新型重載鐵路貨車主要包含80 t 級通用敞車和100 t 級運煤專用敞車等車型，依據(jù)新型重載鐵路貨車更嚴酷的運營環(huán)境要求，涂裝防腐應提高到一個全新的高度，結合鐵道部及本公司項目開發(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用》項目為依托，全面系統(tǒng)指導項目的實施。

一、總體原則

①工藝簡單可行、經(jīng)濟適用、防腐適當；②科學、先進并具指導性，總體設計較優(yōu)，相對現(xiàn)有技術條件及有關技術標準要求明顯提升。

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)鐵路貨車運營環(huán)境、狀態(tài)等條件及涂裝生產(chǎn)工藝技術條件選擇合適的涂料顯得尤為重要。結合新型重載鐵路貨車運營條件， 并借鑒目前貨車車體腐蝕現(xiàn)狀及各種涂料質量信息，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合理的性價比。

按涂料選用原則指導選擇開發(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行工藝對比試驗。涂料應符合國家有關環(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，涂料須具有良好的耐沖擊性、耐磨性及耐化學品性等，其中耐鹽霧性能[1]檢測指標實際要求不低于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。由于涂料的各項指標是相互制約、相互聯(lián)系的，因此在選擇開發(fā)過程中，應選擇總體評價最佳的涂料。

三、涂層體系設計

在科學選擇涂料的基礎上，設計科學的涂層體系至關重要。在進行新型重載鐵路貨車涂裝體系設計過程中，重點學習了如下技術標準[2]：①ISO 12944《色漆和清漆防護漆體系對鋼結構的腐蝕防護》；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。設計原則：滿足國際通用防腐標準要求，體現(xiàn)設計的科學性、先進性、規(guī)范性。

具體要求：結合貨車運營環(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，同時借鑒其它行業(yè)工程成熟應用經(jīng)驗，綜合評價并設計涂層防腐體系，滿足設計要求。

為保證設計工作的科學合理性及有效指導性，提出如下預設條件：①定義通用貨車車型運營環(huán)境類型。運營環(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)勞動強度，減少涂裝道數(shù)，若“底漆+面漆”體系能滿足各項要求，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）不是因為涂層防腐失效而是因為運營過程中鋼材嚴重變形失效造成的。體現(xiàn)鐵路貨車涂裝體系設計的全壽命設計理念。④根據(jù) 運營環(huán)境定義、漆種選擇和防腐年限要求設計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準要求，體現(xiàn)科學性、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比較落后，一般采用手工處理方式。

⑴預處理工藝要求

全部金屬型材、板材進行拋丸除銹預處理,處理后鋼材表面清潔度應達到GB/T 8923 中Sa 2.5 級及以上標準, 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，已進行拋丸除銹預處理且預涂底漆漆膜良好的部分則視為符合標準；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，表面清潔度應達到GB/T 8923中St 2 級及以上標準[3]。按新的設計思路設計，優(yōu)化車型技術條件及相關標準，提供準確的科學合理理論指導性技術原則。

⑵預處理工藝分析

①仍采用拋丸處理后噴涂可焊性預涂底漆，優(yōu)先采用通過認證要求的可焊性預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涂底漆的工藝（這涉及重大工藝變動，目前還不能具體實施），這有利于焊接質量，只是對過程防護、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目中已經(jīng)使用檢驗。本次設計按①要求進行。

⑶整車涂裝前的前處理工藝分析

整車前處理質量高低對整車涂層最終各項性能影響很大，一些油污需采用除油化學劑處理，結合目前相關技術發(fā)展現(xiàn)狀，新造整車涂裝前實行整車局部區(qū)域或整車噴 拋丸除銹，保證前處理質量是可行的，或采用環(huán)保型噴拋丸設備對一些外觀重要的關鍵焊縫進行處理，減少焊接應力以降低焊接區(qū)域應力腐蝕的突出問題（本次設計 按此要求進行）。若考慮實行整車涂裝前進行噴拋丸除銹及除應力工藝，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一步分析 探討的需要。

五、涂裝工藝設計

目前在鐵路貨車行業(yè)中廣泛應用高壓無氣噴涂技術，高壓無氣噴涂有噴涂效率較高的優(yōu)點，但也有涂料浪費量大、漆霧飛散不易控制及污染大等缺點。在目前不同噴 涂工藝技術中，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，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（含機器人仿形噴涂技術）雖有一定的缺點，但優(yōu)勢明顯。對搖枕 側架及整車實施輔氣噴涂、靜電噴涂工藝進行可行性研究，在充分論證的條件下可進行檢驗。眉山公司已開始這方面的分析工作，已取得初步結論。最終實現(xiàn)“提高 表面質量，改善作業(yè)環(huán)境以提高作業(yè)舒適度，降低浪費”目的。

六、結構工藝性分析

新型重載鐵路貨車在整體結構上與現(xiàn)有的70 t級通用貨車相比，除在型鋼選材、局部結構上有所優(yōu)化改進外，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涂層投入成本進行對比，分析孰優(yōu)孰劣。

提高涂層的防腐能力除與前處理質量、涂料的選取等有直接關系外，與車體的結構設計工藝性也有關，在一定程度上直接影響涂層最終的防腐質量。結合目前通用貨車的運營及腐蝕現(xiàn)狀，對新型重載鐵路貨車在結構工藝性設計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計排水孔或應力孔，直徑為5 mm 左右，避免長時間積水和降低焊接應力；

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計，采用圓弧形設計。盡量采用圓管、圓鋼設計部件的分組成件。

七、結語

結合各項要求及試驗分析設計了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計圓滿完成，制定有效的質量控制手段，確保過程可控，使新涂裝配套體系及相關涂裝工藝更加適合重載鐵路貨車的運用需要。在 選用滿足一定條件的涂裝體系后，是否可以適當延長車體使用壽命須進行充分探討，分析討論車體使用壽命與轉向架匹配的可行性。

八、夢能科技

夢能科技是一家致力于涂料的銷售、方案設計、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、橋梁鋼結構、石油石化、特種氣體行業(yè)、火電、風電、水電能源行業(yè)等重防腐領域。夢能科技為廣大用戶提供全方位的服務，包括在設計階段向您推薦合理的油漆配套方案，在合作當中提供高質量的產(chǎn)品和高水平的施工服務以及完善的現(xiàn)場施工技術指導與優(yōu)質的售后服務。