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跑完工艺在铁路桥梁支座油漆防脱落问题

文章出处:未知 编辑:抛丸机发表时间:2018-4-19 16:53:34 浏览人数:1058,1,0
    要:

通过对铁路桥梁支座用防腐涂料涂装工艺进行优化改进, 使涂装的桥梁支座漆膜具有优异防磕碰性能, 有效解决了支座油漆开裂脱落问题。研究了不同涂装工艺对涂膜性能的影响, 并用DSC对不同干燥工艺的漆膜进行了性能表征。结果表明:当支座油漆烘干工艺采用60℃烘1 h, 复合涂层漆膜厚度在250~350μm, 工件底材采用清洗和抛丸工艺处理时, 支座油漆的漆膜具有良好的耐冲击、附着力、耐盐雾腐蚀性能, 漆膜抗开裂脱落能力大大提高。

0 引言

近年来, 我国高速铁路客运专线得到了长足的发展, 为确保行车安全, 要求尽量减少铁路弯道和平交道口, 这样需要建设大量的铁路桥梁, 也为铁路专用的桥梁支座及防腐涂料提供了广阔的市场应用前景。高速铁路专用桥梁支座要求使用寿命80~100 a, 防腐涂层维护周期为20~25 a, 能够适应C4和C5级的大气腐蚀环境, 耐盐雾腐蚀 (划线) 大于1 000 h<a class="sup" data-title="   下载原图曾凡辉, 姜其斌, 包胜军, 等.铁路桥梁支座用环氧富锌防腐涂料耐盐雾性能研究[J].现代涂料与涂装, 2008, 11 (2) :12-14. 下载原表孙红尧, 傅宇方, 陆采荣, 等.大气腐蚀环境下的钢桥梁防腐蚀技术现状[J].涂料工业, 2011, 41 (6) :58-66. 表1 不同干燥工艺对漆膜性能的影响沈思科, 白书亚, 田云生, 等.工业防护涂料在桥梁工程上的应用探讨[J].中国涂料, 2010, 25 (12) :55-58. " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super;">[1-3]。

依照《客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件》3.9条规定:支座防腐涂装体系由环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、丙烯酸聚氨酯面漆组成, 要求总膜厚在250μm以上。实际上由于涂装工艺控制不严格, 会导致油漆漆膜脆性大、抗冲击磕碰性能差、附着力差, 容易造成支座油漆受到外力磕碰、冲击而脱落, 图1是某高速铁路专线桥梁支座安装现场, 铁路还未正式开通, 其桥梁支座油漆便已局部脱落、生锈。

图1 桥梁支座油漆开裂脱落情况

图1 桥梁支座油漆开裂脱落情况   下载原图

油漆脱落不仅会直接影响铁路桥梁的使用寿命, 而且会对行车安全带来严重影响。本文通过对铁路桥梁支座油漆脱落问题进行原因分析, 对其涂装工艺进行改进研究, 有效解决了油漆脱落问题, 满足了高速铁路专用桥梁支座防腐的需要。

1 试验部分

1.1 铁路桥梁支座油漆涂装工艺

开始→脱脂→抛丸 (S a 2.5级) →喷环氧富锌底漆 (8 0μm) →干燥→喷环氧云铁中间漆 (1 0 0μm) →干燥→喷灰色脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆 (7 0μm) →干燥→结束。

1.2 样板制作与性能检测

马口铁板、冷轧钢板按G B/T 9 2 7 1—1 9 8 8进行表面处理, 采用压缩空气喷枪喷涂, 按T B/T 1 5 2 7—2 0 1 1进行性能检测, 其他性能按国标进行检测。

2 结果与讨论

2.1 漆膜不同干燥方式对抗脱落性能影响

为了追求生产效率, 桥梁支座的涂装生产一般采用流水线涂装, 采用“三涂三烘”的方式进行涂装, 原涂装工艺为7 0℃烘1 h。由于支座油漆脱落均是从环氧富锌底漆开始, 且环氧富锌底漆由于锌含量高达8 0%, 漆膜脆性较大。本研究重点考察了单涂层富锌底漆不同干燥工艺对漆膜性能的影响, 见表1所列。

表1 不同干燥工艺对漆膜性能的影响    下载原表

表1 不同干燥工艺对漆膜性能的影响

从表1可以看出, 采用晾干方式, 漆膜的耐冲击、柔韧性、附着力性能最优。但实际上为了提高效率, 桥梁支座生产大部分都采用烘干方式。烘干温度越高, 漆膜脆性越大, 耐冲击性能越差。这主要是因为当漆膜采用烘干干燥, 会使漆膜的交联密度增大, 漆膜硬度和脆性上升, 从而导致漆膜的耐冲击性能下降。当烘干温度在6 0℃, 时间为1 h时, 既可保证漆膜的干燥性能, 又可使漆膜具有良好的耐冲击、防开裂脱落性能。

2.2 漆膜涂装厚度对复合涂层性能的影响

桥梁支座的防腐涂装是按重防腐涂装体系设计, 要求总漆膜厚度在2 5 0μm以上。厚膜化是重防腐涂料的重要标志, 一般防腐涂料的涂层干膜厚度为1 0 0μm或1 5 0μm左右, 而重防腐涂料干膜厚度则在2 0 0μm或3 0 0μm以上<a class="sup" data-title=" 下载原表李国莱, 张慰盛, 管从胜.重防腐涂料[M].北京:化学工业出版社, 1999. " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super;">下载原表。但漆膜不是越厚越好, 随着漆膜厚度的增加, 防腐性能增强, 但涂层的机械性能下降, 所以需要寻求一个最佳漆膜厚度, 以满足实际使用需要。漆膜厚度对涂层的耐盐雾性能和拉开法附着力的影响见表2所列。

表2 不同漆膜厚度对涂层性能的影响    下载原表

表2 不同漆膜厚度对涂层性能的影响

由表2可以看出, 随着漆膜厚度增加, 涂层的耐盐雾腐蚀性能增强, 而拉开法附着力逐渐下降, 耐冲击性能变差。这主要是由于漆膜越厚, 抵御外界腐蚀因子的能力增强, 故耐盐雾腐蚀能力增加。同时, 随漆膜厚度增加, 其内应力也越大, 导致漆膜附着力和耐冲击性能变差, 漆膜易受外力磕碰开裂脱落。实际测量漆膜开裂脱落的支座厚度大部分达到了4 0 0μm以上。

考虑到人工涂装操作的不可控因素, 工艺规定漆膜涂装厚度控制在2 5 0~3 5 0μm, 此时, 支座油漆除了具有较好的耐盐雾防腐性能, 还有良好的附着力和耐冲击开裂性能。

2.3 底材不同表面处理方式对漆膜附着力的影响

表面处理就是将附着在底材上的各种异物, 如油污、锈蚀、灰尘等去除, 提供适合于涂装技术要求的良好底材, 以保障漆膜有良好的附着力和防腐性能。涂装的基础是附着力, 涂层的附着力质量也是由表面处理质量决定的 (见图2) 。

图2 不同表面处理方式对漆膜附着力的影响

图2 不同表面处理方式对漆膜附着力的影响   下载原图

由图2可以看出, 当工件不进行处理时, 其附着力很差, 这主要是金属表面存在的油污、锈蚀降低了金属表面极性, 引起附着力降低<a class="sup" data-title=" 表2 不同漆膜厚度对涂层性能的影响周铭.涂膜附着机理与附着力促进剂的选择[J].现代涂料与涂装, 2007, 10 (8) :1-3. " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super;">表2 不同漆膜厚度对涂层性能的影响, 漆膜出现大面积脱落。当工件进行清洗除油脂后, 附着力可达到1级。当工件通过除油+抛丸除锈处理后, 其附着力可以达到0级。按涂装标准要求, 抛丸需达到S a 2.5级以上。

经过清洗、抛丸处理, 达到质量标准的支座, 其表面的油污、浮锈、氧化皮得到了有效去除, 同时抛丸到S a 2.5级后, 工件表面粗糙度增加, 油漆可以在支座表面形成的凹凸面充分渗透, 有利于油漆在工件表面的啮合, 同时漆膜与工件表面接触面增大, 油漆在表面的附着力也大大提高<a class="sup" data-title=" 图2 不同表面处理方式对漆膜附着力的影响李慧娟, 吴丽霞.基于抛丸钢板油漆附着力分析与研究[J].湖北科技学院学报, 2015, 35 (9) :60-62. " style="padding: 0px; margin: 0px 2px; cursor: pointer; outline: none; vertical-align: super;">图2 不同表面处理方式对漆膜附着力的影响, 可有效防止油漆脱落。

2.4 漆膜性能表征

使用差示扫描量热法 (D S C) 对不同干燥工艺的漆膜进行了性能表征。结果表明, 使用80℃烘1 h固化的漆膜Tg比使用6 0℃烘1 h固化的漆膜Tg高约1 1℃, 随着烘干温度的升高, 漆膜的Tg值由6 1℃提高到了7 2℃。这主要是因为桥梁支座油漆均为双组分交联固化型, 烘干温度越高, 油漆树脂与固化剂之间进行化学交联反应更加完全, 漆膜的交联密度也提高。漆膜交联密度提高后, 其Tg值也得到了提高, 高Tg值漆膜脆性大, 易导致脱落开裂。

3 结语

当支座油漆烘干工艺采用6 0℃烘1 h, 复合涂层漆膜厚度控制在2 5 0~3 5 0μm, 工件底材采用清洗、抛丸工艺处理时, 支座油漆的漆膜具有良好的耐冲击、附着力、耐盐雾腐蚀性能, 漆膜抗开裂脱落性能大大提高, 满足了铁路桥梁支座防腐蚀的需要。

本文来源青岛华盛泰抛丸机:/jishu/1058.html
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