鐵路客車防腐蝕現(xiàn)狀及改進措施的研究

侯亞輝+孟林林+郭金城

摘要：介紹了普通鐵路客車車體腐蝕現(xiàn)狀及原因，歸納總結(jié)了現(xiàn)有提升車體防腐性能的措施。通過研究腐蝕原因及現(xiàn)有控制措施，從結(jié)構(gòu)、材料和涂裝三個方面提出防腐優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：普通鐵路客車；防腐；優(yōu)化措施

0前言

普通鐵路客車車體主要材質(zhì)為碳鋼，客車使用過程中一大主要問題是車體腐蝕，腐蝕使金屬材料受到損傷，降低構(gòu)件的承載能力，從而降低了車輛使用壽命，同時增大了檢修工作量及材料消耗，使修車費用增加。本文從車體腐蝕現(xiàn)狀及原因出發(fā)，重點調(diào)研了現(xiàn)有的防腐蝕方法，從結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、涂裝三方面著手，提出防止車體腐蝕的優(yōu)化措施。

1鐵路客車車體腐蝕現(xiàn)狀及原因

1.1 車體腐蝕現(xiàn)狀

普通客車車體鋼結(jié)構(gòu)主要材質(zhì)為碳鋼，由于車內(nèi)冷凝水及清潔用水等問題，車體鋼結(jié)構(gòu)大部件會出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象。

1.2 腐蝕原因分析

通過查看報廢車輛的車體腐蝕情況，發(fā)現(xiàn)車體腐蝕與結(jié)構(gòu)設(shè)計、車體材質(zhì)和涂裝材料三個方面有關(guān)。

1.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

（1）餐車水盤區(qū)域積水腐蝕

A5修時發(fā)現(xiàn)餐車水盤區(qū)域波紋地板腐蝕嚴(yán)重。餐車廚房區(qū)域地板斷面如圖1所示，廚房區(qū)域的不銹鋼板只在靠近車體側(cè)墻一側(cè)增加了不銹鋼壓板，而在間壁一側(cè)未設(shè)置壓板。廚房間清洗作業(yè)時，清潔水沿著不銹鋼與間壁墻之間縫隙滲入地板間。同時，廚房垃圾堵塞排水槽上層多空板，積水從擋水條和其它縫隙處進入車內(nèi)。

（2）通過臺區(qū)域冷凝積水腐蝕

通過臺地板采用的材料是普通的耐候鋼，耐腐蝕性能較差；該區(qū)域長期接觸潮濕空氣或水，環(huán)境相對惡劣；同時，此處只有直徑6mm的排水口，容易堵塞，導(dǎo)致積水無法排出，導(dǎo)致此處的地板易產(chǎn)生腐蝕。

（3）側(cè)墻立柱根部積水腐蝕

25G型客車側(cè)墻板和底架邊梁角焊、打膠。側(cè)墻立柱是帽型斷面，與墻板及底架焊接后，在根部會形成封閉腔體，內(nèi)部涂裝防護困難。車輛在運用中不斷的有水汽形成，在根部匯集，無法排出，在墻板內(nèi)外通道處不斷的進行腐蝕。

（4）窗口區(qū)域冷凝積水腐蝕

立柱和縱梁通過塞焊與墻板焊接，形成了自然的空氣夾層，夾層處無法噴涂防腐材料，溫度變化產(chǎn)生的冷凝水腐蝕梁柱；車內(nèi)外溫差不同，造成窗戶玻璃產(chǎn)生冷凝積水，窗口處無排水結(jié)構(gòu)，部分老車型窗口密封性難以保證，雨水通過窗口縫隙進入車內(nèi)。

（5）搭接結(jié)構(gòu)冷凝積水腐蝕

目前客車設(shè)計中，大量采用搭接結(jié)構(gòu)、斷焊等，主要有側(cè)墻板與底架邊梁搭接、波紋地板與底架邊梁搭接、端墻板與緩沖梁搭接等。搭接結(jié)構(gòu)的結(jié)合面一般不能涂漆，焊后也無法補漆，而且封閉腔內(nèi)也無法涂裝防護，側(cè)柱內(nèi)的冷凝水及灰塵等容易進入縫隙內(nèi)側(cè)，形成腐蝕介質(zhì)，對墻板及波紋地板造成腐蝕。

1.2.2車體材質(zhì)問題

車體鋼結(jié)構(gòu)主要材質(zhì)為耐候鋼Q345NQR2、Q355GNHD和Q310NQL2、Q310GNHD，相對普通碳素鋼Q235A，耐候鋼的相對腐蝕速率為60%，耐腐蝕性較低。

1.2.3涂裝材料問題

造成涂裝失效的原因主要包括除銹工藝和油漆工藝兩個方面。

（1）飛濺、焊渣、鐵屑、油污、灰塵、水、銹跡、燒蝕涂層等處理不徹底，直接影響涂層附著力。受結(jié)構(gòu)、制造工藝限制，局部邊、角、孔、洞、縫的部位無法處理到位。

（2）涂裝時任意添加過多的稀釋劑、涂膜過薄或一次涂敷過厚、漏涂漏刷防銹涂料。除銹后未及時涂防銹涂料、底層涂料未干透就涂第二層涂料或安裝木結(jié)構(gòu)。涂裝過程中，邊、角、孔、洞、縫區(qū)域，型材內(nèi)部、型腔內(nèi)部區(qū)域無法噴涂到位。

2 鐵路客車車體現(xiàn)有防腐措施

2.1 結(jié)構(gòu)防腐蝕

2.1.1底架區(qū)域

目前，底架結(jié)構(gòu)防腐蝕措施主要通過開排水孔實現(xiàn)，同時為了兼顧防火要求，排水孔直徑定為Φ6，但此孔經(jīng)常被異物堵住，影響排水效果。

2.1.2側(cè)墻區(qū)域

目前側(cè)柱斷面為帽型，為了減少側(cè)柱根部的腐蝕，側(cè)柱靠近根部設(shè)計了直徑25mm的灌漿孔，用于向封閉腔內(nèi)部噴涂防銹漆及防腐涂料等。

2.2 材料防腐蝕

1992年以前生產(chǎn)的客車中，車體材料均為普通碳鋼，材料本身的耐腐蝕性較差。1992年后的新造客車中，車體材料以耐候鋼為主，同時廁所間及盥洗間等區(qū)域地板采用不銹鋼，車體整體耐腐蝕性得到提升。

2.3 涂料防腐蝕

自運輛客車函〔2015〕73號文下發(fā)后，整體對新造客車防腐方案及防腐涂料進行規(guī)范統(tǒng)一，包括底材處理標(biāo)準(zhǔn)、涂層體系規(guī)定、涂料品種、質(zhì)量檢測等方面，基本保證了涂層體系的使用壽命及車輛運用需求。此項改進較大的提高了車內(nèi)、底架防腐涂層使用壽命。

3 鐵路客車車體防腐蝕優(yōu)化措施

3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計防腐蝕優(yōu)化

3.1.1餐車水盤區(qū)域防腐蝕提升措施

為了保證廚房區(qū)域地板的密封性，將廚房不銹鋼地板與墻板貼合處周圈增加不銹鋼壓板；同時，周圈再涂打密封膠進行密封，從而防止清潔用水沿著縫隙滲入地板。

3.1.2通過臺區(qū)域防腐蝕提升措施

經(jīng)現(xiàn)車分析發(fā)現(xiàn)，通過臺區(qū)域排水孔直徑為6mm，由于阻尼涂料及異物的影響，該排水孔經(jīng)常被堵住，影響排水效果。后續(xù)優(yōu)化改進時可將此地板材質(zhì)改為不銹鋼板或者在地板合適部位設(shè)排水槽，便于水排出。

3.1.3側(cè)墻立柱根部防腐蝕提升措施

由于帽型截面的側(cè)柱與墻板焊接后，在根部會形成封閉腔體，使得內(nèi)部無法涂裝防護，同時積水會在封閉腔體內(nèi)聚集，造成側(cè)柱根部腐蝕。后續(xù)改進時，可考慮以下兩種方案：

方案一：側(cè)柱截面由帽型改為乙型，側(cè)柱與墻板焊接后，可以實現(xiàn)側(cè)墻骨架的整體涂裝防護，同時，也可避免積水在根部聚集。

方案二：側(cè)柱根部與底架邊梁連接處增加缺口，將根部的積水排出。

3.1.4窗口區(qū)域防腐蝕提升措施

在側(cè)墻窗口、底架部位合適位置設(shè)置排水機構(gòu)。如在側(cè)墻窗口下方設(shè)置接水盤，接水盤下設(shè)有排水管，用于將窗口處的積水收集并排出車外。

3.1.5搭接結(jié)構(gòu)防腐蝕提升措施

墻板與底架邊梁焊接時，在底架邊梁刨槽，與墻板采用對接滿焊，墻板內(nèi)側(cè)與邊梁也采用滿焊焊接，同時焊接后涂打密封膠，防止積水及灰塵等雜物進入縫隙中對墻板造成腐蝕，如圖2所示。

3.2車體材質(zhì)防腐蝕優(yōu)化

目前25型客車車體鋼結(jié)構(gòu)材料一般為Q235、Q310NQL2或Q310GNGD及Q345NQR2或Q355GNGD等，耐腐蝕性差。后續(xù)設(shè)計時可考慮使用耐腐蝕性能更高的材質(zhì)來提高防腐性能。如車體材質(zhì)由普通耐候鋼改為S350EW，枕外通過臺地板可采用耐腐蝕性能更高的鐵素體不銹鋼X2CrNi12。

3.3涂裝工藝防腐蝕優(yōu)化

3.3.1涂料性能提升

（1）涂料嚴(yán)格按73號文標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，選擇CRRC認證過的涂料；

（2）針對環(huán)氧防腐底漆，提高耐鹽霧性（NSS）指標(biāo)，增強對基材的保護；

（3）針對車內(nèi)及車下底架，在阻尼涂料的基礎(chǔ)上，建議增加一層底架面漆，封閉阻尼涂料，增強防腐性能。

3.3.2涂裝工藝措施更改

（1）制定碳鋼板（型）材預(yù)處理規(guī)范，針對板材特點分別采用拋丸、噴砂或酸洗磷化等工藝，提升板材預(yù)處理質(zhì)量；

（2）梳理、檢查易形成封閉腔的部位，進一步明確涂裝要求；

（3）針對車體“邊、角、孔、洞、縫”部位進行重點噴涂；

（4）對重點腐蝕部位進行密封，防止腐蝕介質(zhì)侵入；

（5）加強涂料質(zhì)量控制及委外工序的控制。

4 結(jié)論

本文通過分析車體腐蝕現(xiàn)狀及現(xiàn)有防腐蝕方法，提出了通過結(jié)構(gòu)改進、材料優(yōu)化和涂裝改進三方面的措施來提升車體的防腐蝕性能，從而減少檢修時對車體的挖補，延長車體使用壽命。

參考文獻：

[1] 張玉成.客車車體鋼結(jié)構(gòu)腐蝕原因分析及防止措施[J].鐵道車輛，2014（10）：38-39

[2] 夏冬寧.22型客車腐蝕超限原因及車輛防腐蝕措施[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2011（7）：26-30

[3] 高鵬燕.對22型車體鋼結(jié)構(gòu)翻新改造的探討，[J]鐵道車輛，2004（8）：37-39

1.作者簡介：侯亞輝（1989-），男，助理工程師，主要從事碳鋼車車體結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。