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1、冶金铁道车辆车体腐蚀原因的分析与解决措施胡刚,惠庭,王伟奇,李岩(莱芜钢铁集团公司运输部,莱芜)摘 要:该文对冶金铁道车辆车体钢结构腐蚀原因进行了分析,并提出了相应的解决措施。关 键 词:车辆;腐蚀;成本;焊接 前言我国冶金企业多以铁路运输为主,铁道车辆是冶金企业的主要运输工具。由于冶金企业铁道车辆所运输货物以与运输环境的特殊性,使得所使用的铁道车辆车体钢结构件腐蚀严重,造成车辆检修量较大,增加了检修成本,不利于企业内部的降本增效。腐蚀严重的车辆构件会影响车体强度,在装载货物时有可能出现塌腰、外胀以与漏料等问题,如果得不到与时的检修会带来一定的安全问题。铁道车辆车体腐蚀是制约冶金企业铁路运输高
2、效率的重要环节。 腐蚀的主要部位与原因 腐蚀的主要部位()两个钢结构零件的结合面:如货车的中梁盖板与中梁型钢之间、端柱与端梁的结合面、侧柱与侧梁的结合面等等。这些结合面往往产生夹锈,严重时夹锈厚度可达以上。()容易积存水或尘垢的部位:货车的端侧墙板下部、各立柱根部等。 腐蚀原因()结构设计方面:结构设计不当,形成封闭的存水空间。如敞车的侧柱与下侧梁的连接为铆接,在运输含水的货物或雨、雪天气,非常容易通过铆接缝隙进水而引起腐蚀。如果把铆接改为焊接,或将结合面的外露缝隙封死,则腐蚀将大为减轻。在结构设计时,对钢结构零件连接接头形式考虑不周,也会加剧腐蚀。搭接断续焊或塞焊这两种接头由于结合面存在间隙
3、,水可以渗透到缝隙中,而焊前涂在结合面上的防锈层已在焊接过程中被烧坏,焊后又无法补涂,所以结合面很容易产生夹锈。如果在容易积存水的地方选用了这两种接头形式,则夹锈将十分严重。()修造工艺质量的影响:修造工艺质量的影响,主要是除锈和油漆两方面。在带有锈层、污垢或水气的表面直接涂装防锈涂料,不但会影响涂层的附着力,而且腐蚀仍可在涂膜下继续进行并胀破涂膜,失去了防锈层对钢结构表面的保护作用。油漆工艺对防锈涂膜的性能直接相关,如果在涂装时任意添加过多的稀释剂、涂膜过薄或一次涂敷过厚、漏涂漏刷防锈涂料、除锈后未与时涂防锈涂料、底层涂料未干透就涂第二层涂料或安装木结构、双组分或多组分涂料不按规定配比等,都
4、是违反油漆涂装工艺要求的,因而影响涂膜的性能。 车辆运行条件的影响自然环境对车辆的腐蚀速度有较大的影响。温度愈高,腐蚀速度愈快。空气成分对腐蚀速度的影响也是明显的。此外,对于大部分的货车来说,雨、雪可以直接进入车内,使底架处于潮湿状态。敞车、矿车还经常装运含有大量水分的货物(如水渣、洗精煤等)。这些因素都是造成货车腐蚀的客观原因。 材料的影响车体钢结构采用什么材料来制造,以与选用防护涂料的优劣对车辆的耐腐蚀性影响很大。目前车辆制造用材料正呈现多元化发展趋势,具有较强抗腐蚀能力的耐候钢、铝合金、不锈钢、高强度的玻璃钢与其他新型合成材料正得到广泛的应用,使得腐蚀大为降低。 提高耐腐蚀性能的措施从钢
5、结构的腐蚀原因的分析中可以看出,提高钢结构耐腐蚀性能应从两个方面着手:第一,采用耐腐蚀钢材,提高钢材本身的耐腐蚀能力;第二,开展钢结构的耐腐蚀设计,严格车辆修造工艺质量管理,使用高性能的防腐涂料,从而减少或避免电解液在钢结构表面的凝聚,隔绝钢结构与电解液接触,将腐蚀作用降到最低的程度。 使用耐大气腐蚀的钢材大量的试验研究表明,在低碳钢中添加少量的某些合金元素,可以大大提高钢材的耐大气腐蚀能力。添加铜或磷元素的效果最好,其次是铬、铝、硅、镍等元素,而且同时添加铜、磷或铜、铬元素时,其耐大气腐蚀的效果比单纯的添加铜元素更好。因此国外除了用含铜钢制造车体钢结构外,更多的是使用添加多种元素的耐大气腐蚀
6、钢简称耐候钢,制造车体钢结构。除了使用耐候钢以提高钢结构的耐腐蚀性外,对于特别容易腐蚀的钢结构零部件,或在防腐蚀方面有特殊要求的车辆,国外有采用铝合金或不锈钢制造的,基本上可解决钢结构的腐蚀问题。 采用高性能的防腐涂料车体钢结构的防腐涂层通常包括底漆、腻子、中间层与面漆。钢结构的内外表面用涂料涂装后,可以隔绝钢结构与电解液的接触,从而防止钢结构腐蚀。在工业发达、钢结构防腐较好的国家,已形成了一些性能优良的钢结构防腐涂料体系,如聚氨酯涂料和环氧树脂涂料所组成的涂料体系。氨酯涂料具有良好的耐腐蚀性(耐化学药品、耐洗涤剂、耐大气腐蚀)、良好的光泽保持性、耐变退色性、耐磨、耐冲击,是理想的面漆材料。环
7、氧树脂涂料有较高的水气渗透阻力,可阻止水气和氧的渗透,它与钢材表面和下一道涂层都有极强的附着力,此外在耐水性、耐磨性、耐冲击性和柔韧性等方面都很好。莱钢运输部在全钢敞车车门防腐方面采用的新型防腐涂料一聚脲,取得了很好的效果。 提高除锈质量钢结构表面除锈质量的好坏,直接影响防腐涂层的作用与寿命。 严格执行涂料涂装工艺要获得性能良好的防腐涂层,除了使用高性能涂料和对钢结构表面进行良好的处理(除锈)以外,严格执行涂料的涂装工艺是十分重要的,因此下述几点在涂装作业时要给予充分的注意:()涂料不要超过规定的使用期,否则将影响漆膜质量。()涂料应按规定进行稀释、调合、搅拌。涂料过稀,双组分或多组分涂料不按
8、规定比例调合或搅拌不充分,都将影响涂料的成膜质量,最终影响涂料的防腐性能。()按规定的涂装间隔进行涂装作业。钢结构除锈后应与时涂装防锈底漆,以免刚清除了锈层的表面重新产生锈层;每两层涂料之间的时间间隔也应保证,若前一层涂膜尚未干就进行第二层涂料的涂装作业,则会影响成膜质量,涂层之间容易剥离。()漆膜应达到规定的层数与厚度。国内外的资料都认为用较薄的涂层、较多的层数所达到的漆膜厚度,其防腐效果和使用寿命较好。()涂装作业的环境条件。在室外进行涂装作业时,如遇到刮风或雨雪天气,就会影响涂膜干燥,造成涂膜附着不良、表面变质,所以涂装作业应在室内进行。室内空气的温湿度对涂料的成膜质量都有影响,气温过高
9、或过低,钢结构表面温度过高或过低,空气相对湿度过大,都将影响涂膜的硬化,使涂膜容易起泡、破裂。一般,气温低于,相对湿度超过时就不得进行环氧树脂类涂料的涂装作业。二聚氨酯树脂涂料在气温低于,相对湿度超过时,就不得进行涂装作业。 推行钢结构的防腐蚀设计结构设计阶段就要考虑到防腐蚀问题,既灵活采用各种防腐蚀技术,又要考虑到车辆结构特点,从设计方面采取防腐蚀措施。例如:在容易腐蚀的位置尽量采用对接焊缝满焊而不用或少用搭接断续焊、搭接塞焊;尽量减少搭接焊缝的搭接量;尽量避免形成封闭的存水空间或积存污垢之处。 结束语总之,车体钢结构的腐蚀是影响车辆使用寿命和可靠性的一个重要问题,目前己引起铁路车辆部门的极大重视,冶金企业为了实现铁道车辆使用最大效益,也逐步开始重视车辆腐蚀问题。为了减轻和防止钢结构腐蚀,需要建立综合防腐蚀的观点,即不但要在金属结构设计、涂料的选用、焊接工艺和涂装工艺等方面做大量的工作,还需要加强车辆防腐蚀知识的宣传,建立必要的规章制度和有关技术标准,这样才能使我国冶金企业铁道车辆的防腐技术赶上世界先进水平。