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多功能水性阻尼涂料在轨道车辆上的运用

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多功能水性阻尼涂料在轨道车辆上的运用

发布日期:2016-09-30 作者: 点击:

    随着铁路高速、轻量化进程的加快,车辆在运行过程中,各种机械部件都会产生振动,由此会产生噪音,而且振动的强度直接影响到产生噪声的强弱。轨道车辆车厢内噪声也是影响环境的因素,同时噪声也是评定轨道车辆舒适度的一项重要指标;列车高速运行时规定一等车内的噪声不超过65dB,二等车不超过68dB;而时速300km/h的轨道车辆在运行过程中,车辆内部的噪声达到70dB以上;车辆噪声超标,对车内乘车舒适性和声学环境舒适性造成严重影响;为了为旅客提供更舒适的出行环境,满足新颁布的《25型客车防腐涂装工艺规范》内容要求,需要选择出隔音效果更好的隔音材料。

    轨道车辆及其涂装施工都需要提高环保性能,多功能水性阻尼涂料体系的使用不仅提高操作员工涂装施工的职业健康水平、降低施工过程VOC的排放,还能适应日益严格的环保法规;多功能水性阻尼涂料体系以其优异的隔音、减震、降噪、保温、阻燃、环保的特点,在轨道车辆领域具有较高的推广应用价值。

    1多功能水性阻尼涂料体系

    轨道车辆运行时,车内会产生噪声;主要来源于轮轨噪声、气动噪声及设备件噪声向车内的传播。其传播途径主要有两个:一是通过车体和门窗上的缝隙直接传入车内;二是车外轮轨噪声、设备件噪声以振动的形式传播到车体内部;降低这种振动噪声普遍采用的方法是在振动构件上紧贴或喷涂一层高阻尼的材料。通过涂装阻尼材料,一方面增加车体的振动衰减,降低声辐射,控制固体声;另一方面隔离外部噪声往车体内部传播。

    1.1振动的特性

    人体感觉的振动频率分为3段:低频段为30Hz以上;中频段为30~100Hz;高频段为100Hz以上。人体对振动的感觉还与振幅有关。

    Z有害的振动频率是与人体某些器官的固有频率吻合的频率,如人体在6Hz左右,内腔在8Hz左右,头部在250Hz左右,神经中枢在250Hz左右。低于2Hz的振动非常危险。

    1.2阻尼减振原理

    多功能水性阻尼涂料是一种主动降噪材料,其原理是将振动机械能转化为热能耗散掉,即从声(振)源上有效地控制振动和噪声。

    振动系统阻尼大小常用系统损耗因数来度量;其定义为:薄板振动时每周期内损耗的能量E与系统的Z大弹性势能EP之比除以2π。阻尼因子越大,阻尼温域越宽,则材料的阻尼性能越好。

    1.3阻尼涂料

    多功能水性阻尼涂料体系是以水为分散介质,环保性能符合相关法律法规的要求;阻尼涂料实现了在-20℃~60℃的环境下,复合损耗因数大于0.08的阻尼效果,具有宽温域高阻尼及良好的机械性能,完全满足TB/T2932-1998《铁路机车辆阻尼涂料供货技术条件》内容的要求,适用于轨道车辆车体的减振降噪。

    2多功能水性阻尼涂料施工介绍

    2.1多功能水性阻尼涂料施工前处理

    阻尼涂料涂装前处理在整个施工工艺中属于基础工序。其处理过程中存在带有潜伏性,了解前处理中的常见缺陷及其形成原因、解决方法等,对提高涂装前处理质量,延长阻尼涂料寿命都有着重要意义。阻尼涂料涂装前处理需要注意:

    为保证阻尼涂料性能,涂装前须彻底清除粘附在车体施工区域上的任何沾污物;尤其注意清除油污,油污的存在会对阻尼涂料附着力造成非常不利的影响;

    轨道车辆车体表面需要防止凝结水,一旦出现应擦除干净;同时施工过程中也需避免因冷凝、渗、漏等原因造成车体表面沾水;

    对于轨道车辆碳钢部件表面应刷涂环氧防锈底漆后涂装阻尼涂料;铝合金、不锈钢部件表面一般不需要刷涂环氧防锈底漆,可直接喷涂阻尼涂料;

    由于阻尼涂料干燥后极难清理,为了防止对轨道车辆造成污染,施工前需进行必要的防护,以减少后续整洁的工作量;

    阻尼涂料施工环境必须没有空气污染物以及不利天气的影响,施工环境条件是:温度:15℃~35℃,相对湿度:30%~85%;

    2.2多功能水性阻尼涂料施工工艺

    2.2.1人员方面

    阻尼涂料施工作业操作人员必须持有国家劳动和社会保障部统一印发的油漆工初级及以上职业资格证书,经技术部门理论、实做培训,考核合格后由人力部颁发上岗证书。

    2.2.2设备方面

    阻尼涂料施工所需主要设备,如表1所示。

涂料

表1阻尼涂料施工设备清单

    2.2.3工艺方面

    施工前须使用电动搅拌器将阻尼涂料搅拌均匀,可防止因人为操作因素给材料性能造成的波动。

    使用固瑞克喷涂机进行阻尼涂料喷涂,施工厚度要达到设计厚度时,一般采用逐层增厚的施工方式。第一道施工保持湿膜厚度在2mm以内为宜;待完全干透后进行第二遍施工,施工厚度可酌量增加;在材料完全干燥后,湿膜厚度会有一定变化,一般情况下:干膜厚度=湿膜厚度×固含量;

    阻尼涂料两道施工的间隔时间因喷涂的厚度、季节因素等而异,但应尽量保持在12小时以上;

    如有装饰性要求,可喷涂、刷涂或滚涂面漆,一般车外底架部位喷涂面漆,车内部位不进行面漆喷涂。

    2.2.4技术指标

    多功能水性阻尼涂料技术指标详见表2。

涂料 

表2阻尼涂料技术指标

    3多功能水性阻尼涂料优势

    根据多功能水性阻尼涂料的生产过程及结果,轨道行业使用多功能水性阻尼涂料具有以下优势:

    3.1阻尼涂料的环保安全优势

    多功能水性阻尼涂料是一种环境友好的新型环保材料;以水为溶剂,无毒、无异味,施工过程不污染环境,无有毒有害物质挥发,在降低轨道车辆环境噪声污染的同时不对环境造成二次伤害;

    多功能水性阻尼涂料是一种安全保证的材料;不会伤害施工环境中人员健康,而且不燃,防火性能良好;干膜的阻燃性好,减少了火灾隐患的发生。

    3.2阻尼涂料的减振降噪效果优势

    多功能水性阻尼涂料具有卓越的阻尼性能;通过优化内在性能,阻尼涂料的减振降噪性能及稳定性方面得到大幅度的提升;

    多功能水性阻尼涂料从根源治理噪声,效果显著;不仅有明显的降噪效果,而且对于振动的减少作用同样十分明显,振动可减少60%-80%;

    多功能水性阻尼涂料施工后具有极强的附着力。

    3.3阻尼涂料的施工性优势

    多功能水性阻尼涂料的单组份设计让操作更简便;可以提高施工质量的稳定性,并使得施工效率极大提升;

    多功能水性阻尼涂料可以厚涂施工、干湿界面均可施工,同时可以机械施工,施工效率显著增加,而且降低材料浪费。

    3.4阻尼涂料的其他优势

    多功能水性阻尼涂料还具有易于维护的特点;阻尼涂料减振降噪功能一般可以覆盖所轨道车辆的寿命周期;后续使用不当原因造成局部的破损时维护也极为简单。

    4结语

    终上所述,在轨道车辆生产过程中,多功能水性阻尼涂料体系具有防火、防腐、降噪性能优越、易于施工的优势。随着轨道车辆行业的发展和科技的进步,多功能水性阻尼涂料作为一种功能性涂料,对其要求也将越来越高,除了满足轨道车辆减振降噪、防火防腐的设计要求外,还需向着高性能、宽温域、智能化、精细化的发展;同时要提升轨道车辆及涂装生产环保性能,进一步做到轻量化、环境友好和节能减排,建立轨道车辆“绿色、环保、低碳”的生产模式。


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