轨道车辆IGP侧窗玻璃起雾原因分析及改进建议

2020-07-14胡桂明

技术与市场 2020年7期

胡桂明，潘颖

(1.中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲 412001；2.江苏铁锚玻璃股份有限公司，江苏南通 226600)

1 概述

IGP(全称：Insulation Glass & Polycarbonate，简称IGP)侧窗玻璃是一种新型中空安全玻璃，在国外一些特殊的区域有一定范围的应用，如美国、巴西、阿根廷、智利、马来西亚、菲律宾等国家都有不同程度的应用，其中美国、巴西、阿根廷等国家已广泛使用。而在国内还处于初步研发及试用阶段，只有在一些研发项目和很少的商业项目有应用，对其性能缺乏系统性研究和验证，从而导致在一些比较苛刻的环境中使用出现了严重的问题，造成了巨大且不可弥补经济损失和商业声誉影响。由于近期越来越多的国外招标项目明确要采用IGP侧窗，充分体现研究和开发可靠的IGP侧窗玻璃的紧迫性和重要性。

2 IGP侧窗玻璃结构及其性能

IGP侧窗玻璃结构与普通中空玻璃结构基本一致，结构如图1。IGP侧窗玻璃外层为PC(polycarbonate)板，中间层为Ar或其他惰性气体，内层为安全钢化玻璃，周边为间隔条、分子筛和密封胶粘剂。

IGP侧窗玻璃除了具有普通中空玻璃优良的隔声、隔热、光学等性能外，还有非常优异的防爆性能。如果选择合适的厚度PC板材，制成的IGP侧窗玻璃甚至能够抵抗步枪子弹的穿透。因此在治安环境较差的国家或城市，以及安全等级要求高的特殊车辆，IGP侧窗玻璃具有普通中空玻璃无法比拟的优势，这也是很多合同明确要求采用IGP侧窗玻璃的原因。

图1 IGP侧窗玻璃结构

3 IGP侧窗玻璃起雾原因分析

3.1 IGP侧窗玻璃起雾现象

IGP侧窗玻璃国内制造商曾有过成熟的供货、使用业绩，如在巴西、阿根廷的动车组和国内高铁试验车、新型地铁等项目上均有应用，从未发现IGP侧窗玻璃起雾的情况。此次发现的在某项目IGP侧窗玻璃上出现的起雾现象在国内还属首次。IGP侧窗玻璃起雾现象见图2。

图2 IGP侧窗玻璃起雾现象

3.2 IGP侧窗玻璃起雾原因研究与分析

根据普通中空玻璃起雾的处理经验，中空玻璃内起雾的原因通常为：①玻璃有裂纹、破损。②密封失效。③分子筛失效。

1)对起雾的IGP侧窗玻璃外观进行仔细检查，玻璃完好无损，未发现玻璃有玻璃、裂纹的问题。

2)将结雾的IGP侧窗玻璃从车上取下来，检查周边密封情况。将玻璃周边的密封切割开进行检查，发现密封胶无任何损坏及施胶缺陷。检查情况如图3。

3)对分子筛进行检查。将分子筛取出来做温升测试，温度无任何变化，说明分子筛已经失效。检查情况如图4。

通过以上分析，发现玻璃和密封都完好无损，但是分子筛失效了，说明有大量水汽进入了玻璃内部。

图3 IGP侧窗玻璃密封检查

图4 分子筛温升检查

为了弄清原因，重新制作了新的玻璃样件进行测试。新制作的样件进行了露点测试和加速耐久性测试均合格。将测试合格的样件放入高温高湿房间模拟使用环境进行试验。在高温高湿房间放置7 d后进行露点测试，露点不合格。测试情况如图5。

通过以上检查和试验以及中空玻璃制造经验，可以判段进入玻璃内部的水汽不是通过周边密封进入，可能从通过PC材料渗透到玻璃内部。通过对PC材料参数进行检查，发现PC材料具有约0.3%的吸水性。终于找到了水汽进入玻璃的真正原因，即PC吸收水分后，通过蒸发的方式将水汽传递到了玻璃内部。PC吸水性能如图6，水汽进入玻璃内部原理如图7。