技術介紹 Technical introduction

重慶軌道交通二號線
PC軌道梁指形板組件防腐涂裝技術總結

 


軌道梁橋系統研究中心
2009年7月3日

  重慶軌道交通二號線
  PC軌道梁指形板組件防腐涂裝技術總結
  重慶軌道交通二號線正線全長18.586Km,共有各類軌道梁2196榀(含PC軌道梁、RC軌道梁、連續梁、鋼軌道梁、聯絡梁等),其中PC梁2023榀。每榀PC軌道梁兩端共設置有12套指形板組件,包括指形板、板座、指形板螺栓等。
  PC軌道梁之間通過指形板指尖交叉過渡,從而形成連續軌道線路供列車安全運行,因此指形板組件的安裝質量,包括涂裝防腐質量將直接關系到軌道線路的暢通和列車安全運營。但是,二號線自運營以來,因種種原因致使軌道梁金屬結構件,特別是指形板組件產生嚴重銹蝕,已危及軌道線路暢通和列車運行安全。為此,重慶軌道交通總公司軌道梁橋系統研究中心聯合相關單位,對指形板組件防腐工作進行技術攻關。經過系統分析、技術研究和多批次多循環試驗,已初步掌握指形板組件的防腐技術。現將試驗情況總結如下:
  1、指形板組件歷史防腐概況
  1.1  指形板組件介紹
  指形板和板座都為金屬結構件,指形板材料為Q235普通鋼板,經機械加工而成;板座預埋在軌道梁上,材料為QT400-25的球墨鑄鐵,與指形板的接觸面經過精加工。二號線全線共有各類指形板及板座1977×12=23724塊各類指形板,隧道區間251×12=3012塊,高架區間1726×12=20712塊;共有142344顆指形板螺拴,其中走形面螺拴47448顆,側面螺拴94896顆。
  1.2  歷史涂裝情況介紹
  2004年4月,因重慶軌道交通二號線一期工程新安裝的軌道梁指形板相繼發生銹蝕病害,我司軌道梁橋項目部分別委托重慶三峽油漆和重慶外建百信公司對較場口~大坪區段、大坪~大堰區段的指形板進行了防腐處理工作,2004年7月,兩公司相繼完成涂裝工作。
  2005年4月,由于重慶軌道交通二號線一期工程二次涂裝的指形板重新出現銹蝕病害,其中較場口~大坪區段的銹蝕尤其嚴重,因此,線路設施部要求重慶三峽油漆和重慶外建百信公司利用線路精調完成,對楔緊塊焊縫進行涂裝的時機,要求其進行質量保修服務,即對銹蝕指形板進行第三次防腐處理,2005年8月完成涂裝工作。但第三次涂裝仍未緩解指形板組件銹蝕的現狀,銹蝕已成為單軌線路中一類重要的質量病害。
  1.3  二號線涂裝材料選擇情況
  1.3.1  二號線一期工程設計圖要求的防腐工藝見下表:
  表1.1  指形板板座底面

序號

漆層

涂料

漆膜厚度()

備注

1

單層防銹漆

防銹漆

17.5

 

總厚度

17.5

 

1.2  指形板底面及板座頂面

序號

漆層

涂料

漆膜厚度()

備注

1

底漆一道

無機富鋅底漆

75

 

總厚度

75

 

1.3  指形板頂面

序號

漆層

涂料

漆膜厚度()

備注

1

底漆一道

無機富鋅底漆

75

 

2

中間漆1

改性環氧樹脂

60

 

3

中間漆2

改性環氧樹脂

60

 

4

面漆一道

環氧云鐵一道

60

 

總厚度

225

 


  1.3.2  二號線工程首次涂裝的實際材料與工藝
 二號線工程在指形板實際涂裝中,其材料與工藝分別采用了關西漆、熱浸鋅、達克羅、鋅加等幾種材料和方式,其中二期工程還采用了熱噴鋁鎂的涂裝工藝。
  1.3.3  二號線二次涂裝防腐材料選擇
  二次涂裝分別由百信公司和三峽油漆承擔,兩公司根據原指形板基面涂料的不同分別選用達克羅和環氧富鋅氟碳漆進行防腐處理,兩公司的材料選擇見下:
 ?。?)、百信公司
  a、關西漆基面的二次涂裝
 

序號

漆層

涂料

漆膜厚度()

備注

1

底漆1

環氧富鋅氟碳漆

20

日本大橋化工

2

底漆2

環氧富鋅氟碳漆

20

 

3

中間漆1

環氧漆

 

 

4

面漆1

GT-195專用氟碳漆

 

 

5

面漆2

GT-195專用氟碳漆

 

 

總厚度

 

 

b、、熱浸鋅、達克羅、鋅加的二次涂裝

序號

漆層

涂料

漆膜厚度()

備注

1

底漆1

達克羅底漆

35

 

2

中間漆1

達克羅底漆

40

 

3

面漆1

達克羅底漆

40

 

總厚度

115

 

 ?。?)、三峽油漆有限公司
  a、浸鋅和達克羅工藝涂裝的工件涂裝配套方案

工序

涂料名稱

品牌

涂覆道數

干膜厚度um

涂裝方式

間隔時間

表面處理

將焊渣、毛刺、油脂清除干凈,表面手工電動除銹等級達到St3

底涂層

達克羅底涂漆

達克羅

1

50

刷涂

>2h

中涂層

達克羅中涂漆

達克羅

1

30

刷涂

>2h

面涂層

達克羅面涂漆

達克羅

1

40

刷涂

>2h

合計

 

 

3

120

 

 

b、原關西漆涂裝的工件涂裝配套方案

工序

涂料名稱

品牌

涂覆道數

干膜厚度um

涂裝方式

間隔時間

表面處理

將焊渣、毛刺、油脂清除干凈,表面手工電動除銹等級達到St3

底涂層

環氧富鋅底漆

三峽

1

40

刷涂

>24h

中涂層

環氧云鐵中間漆

三峽

1

40

刷涂

>24h

面涂層

氟碳涂料

三峽

2

80

刷涂

>24h

合計

 

 

4

160

 

 


  1.4、二號線指形板組件防腐現狀
  目前,不論二號線建設期間首次涂裝時采用的關西漆、熱浸鋅、達克羅、鋅加,還是二次、三次涂裝采用的達克羅或環氧富鋅氟碳漆,以上各種防腐技術均無法適應重慶氣候條件下、使用條件下的軌道梁鋼結構防腐要求——指形板組件銹蝕極其嚴重,大量指形板出現起殼、掉漆、銹蝕等病害;部分區段指形板螺栓出現銹蝕斷裂、螺栓與板座孔銹蝕固結的嚴重質量病害(見下表1.1《各區段指形板銹蝕情況表》和附件1)。因此,必須選擇和探索可滿足輕軌運行需要的其他可靠技術。
各區段指形板銹蝕情況表               表1.1

  2、采用鋅鎳滲層防腐技術解決指形板組件銹蝕病害
  鑒于二號線采用的關西漆、熱浸鋅、達克羅等防腐技術無法滿足重慶軌道梁鋼結構防腐的要求,重慶軌道交通總公司軌道梁橋系統研究中心聯合重慶大有表面技術有限公司,對指形板組件防腐進行了技術攻關和系統研究,經過多批次、多循環試驗,獲取了大量的試驗數據,證明“采用鋅鎳滲層防腐技術,可有效解決指形板組件的銹蝕病害”。現將鋅鎳滲層技術試驗情況介紹如下:
  2.1   鋅鎳滲層防腐技術原理
  鋅鎳滲層技術是一種鐵素體狀態下的化學熱處理過程,是在一定條件下鋼鐵件與鋅、鎳、稀土等多種元素充分接觸加熱,是鋅鎳等多元合金金屬原子均勻擴散入鋼鐵制品表面,形成合金共滲層,實現金屬表面防腐的目的。是在真空滲鋅、鋅鋁共滲基礎上發展的新技術。其與常見金屬防腐技術性能比較見下表1.2
  鋅鎳滲層與常見金屬防腐技術性能比較            表1.2

  2.2  鋅鎳滲層防腐試驗過程
  本項試驗共分三個階段實施,其中第一階段為前期(單點)試驗階段;第二階段為試車線成套驗證階段:第三階段為正線應用性試驗階段。各階段的試驗情況如下:
  2.2.1    第一階段:前期(單點)試驗階段
  2.2.1.1試驗過程
  2007年3月22日,由軌道梁橋系統研究中心牽頭,組織大有公司等單位在基地試車線J3-31軌道梁進行了鋅鎳滲層防腐指形板的首次試驗。為確定該技術的防腐能力,本次試驗采用對比試驗的方式,即:選取兩件重慶大有公司提供的鋅鎳滲層處理走行面指形板安裝到J3-31軌道梁1#、2#指形板位置,另選取兩件從庫房提取的熱噴鋁鎂處理走行面指形板安裝到J3-31軌道梁8#、9#指形板位置,兩組指形板同期同環境進行對比試驗,如下圖所示。

  2.2.1.2試驗結果
  安裝好試驗指形板后,觀察兩種處理方式在相同條件下的耐腐蝕情況,每月觀察一次,一個月后,熱噴鋁鎂處理的指形板開始變色,兩個月后出現銹點(如下圖所示),五月后大面銹蝕,而鋅鎳滲層完好如初,未變色。截至2009年7月2日,該點試驗指形板未出現任何變色、起殼、掉漆、銹蝕等質量病害,試驗結果證明:鋅鎳滲層防腐效果優于熱噴鋁鎂等防腐工藝,可有效提高鋼結構的表面防腐能力。

  2.2.1.3對比情況記錄見下表1.3和附件2,附件2-1
  對比試驗表                       表1.3

  2.2.2第二階段:試車線成套驗證階段:
  2.2.2.1試驗過程
  鑒于第一階段單點試驗表明鋅鎳滲層防腐技術先進,防腐效果較好的情況,軌道梁橋系統中心與大有公司于2007年5月28日共同實施了第二階段的試驗工作。如右圖所示。
  第二階段的試驗在基地試車線SDK-28墩進行,本次試驗的目的有三:一、成套驗證鋅鎳滲層防腐能力;二、探索已安裝好的板座的現場綜合處理方案;三、試驗采用鋅鎳滲層的指形板螺栓的防腐能力。本次試驗仍采用對比試驗的方式,即:選取11件重慶大有公司提供的鋅鎳滲層處理走行面指形板安裝到SDK-28軌道梁1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、12#指形板位置,11#指形板仍使用熱浸鋅工藝指形板,兩組指形板同期、同環境進行對比試驗,同時對指形板螺栓也采用此工藝進行防腐處理,并同期進行試驗。
  2.2.2.2試驗結果
  為了解指形板涂裝效果,我部每月對試驗指形板進行一次檢查,觀察經過鋅鎳滲層處理的指形板的防腐效果,同時,為了檢查滲鋅螺栓、沉孔加密封膏及螺紋和指形板底面加脫模劑的效果,于2007年7月6日和2008年2月曾兩次組織對已涂裝的基地試車線SDK-28號墩的指形板座的涂裝情況進行了專項檢查(如下圖所示)。

  試驗結果表明:
 ?。?)、成套試驗的采用鋅鎳滲層的指形板系統防腐能力強,指形板及螺栓未出現變色、起殼、銹蝕等質量病害;如下圖所見
 ?。?)、該技術的防腐能力遠遠優于熱浸鋅等工藝處理的指形板。
 ?。?)、經過鋅鎳滲層處理的指形板螺栓防腐能力同樣出色,未出現銹蝕等質量病害。
  2.2.2.3試驗監控情況記錄見下表1.4和附件3
  成套試驗表                     表1.4

  2.2.3第三階段:正線應用性試驗階段:
  2.2.3.1試驗過程
  鑒于第一階段單點試驗和第二階段成套試驗結果同樣表明鋅鎳滲層防腐技術先進,防腐效果較好,因此軌道梁橋系統中心與大有公司于2007年12月10日至21日共同實施了第三階段的正線應用性試驗工作。本階段試驗共選取二號線楊~動區間下行D212-28~37號墩10個接頭的120指形板進行了防腐試驗。
本次試驗的目的有:一、試驗正線列車輪對作用的鋅鎳滲層指形板組件的防腐能力;二、探索板座在正線綜合處理方案;三、試驗采用鋅鎳滲層的指形板螺栓的防腐能力。
  2.2.3.2試驗結果
  為了解正線滲鋅螺栓、指形板涂裝效果,線路設施部每月對10處指形板進行監控檢查,檢查采用記錄和拍照相結合的方式進行,同時,橋梁研究系統中心與重慶大有表面技術有限公司聯合抽查組于2008年3月18日和2009年3月17日曾兩次組織對防腐情況進行了拆裝檢查。通過檢查確認,經鋅鎳滲層防腐處理的指形板、指形板螺栓和彈墊均未生銹。試驗結果表明:
 ?。?)、正線試驗的采用鋅鎳滲層的指形板系統防腐能力強,指形板及螺栓未出現變色、起殼、銹蝕等質量病害;
 ?。?)、在列車輪對沖擊、摩擦等作用下,指形板表面涂層未出現磨損、銹蝕等質量病害,防腐效果明顯。如下圖所見

 ?。?)、經過累計550余天列車輪對的沖擊和摩擦,涂層厚度未見磨損變薄,說明本防腐技術是可行的,是能徹底解決指形板組件銹蝕病害的。

  2.2.3.3試驗監控情況記錄見下表1.5和附件4
成套試驗表
  檢查日期:2009.3.17                                       表1.5

  3、試驗總結
  3.1各階段試驗對比情況見下表1.6
  各階段試驗對比表(截至09.7.2)           表1.6

  3.3結論
 ?。?)、經過多階段、多批次試驗,采用鋅鎳滲層的指形板系統未出現變色、起殼、銹蝕等質量病害,其防腐能力強;
 ?。?)、盡管實驗室檢測的各類防腐指標接近,但其他防腐技術在重慶酸雨環境及列車輪對沖擊、摩擦等作用下,均無法滿足防腐、耐磨、防滑的技術要求,而經過長期試驗,鋅鎳滲層技術能同時滿足防腐、耐磨、防滑的要求。
 ?。?)、經過鋅鎳滲層處理的指形板螺栓防腐能力同樣出色,可防止出現銹蝕、斷裂、銹蝕固結等質量病害。
 ?。?)、采用鋅鎳滲層的防腐技術,能實現對單軌交通指形板組件的防腐要求,可解決已建成運營的單軌指形板板座的防腐難題。
  4、建議
  鑒于鋅鎳滲層技術的防腐能力強,而且能滿足列車安全運行所需的防滑、耐磨等技術要求,改善軌道線路景觀效果,并有效解決指形板及板座嚴重銹蝕的問題,降低運營維護成本,確保軌道線路運行安全。因此建議如下:
 ?。?)、設計院在三號線一、二期及二、三號線延伸段設計過程中,立即在設計圖中補充采用鋅鎳合金共滲防腐技術對指形板組件進行防腐的設計要求。
 ?。?)、單軌公司盡快采取措施,采用聯合方式,同大有公司完成在建線路(包括三號線一、二期及二、三號線延伸段等)未安裝的指形板及板座組件進行鋅鎳滲層防腐處理。
 ?。?)、對于已安裝的軌道梁,設計院、單軌公司聯合大有公司進行二次處理。


軌道梁橋系統研究中心
2009年7月3日  



















 

感謝您來到重慶大有表面技術有限公司,若您有合作意向或問題咨詢,請您為我們留言或使用
以下方式聯系我們,并為您提供最真誠的服務,謝謝。

023-67787593

023-67787596

[email protected]

重慶市江北區觀音橋嘉陵一村41號1棟COSMO成長工場A座8-1