浅析静电喷涂工艺在铁路客车涂装领域的应用前景 尹宝强

发表时间:2019/11/11   来源:《基层建设》2019年第23期   作者:尹宝强 于群
[导读] 摘要:目前,我国的铁路建设在不断的完善,铁路的快速发展带动我国经济的不断发展,概述了铁路客车涂装作业主流喷涂工艺及原理,结合实际应用案例,重点阐述了静电喷涂工艺应用于铁路客车涂装领域的方案策划及成果收益,分析了静电喷涂工艺的应用前景。
        中车唐山机车车辆有限公司  河北唐山  064099
        摘要:目前,我国的铁路建设在不断的完善,铁路的快速发展带动我国经济的不断发展,概述了铁路客车涂装作业主流喷涂工艺及原理,结合实际应用案例,重点阐述了静电喷涂工艺应用于铁路客车涂装领域的方案策划及成果收益,分析了静电喷涂工艺的应用前景。
        关键词:铁路客车;静电喷涂工艺;应用前景
        引言
        随着“一带一路”战略的实施以及国际市场的打开,铁路客车也在一步步走出国门,虽然性能不及高铁,但是较低的价格以及基建的低门槛也是其优势。铁路客车和高铁相比焊接变形大、易腐蚀,只有保证了铁路客车防腐质量与涂装美观,才能使得涂层充分发挥保护性,与装饰性给客户留下更美好的第一印象。铁路客车的车体钢结构所使用的材质主要以耐候钢为主。从板材入库到车辆出厂防腐涂装需经过板材预处理、车体组焊、车体防腐及车外涂装的流程,针对不同的流程制订相应的工艺,是保证铁路客车防腐涂装质量的基础。
        1常见喷涂工艺原理及特点
        1)空气喷涂工艺空气喷涂是利用压缩空气气流从喷枪的中心孔喷出,在喷嘴前端形成负压区,容器中的涂料被吸入负压区并从喷嘴喷出,迅速进入压缩空气流,使液-气相急骤扩散,呈雾状飞向并附着在被涂物表面,形成连续涂膜,一般用于整车及零部件的面漆喷涂工序。空气喷涂工艺简单易操作,不受涂料品种和被涂物形状限制,涂料损失率高,一般在50%左右。2)高压无气喷涂工艺高压无气喷涂是通过设备对涂料施加高压,使涂料以“薄片”的形式从喷嘴口喷出,当涂料离开喷嘴的瞬间,便与空气发生激烈的高速冲撞,在速度衰减前,涂料粒子与空气不断地多次冲撞,涂料粒子不断被粉碎,使涂料雾化,并黏附在被涂物表面,形成连续的涂膜。高压无气喷涂涂装效率高,可施工高黏度涂料,但雾化粒子较粗,涂膜装饰性一般,仅适用于重防腐涂装领域。
        2静电喷涂工艺在铁路客车涂装领域的应用
        2.1环境协调性
        铁路货车作为一种地面交通工具,其视觉色彩与开行环境有着密不可分的联系。车辆的外观色彩是环境的组成部分,在改善环境因素与营造环境氛围中起到一定的色彩调节作用,而这种调节也是为了更适于人类活动。从安全性的角度来看,高速移动的铁路货车具备一定危险性,但将其涂装成橙红调的安全色又会使人们充满压抑和危险感。为了使其与环境相协调又不失重要性,配色时可以选择与开行环境有较大明度差异的颜色,以突出其轮廓,便于辨识。从美观的角度来看,铁路货车的外观颜色与自然环境的色彩应平衡协调,成为“背景”的点缀。铁路货车体量大、移动快、编组长,在视觉中有一定的持续时间,故不宜使用纯度过高的颜色,以免引起人眼的疲乏和不适,可优先选用浅灰、青绿等浅色调,但需注意和环境色区分。以我国大秦铁路煤运专线为例,大秦线自山西大同经河北、北京、天津至秦皇岛,全长653km,沿途地貌以低山丘陵和平原为主,人造林、灌木及草本植物覆盖度大。大秦线地理位置靠北,全年冬季时间较长,沿途色彩以黄褐色为主,夏季短暂出现青绿。C80B型大秦线专用敞车配色方案见图3,在国标色卡中选用与开行背景呈对比色关系的淡绿色(G02)为主色;在车辆标记集中的区域引入淡黄色(GSB05)色带,以提高识别性。操作区则用对人心理情绪影响较弱的冰灰色(GY09)区分。
        2.2喷涂技术研究应用
        目前在铁路货车行业广泛应用的是高压无气喷涂技术,该技术效率较高,但也存在涂料浪费量大、漆雾飞散不易控制等缺点。在不同的喷涂工艺中,辅气喷涂和静电喷涂是涂料利用率较高的喷涂工艺,有些行业,如汽车行业静电涂装工艺应用较普遍。因空气幕、静电场的约束和吸附,使高压无气喷涂工艺明显降低了漆雾飞散,有效减少了废气、废渣的产生量,也直接降低了生产成本,同时,因减少了漆雾飞散,改善了作业环境,也提高了员工作业舒适度。比较而言,辅气喷涂及静电喷涂工艺(含机器人仿形喷涂技术)虽有一定的缺点,但优势明显。

目前,铁路货车行业在小件涂装中已采用静电喷涂工艺,可对摇枕侧架及整车实施辅气喷涂、静电喷涂工艺进行可行性研究,在充分论证的条件下逐步实施。目前,眉山公司正在着手这方面的工作。
        2.3重防腐喷涂
        先采用聚乙烯薄膜对车外底漆层进行防护,尤其是车窗以下和窗口周边、车顶通风孔或排风口等,避免重防腐涂料污染外墙板。然后用高压无气喷枪对车体内表面和车体下表面喷涂重防腐涂料,要求按照从上至下顺序(即车顶-侧端墙-底架)喷涂2~4遍,每遍间隔10~20min;喷涂压力≥0.5MPa,喷嘴距离喷涂表面300~600mm,喷涂后在55~60℃烘干4~5h,重防腐单涂层平均厚度为150~200μm,附着力为0~1级。实测复合涂层干膜平均厚度为210~300μm,单个点最小厚度不小于175μm,最大不超过500μm。重防腐涂层干燥后,对车窗下口边缘以下所有段焊涂聚氨酯密封胶,避免水气进入夹缝,减少腐蚀。
        2.4静电喷涂压力与静电上漆率的关系
        静电喷涂工艺应用的精髓在于如何使用最小的压力实现最理想的喷涂效果。静电喷涂机一般配备2个风压调节阀,一个控制喷涂压力,直接与出漆量相关;另一个控制雾化压力,改善雾化效果。喷涂压力越大,出漆效率越高,雾化压力越大,雾化效果越好。但喷涂压力、雾化压力均直接影响静电吸附效果。通过工序验证及数据总结,针对压缩比为35∶1的柱塞泵,喷涂压力一般设置在0.25~0.30MPa,雾化压力设置在0.30~0.35MPa,喷涂效率、雾化效果、静电吸附等指标可实现均衡。
        2.5静电电压与静电吸附效应关系
        本文应用的静电喷涂装置配备静电发生器,静电电压0~80kV可调,同时静电发生器电压与喷枪端同步,可设置R1、R2、R33个档位。车体表面一般均刮涂不饱和聚酯腻子,静电电压击穿程度越高,静电吸附效果越理想。在拐角处施工时存在静电屏蔽效应,需将静电功能关闭或降低,否则边角会出现喷涂不良的问题。按照工件特点,R1设置为20kV,R2设置为60kV,R3设置为80kV,大平面施工宜采用80kV作业,脚蹬等边角部位施工切换为R1或关闭,整车施工可达到良好的效果。
        2.6秩序感
        秩序是指事物之间按规则和一定关系组织在一起的一种状态,《辞海》里“秩序”指的是人或事物所在的位置,含有整齐、守规则之意,而秩序感则是内心因为受到各个元素按一定联系排列而引发的情感波动。这里的元素则是铁路货车涂装中的各个色彩部分、图形和字符。车辆运行时带给人们的平衡与不稳定、静态与动感、轻盈与稳重等感觉就是铁路货车传递出的秩序感。
        结语
        静电喷涂技术尽管可靠性较高,但有别于空气、辅气等喷涂工艺。静电喷涂工艺的成功应用需严格把控各个环节,包括施工工件分析、人员培训、设备选型、涂料电阻率匹配、工艺参数总结及后期设备维护保养。本文简要地总结了静电喷涂工艺施工特点及应用后取得的成果,铁路同行业单位可结合自身现状进行参考借鉴。
        参考文献:
        [1]周磊,陈雷.铁路货车的主要结构与使用[M].北京:中国铁道出版社,2011.
        [2]杨雄京.世界铁路货车市场综述[J].铁道车辆,2010,48(9):13—21.
        [3]向泽锐,徐伯初,支锦亦.中国高速列车工业设计研究综述与展望[J].铁道学报,2013,35(12):9—18.
        [4]沈雷鸣.企业形象中的色彩运用[J].包装工程,2013,34(20):125—128.
        [5]余明贵,陈雷.铁路货车运用与维修管理[M].北京:中国铁道出版社,2010.
 
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