地鐵車輛半壽命期整車漆膜狀態分析及檢修方法研究

喬騰波 張偉超 侯云澆 任長青 李文龍

摘 要：本文研究了不銹鋼地鐵車輛半壽命期車身外皮漆膜的老化狀態，分析了不銹鋼車體涂裝體系框架下不同漆層的外觀狀態及附著性能，同時探究了在半壽命期老化狀態漆膜上進行水性漆檢修的工藝方法。

關鍵詞：不銹鋼地鐵;半壽命期;老化;水性漆檢修

2006年開始，各大城市軌道交通行業迎來發展熱潮，各大主機廠地鐵車輛訂單數猛增。為防腐、美觀以及各線路特色，初期地鐵車體多為大面積油性漆涂裝，普遍的涂裝體系為：雙組分底漆+雙組分不飽和聚酯膩子+雙組分聚氨酯中涂漆+雙組分聚氨酯面漆+（雙組分金屬漆+雙組分聚氨酯清漆），涂層設計壽命為30年。注：加括號部分為非必須涂層，增加部位根據具體項目要求。[1]隨著地鐵車輛逐漸進入150萬公里里程半壽命修階段，整車漆膜出現一定程度的老化，如漆膜變色，局部漆膜脫落，漆膜表面裂紋等。針對地鐵車輛半壽命修階段的漆膜狀態，本文以某地區進入半壽命檢修的運營地鐵車輛為研究對象，進行了各漆層狀態分析，研究了在半壽命期老化狀態漆膜上進行水性漆檢修的工藝方法。[2]

1半壽命期整車漆膜狀態分析

本文以某地區已進入半壽命檢修的地鐵車輛01MCP1作為研究對象。 其車體表面涂裝體系如圖1所示，其中原始底漆為雙組份環氧底漆，中涂漆及面漆均為雙組份聚氨酯類涂料，此涂裝體系體系具有附著力強，表觀顏色優異的特點。

漆膜老化的主要原因為紫外線輻射、高低溫影響及環境酸堿鹽的影響。某地區已進入半壽命檢修的地鐵車輛01MCP1，運營線路總長為40km，其中35Km為地上運營，5km為地下運營，所以隨著運營里程接近150萬公里，運營時間接近15年，該涂裝體系下漆膜外觀產生的老化狀態，受長時間紫外線輻射影響較大，加之高低溫、環境的復雜影響，具有獨特性。選取該車輛典型的老化形貌進行分析，具體見表1。

典型的老化狀態如表1所示，對于01MCP1車體表面去除中涂及面漆處狀態優良的位置，進行了現車的拉拔試驗，以確定表面狀態優良區域的附著力能否符合要求，避免過度檢修造成人力、物力上不必要的浪費。整車選取了30處位置進行試驗，試驗過程如圖2所示。

根據圖2、圖3及表2可以得出結論，某地區已進入半壽命檢修的地鐵車輛，漆膜老化主要為整車面漆失色退光、局部中涂及面漆鼓泡、脫落、局部膩子老化脫落;膩子外觀狀態良好位置附著性能較為優異。

2半壽命期整車漆膜水性漆檢修方法研究

2.1水性漆的應用

2016年修訂的《大氣污染防治法》首次將VOC納入了監管范圍。全世界每年涂料加工和生產釋放出來VOC占排放總量的20%～25%，是僅次于汽車尾氣的全球第二大的大氣染源。傳統溶劑型涂料在使用過程中不可避免地揮發大量有機溶劑，污染環境。創建“綠色涂裝”是涂裝工業發展的必然趨勢。[3]

水性漆涂裝是目前新造車輛大力推廣的涂裝方式，但在檢修板塊，檢修工藝的探討仍在進行，根據本文章節1分析，半壽命檢修期的車體漆膜嚴重老化的僅為外層，底漆與膩子層在外觀及附著力性能上依然具有較高水平，所以檢修過程僅打磨去除中涂及面漆層，補涂膩子后進行水性中涂漆及面漆涂裝的工藝，不僅節約了成本，也提高了生產效率。[4]

2.2 傳統漆膜基礎上水性漆檢修方法探索

以地鐵車輛01MCP1車體為試驗對象，制定檢修工藝如下

整車打磨至膩子層，僅去除了老化情況較嚴重的原車中涂漆層及面漆層，局部老化疏松的膩子層在整車打磨過程中較為容易被發現，從而能夠做到完全去除，在此過程中較為重要的工藝要點為：膩子疏松位置的原有膩子層應完全去除，打磨至底漆層甚至打磨至不銹鋼基材。如圖4所示。

打磨至基材后，表面重新拉毛，噴涂底漆后能后增強底漆與該位置基材的結合力，從而增加后續補涂漆層的附著力，避免該區域再次發生漆膜脫落的問題。

去除老化疏松的膩子層后，使用原車型號的不飽和聚酯膩子進行整車找平補涂，該環節的工藝要點為：找平后的膩子層在下一工序開工前要保證完全干燥，任何水汽的殘留都會影響補涂區域周邊良好膩子的附著性，如圖5所示。

水性中涂漆噴涂為半壽命漆膜檢修的關鍵關節，中涂漆分2邊噴涂，避免“濕碰濕”，第1遍噴涂后，在40℃環境下干燥6h以上，至第1遍中涂漆完全干燥，進行整車打磨，去除毛刺;吹灰清潔后重復進行該工序，適當降低烘干溫度進行烘干。需要注意的是，溫度過高不利于整車漆膜流平，易產生水性漆噴涂后表面橘皮等缺陷;溫度過低不利于水汽的迅速排除，對原有良好膩子層產生不利影響。

中涂漆膜干燥后，進行水性面漆的噴涂，此時整車膩子層有中涂層的防護，“濕碰濕”至少2遍面漆容易使面漆出光、平整，獲得高質量的外觀。

3結論

（1） 已進入半壽命檢修（150萬公里）的地鐵車輛，漆膜老化主要為整車面漆失色退光、局部中涂漆及面漆鼓泡、脫落、局部膩子老化脫落等;膩子外觀狀態良好位置附著性能較為優異。

（2）在傳統漆膜基礎上進行水性漆檢修的工藝要點為：膩子疏松位置的原有膩子層應完全去除，打磨至底漆層甚至打磨至不銹鋼基材;找平后的膩子層在下一工序開工前要保證完全干燥;中涂漆分2邊噴涂，避免“濕碰濕”，兩邊中涂需在40℃環境下干燥6h以上，保證迅速干燥，還要兼顧漆膜外觀質量。

參考文獻：

[1] 朱亞軍， 戴惠新， 鄭云昊，等. 不銹鋼地鐵車輛涂裝工藝研究[J]. 現代涂料與涂裝， 2016， 19（10）：17-18.

[2] 趙世紅. 地鐵車輛表面處理工藝要點[J]. 科技與企業， 2011（15）：200-200.

[3] 董建峰. 鐵路貨車用水性漆涂裝工藝 [J]. 現代涂料與涂裝. 2020 （01）

[4] 王彩芳. 水性涂料在鐵路貨車上的應用 [J]. 中國涂料. 2020（11）

（1.天津中車四方軌道車輛有限公司，天津 300000;2.天津軌道交通運營集團有限公司，天津 300000）