处理方式主要是涂装防腐保护，即在金属基体表面涂覆一层或多层具有一定厚度的保护涂层，使得金属基体与外界环境隔离，从而使金属基体得到保护，涂装防腐也是多年实践证明的最经济、最实用的方式。但这些涂层一旦破损有缺陷，防腐效果也就大打折扣。

涂装属于特殊工艺方式，过程控制至关重要，但由于涂装的客观性问题，轨道交通车辆零部件的构成形状不统一，涂装过程中，边、角、孔、洞、缝区域，型材内部、型腔内部区域无法喷涂到位，出现虚喷、漏喷等现象。尤其是防腐底漆，会造成钢结构外露或预涂底漆外露，导致耐腐蚀性减弱，缩短有效防腐周期。

严格做好金属部件涂装工作，需要做到以下几点。首先，相应的作业人员必须根据相应的工艺要求选择质量合格，综合配套性良好，能够满足完工标准的材料，为了确保漆膜防腐质量，要严格按照使用期限使用。然后，在喷涂之前要按照规定对涂料进行稀释、调和、混合、搅拌，确保涂料前后配制比例一致，在除锈工作结束之后，按照规定的涂层间隔开展工作，避免设备二次出现腐蚀，涂层要薄，在一层晾干之后，再涂下一层，要尽可能的多涂几层，这样才能提高车辆防腐效果和车辆的使用寿命，涂膜厚度必须达到相应的规定要求，一般情况下车体钢结构表面漆膜厚度不小于150微米。最后，严格管控作业环境，尽量保证在洁净的室内涂层，如果需要在室外涂层的，要避开大风、阴雨天气，夏季相对湿度超过85%以上的也不能进行涂层作业。涂层过程中一定要保证均匀一致，表面平衡无明显凸起，不粗糙，同时还要做好检查工作，重点检查钢结构侧墙、端墙外表面以及中梁、枕梁和侧梁的涂层质量，避免出现虚涂、漏涂等问题。具体如图1所示。

图1 涂装完工检查

4、结语

本文总结了不锈钢车体腐蚀产生的原因，介绍了以涂装方式避免车辆腐蚀的各个环节应该注意的控制要点及解决措施，以减轻或避免轨道交通车辆车体腐蚀现象的产生。

参考文献

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[2]张斌.工程机械表面涂层早期缺陷与防冶措施[C]//商用车,工程机械,轨道交通涂料涂装高峰论坛暨水性涂料涂装技术应用研讨会.全国涂装信息站;中国化工学会,2013.

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