地铁车辆半寿命期整车漆膜状态分析及检修方法研究

乔腾波 张伟超 侯云浇 任长青 李文龙

摘 要：本文研究了不銹钢地铁车辆半寿命期车身外皮漆膜的老化状态，分析了不锈钢车体涂装体系框架下不同漆层的外观状态及附着性能，同时探究了在半寿命期老化状态漆膜上进行水性漆检修的工艺方法。

关键词：不锈钢地铁;半寿命期;老化;水性漆检修

2006年开始，各大城市轨道交通行业迎来发展热潮，各大主机厂地铁车辆订单数猛增。为防腐、美观以及各线路特色，初期地铁车体多为大面积油性漆涂装，普遍的涂装体系为：双组分底漆+双组分不饱和聚酯腻子+双组分聚氨酯中涂漆+双组分聚氨酯面漆+（双组分金属漆+双组分聚氨酯清漆），涂层设计寿命为30年。注：加括号部分为非必须涂层，增加部位根据具体项目要求。[1]随着地铁车辆逐渐进入150万公里里程半寿命修阶段，整车漆膜出现一定程度的老化，如漆膜变色，局部漆膜脱落，漆膜表面裂纹等。针对地铁车辆半寿命修阶段的漆膜状态，本文以某地区进入半寿命检修的运营地铁车辆为研究对象，进行了各漆层状态分析，研究了在半寿命期老化状态漆膜上进行水性漆检修的工艺方法。[2]

1半寿命期整车漆膜状态分析

本文以某地区已进入半寿命检修的地铁车辆01MCP1作为研究对象。 其车体表面涂装体系如图1所示，其中原始底漆为双组份环氧底漆，中涂漆及面漆均为双组份聚氨酯类涂料，此涂装体系体系具有附着力强，表观颜色优异的特点。

漆膜老化的主要原因为紫外线辐射、高低温影响及环境酸碱盐的影响。某地区已进入半寿命检修的地铁车辆01MCP1，运营线路总长为40km，其中35Km为地上运营，5km为地下运营，所以随着运营里程接近150万公里，运营时间接近15年，该涂装体系下漆膜外观产生的老化状态，受长时间紫外线辐射影响较大，加之高低温、环境的复杂影响，具有独特性。选取该车辆典型的老化形貌进行分析，具体见表1。

典型的老化状态如表1所示，对于01MCP1车体表面去除中涂及面漆处状态优良的位置，进行了现车的拉拔试验，以确定表面状态优良区域的附着力能否符合要求，避免过度检修造成人力、物力上不必要的浪费。整车选取了30处位置进行试验，试验过程如图2所示。

根据图2、图3及表2可以得出结论，某地区已进入半寿命检修的地铁车辆，漆膜老化主要为整车面漆失色退光、局部中涂及面漆鼓泡、脱落、局部腻子老化脱落;腻子外观状态良好位置附着性能较为优异。

2半寿命期整车漆膜水性漆检修方法研究

2.1水性漆的应用

2016年修订的《大气污染防治法》首次将VOC纳入了监管范围。全世界每年涂料加工和生产释放出来VOC占排放总量的20%～25%，是仅次于汽车尾气的全球第二大的大气染源。传统溶剂型涂料在使用过程中不可避免地挥发大量有机溶剂，污染环境。创建“绿色涂装”是涂装工业发展的必然趋势。[3]

水性漆涂装是目前新造车辆大力推广的涂装方式，但在检修板块，检修工艺的探讨仍在进行，根据本文章节1分析，半寿命检修期的车体漆膜严重老化的仅为外层，底漆与腻子层在外观及附着力性能上依然具有较高水平，所以检修过程仅打磨去除中涂及面漆层，补涂腻子后进行水性中涂漆及面漆涂装的工艺，不仅节约了成本，也提高了生产效率。[4]

2.2 传统漆膜基础上水性漆检修方法探索

以地铁车辆01MCP1车体为试验对象，制定检修工艺如下

整车打磨至腻子层，仅去除了老化情况较严重的原车中涂漆层及面漆层，局部老化疏松的腻子层在整车打磨过程中较为容易被发现，从而能够做到完全去除，在此过程中较为重要的工艺要点为：腻子疏松位置的原有腻子层应完全去除，打磨至底漆层甚至打磨至不锈钢基材。如图4所示。

打磨至基材后，表面重新拉毛，喷涂底漆后能后增强底漆与该位置基材的结合力，从而增加后续补涂漆层的附着力，避免该区域再次发生漆膜脱落的问题。

去除老化疏松的腻子层后，使用原车型号的不饱和聚酯腻子进行整车找平补涂，该环节的工艺要点为：找平后的腻子层在下一工序开工前要保证完全干燥，任何水汽的残留都会影响补涂区域周边良好腻子的附着性，如图5所示。

水性中涂漆喷涂为半寿命漆膜检修的关键关节，中涂漆分2边喷涂，避免“湿碰湿”，第1遍喷涂后，在40℃环境下干燥6h以上，至第1遍中涂漆完全干燥，进行整车打磨，去除毛刺;吹灰清洁后重复进行该工序，适当降低烘干温度进行烘干。需要注意的是，温度过高不利于整车漆膜流平，易产生水性漆喷涂后表面橘皮等缺陷;温度过低不利于水汽的迅速排除，对原有良好腻子层产生不利影响。

中涂漆膜干燥后，进行水性面漆的喷涂，此时整车腻子层有中涂层的防护，“湿碰湿”至少2遍面漆容易使面漆出光、平整，获得高质量的外观。

3结论

（1） 已进入半寿命检修（150万公里）的地铁车辆，漆膜老化主要为整车面漆失色退光、局部中涂漆及面漆鼓泡、脱落、局部腻子老化脱落等;腻子外观状态良好位置附着性能较为优异。

（2）在传统漆膜基础上进行水性漆检修的工艺要点为：腻子疏松位置的原有腻子层应完全去除，打磨至底漆层甚至打磨至不锈钢基材;找平后的腻子层在下一工序开工前要保证完全干燥;中涂漆分2边喷涂，避免“湿碰湿”，两边中涂需在40℃环境下干燥6h以上，保证迅速干燥，还要兼顾漆膜外观质量。

参考文献：

[1] 朱亚军， 戴惠新， 郑云昊，等. 不锈钢地铁车辆涂装工艺研究[J]. 现代涂料与涂装， 2016， 19（10）：17-18.

[2] 赵世红. 地铁车辆表面处理工艺要点[J]. 科技与企业， 2011（15）：200-200.

[3] 董建峰. 铁路货车用水性漆涂装工艺 [J]. 现代涂料与涂装. 2020 （01）

[4] 王彩芳. 水性涂料在铁路货车上的应用 [J]. 中国涂料. 2020（11）

（1.天津中车四方轨道车辆有限公司，天津 300000;2.天津轨道交通运营集团有限公司，天津 300000）