軌道車輛車下緊固件的銹蝕處理與防護

溫景劍 劉錦 徐建

摘 要：目前國內軌道車輛各城市需求量越來越大，項目分配在全國各個地區(qū)，西南及華南等南部地區(qū)空氣中存在大量氯離子容易導致金屬緊固件，但隨著項目增多，售后信息反饋發(fā)現(xiàn)一些北方地區(qū)仍然存在緊固件銹蝕的問題。文章通過分析軌道車輛車下緊固件的銹蝕情況，探索出有效防銹的工藝方法。

關鍵詞：緊固件；腐蝕與防護；金屬

中圖分類號：TG174.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0105-03

Abstract： At present， the demand for rail vehicles in various cities in China is increasing， and the projects are distributed in various regions of the country， southwest and south China， where a large number of chlorine ions in the air are likely to lead to metal fasteners， but with the increase in the number of projects， feedback of after-sale information has found that there are still problems of fastener corrosion in some northern areas. Based on the analysis of the corrosion of the fasteners under rail vehicles， the effective anti-rust technological method is explored in this paper.

Keywords： fasteners； corrosion and protection； metal

前言

近些年來，越來越多的城市軌道車輛、地鐵車輛的車體都選擇了不銹鋼材料，這對于車輛的輕量化、高壽命起到了重要作用。眾所周知，不銹鋼材料以耐腐蝕、不生銹而著稱，但是許多現(xiàn)實的情況表明，在某些環(huán)境下，這些不銹鋼車輛的表面或者零部件、緊固件都產生了銹蝕（見圖1、圖2）。尤其緊固件生銹現(xiàn)象尤為嚴重，多數(shù)緊固件采用鍍鉻、達克羅等方式進行防銹，但在裝配階段隨著各緊固件在緊固過程中對鍍膜的破壞，導致緊固件產生銹蝕現(xiàn)象，因此對緊固件的除銹防銹就顯得尤為重要。

1 現(xiàn)有軌道車輛緊固件主要防銹蝕手段

目前軌道車輛緊固件防銹大多采用鍍鋅工藝，主要工藝過程如下：

1.1 工藝方法

氰化電鍍鋅、酸性氯化鉀、堿性鋅酸鹽鍍鋅；鉻酸鹽鈍化或無鉻藍白色鈍化。

1.2 例舉工藝流程

酸蝕（僅適用于經(jīng)熱處理工藝附有黑色氧化皮）→電解脫脂→溫水洗→冷水洗→弱酸活化→溫水洗→冷水洗→氯化鉀（氰化、堿性鋅酸鹽）鍍鋅→冷水洗→冷水洗→鈍化→冷水洗→冷水洗→熱水燙干→驅氫。

1.3 例舉工藝規(guī)范（見表1）

1.4 工藝說明

（1）氰化電鍍鋅、堿性鋅酸鹽電鍍鋅、酸性氯化鉀電鍍鋅均可。（2）根據(jù)工件鍍層厚度、幾何形狀選擇吊鍍或滾鍍。（3）采用鉻酸鹽鈍化還是無鉻藍白色鈍化由設計圖紙決定。（4）驅氫要求在200～230℃溫度下根據(jù)工件種類、規(guī)格、幾何形狀、機械性能持續(xù)烘干8～24小時。（5）只列舉氯化鉀鍍鋅工藝規(guī)范，其它類型略。（6）封閉劑為電鍍行業(yè)著名品牌。（7）定期分析電解脫脂、活化、鍍鋅、鈍化電解液濃度。（8）監(jiān)控溫度、電流密度、時間、PH值、陰極移動。

1.5 質量標準

（1）正常狀態(tài)：鍍層應結晶細致、均勻、呈光亮彩虹色或藍白色。（2）不允許缺陷：局部無鍍層（盲孔、通孔深處及凹槽除外）、燒焦、粗糙、針孔、起泡、起皮、剝落、麻點、條紋、暗帶、銹跡、流痕、發(fā)花。（3）允許缺陷：輕微水痕和掛具夾痕，復雜件或過長工件銳棱及端部有輕微燒焦、粗糙而不影響裝配，焊縫、搭接交界處局部稍暗。

1.6 鍍層厚度

鍍鋅層厚度20um以上，若圖紙有要求，按圖紙厚度執(zhí)行。

1.7 鍍層耐蝕性

GB10125-88鹽霧試驗（SS試驗）。藍白色鈍化試驗24h、“彩色”鈍化試驗72h，在試片的表面上不能出現(xiàn)白色或灰色腐蝕產物。

理論上鍍鋅等涂層對緊固件防腐蝕性在正常環(huán)境起到良好的效果，但是在車輛裝配過程中緊固器具緊固造成物料破壞，以及空氣介質中存在電化學反應，仍會產生銹蝕問題。

2 緊固件腐蝕原因的分析

高耐緊固件是金屬的一種，它的腐蝕原理與其他金屬材料的腐蝕原理幾乎完全一樣。在大多數(shù)情況下金屬材料的腐蝕是電化學反應的結果，但在有些情況下則僅僅是單純的化學反應或金屬物理變化的結果，而這兩種情況同時發(fā)生影響到金屬材料腐蝕的情況也不少見。另外就是在緊固件緊固過程中對鍍層的物料破壞。

下面就軌道車輛不銹鋼車體相關的腐蝕現(xiàn)象和機理進行探討。

2.1 點蝕

點蝕又稱坑蝕或小孔腐蝕。由于金屬材料中存在缺陷、雜質和溶質等的不均一性，當介質中含有某些活性陰離子（如Cl-）時，這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面的某些點上，從而使金屬表面的自鈍化膜發(fā)生破壞。一旦這層自鈍化膜被破壞又缺乏自鈍化修復的能力時，金屬表面就發(fā)生腐蝕。軌道車輛在海港停放或海上運輸時，不可避免的要與海水或海水形成的鹽霧進行接觸，在海邊停放后，側墻上結成鹽粒銹蝕的情況；在車輛外部與酸雨相接觸，在高熱高濕的條件下破壞了自鈍化膜層，使緊固件表面呈比較均勻的斑點銹蝕狀。

點蝕一旦發(fā)生，如果不能及時清除，新露出的本體金屬呈活化狀態(tài)，而部分的鈍化膜仍處在鈍態(tài)，這樣就形成了活性-鈍性腐蝕電池。由于銹蝕的陽極面積比陰極面積小得多，陽極電流密度很大，所以腐蝕往深處發(fā)展，金屬表面就會被腐蝕成深孔。點蝕的程度有大有小，一般情況下，嚴重點蝕的深度要比其直徑大得多。

2.2 物理破壞

物理原因對高耐蝕緊固件鍍層的破壞，從而導致緊固件產生銹蝕。

3 軌道車輛緊固件的銹蝕處理與防護

經(jīng)過大量工藝試驗與長時間的驗證，我們總結出緊固件除銹與防銹的工藝方法，能夠有效的防止緊固件的銹蝕現(xiàn)象。（我們選用偏中性的WD-40清洗劑進行除銹，涂抹防腐蠟的方式進行防銹。

3.1 工藝流程

（1）表面清潔——（2）緊固件除銹（噴涂WD-40）——（3）緊固件防銹（涂防腐蠟）——（4）防腐蠟干燥

3.2 表面清潔

施工前應對防銹處理部位周圍區(qū)域進行保護，以保證防腐蠟、清洗劑、防銹劑不污染到橡膠件、塑料件、電氣件等部位。進行防銹處理前，必須徹底清除表面的灰塵、銹跡、油污等雜質。清潔完成后，對防松標記不清晰的緊固件，重新涂打防松標記。技術要求：確認待涂防護蠟或噴涂WD-40清洗劑的部位表面清潔無雜質，保護嚴密。

3.3 緊固件除銹（噴涂WD-40）

噴涂WD-40除銹劑、清洗劑后，根據(jù)銹蝕程度等待5-10分鐘，使WD-40除銹劑充分浸入，配合使用軟布擦拭生銹零部件，不能使用砂紙等粗糙材質擦拭部件，避免除銹過程中對零部件表面的保護層造成二次破壞。對于生銹嚴重部位可以反復此步驟，直至銹跡清理干凈。除銹完成后，對防松標記不清晰的緊固件，重新涂打防松標記。技術要求：除銹徹底，不能有殘余銹跡存在，除銹后緊固件防松標記可見。

3.4 緊固件防銹

防腐蠟的粘度隨溫度變化，溫度越低，粘度越高，溫度越高，粘度越低。對于個別存儲庫房溫度較低導致防腐蠟粘度過高無法施工的，可以將防腐蠟拿到廠房內放置一段時間再使用，但注意不能靠近高熱物體。

上圖中圖3為緊固件涂抹防腐蠟具體位置：螺栓頭、螺母、墊片、開口銷、定位銷等部位，要求防腐蠟覆蓋緊固件以上位置即可，對防腐蠟涂層薄厚不做要求。圖4為特殊部位涂抹防腐蠟，如滑槽內碳鋼材質緊固件放入滑槽前對滑槽內一端涂防腐蠟。

注：防腐蠟及WD-40內含有可燃成分，使用及儲存過程中要遠離火源及高熱物體。

可以使用排筆進行刷涂。刷涂后緊固件周圍平面15mm以外的位置不允許有防腐蠟。個別緊固件旁邊存在狹小縫隙的，涂抹過程中防腐蠟會抹到縫隙中，在保證不污染橡膠件、塑料件、電器件等部位的情況下，為提高施工效率，狹縫隙中允許有少量防腐蠟。

個別緊固件由于空間局限性無法用毛刷和排筆的，可以用擦布蘸少許防腐蠟涂抹。

技術要求：防腐蠟涂抹要做到不漏涂，保證整個緊固件表面覆蓋一層防腐蠟且防松標記可見即可，對防腐蠟涂層薄厚不做具體要求。

3.5 防腐蠟干燥

防腐蠟涂抹結束后，在室溫狀態(tài)下至少干燥24小時。干燥過程中不得觸摸及刮蹭施工部件表面，防止破壞涂層保護膜，如果破壞了防銹涂層，按照原則進行補涂。

各工序施工結束后，對除銹及防銹部位進行自檢，檢查是否有漏涂部位，如果漏涂及時找補。

4 結束語

近幾年，隨著城鐵車產量的增多，售后信息的不斷反饋，緊固件生銹現(xiàn)象尤為嚴重與突出，除銹防銹以及針對緊固件耐腐蝕等級要求顯得尤為重要，選擇適當?shù)姆冷P方案對緊固件進行防銹，不得影響緊固件緊固功能也顯得格外重要，還需設計、工藝人員不斷摸索與創(chuàng)新，提高緊固件自身防腐等級要求的同時，更需要研究出高效的防銹辦法。

參考文獻：

[1]于喜年.金屬防腐涂層附著力影響因素分析[J].大連鐵道學院學報，2006（2）.

[2]趙慧萍.金屬電化學腐蝕與防腐淺析[J].化學工程與裝備，2013（10）.

[3]王永強.不銹鋼點蝕研究概述[J].防腐科學與防腐技術，2015（04）.