铁路专用集装箱的涂装工艺设计
□ 王小刚1，马宁博1，武建斌1，李敏风2(1.陕西宝塔山油漆股份有限公司，陕西兴平 713100；2.中国涂料工业协会专家委员会，北京 100079)
3.2.2 车间底漆的喷涂
1 铁路集装箱概述
随着“欧亚大陆桥”等新的铁路运输线路的兴建，我国各地相应建立了许多铁路专用集装箱生产厂家。著名的北八道物流公司在陕西咸阳建立的“丰集货柜公司”就是其中的一家。该公司自产自销铁路运输专用集装箱，拥有3万TEU的集装箱的周转使用量。与ISO标准箱相比北八道专用铁路箱有下列不同之处：
(1)箱体尺寸为：6 058 mm × 2 438 mm × 2 896mm，比20英尺箱偏高，大限度利用了火车车皮的体积；
(2)ISO标准箱的顶版、门板通常采用耐候钢，而铁路专用箱则采用普通的碳钢(如Q235等)；
(2)ISO标准箱的顶版、门板通常采用耐候钢，而铁路专用箱则采用普通的碳钢(如Q235等)；
(3)ISO标准箱规定统一使用木地板，而铁路专用箱为钢货地板；
(4)使用条件不同。标准集装箱大多应用在海洋环境的轮船上，腐蚀条件恶劣。而铁路专用箱，以铁路运输为主，处于大陆性气候为主。但铁路专用箱装载的货物较杂；在装卸货物和吊装运输过程中的操作都没有标准箱规范。
丰集货柜公司建在陕西咸阳，离陕西宝塔山油漆股份公司只有25 km，于是宝塔山公司发挥了天时、地利、人和的优势，发挥了公司重防腐涂料先进性的优势，于2013年成功承接了为500只北八道物流公司铁路专用集装箱供应配套涂料的业务，开创了宝塔山制造集装箱涂料的历史。
2 铁路专用箱涂层配套方案及规定膜厚
宝塔山油漆为保质保量完成这批箱子的制作，在公司总部的统一安排下，技术与质检、市场与销售、技术服务等部门分工合作，认真进行三方面的工作：
2.1 技术方面
(1)认真参阅ISO标准集装箱规定的涂层配套和规定膜厚；研究对照美国Konstandt实验室和KTA证书中关于集装箱外侧涂层的技术指标。
(2)重点开发环氧富锌车间底漆在预处理工艺上的关键技术，特别是保证锌粉含量和稀释剂挥发速度，既适应流水线生产又能保证涂层质量。
(3)针对铁路箱运输特点，提高环氧内面漆(包括箱内钢地板)的耐磨性能，并取得了FDA证书。
(4)本着节能、环保原则，提高配套涂料的固含量，减少VOC的排放；外侧中层漆采用磷酸锌类环保型颜料。必要时，外侧中层漆可兼作内面漆，便于耗漆量等涂装管理。
2.2 成本控制
加强成本核算，了解集装箱涂料在市场销售中特点，做出正确的报价。
2.3 现场适配
技术服务部坚持在现场，认真调查丰集货柜厂涂装流水线及相应设备，使宝塔山集装箱配套涂料适应丰集货柜厂的涂装流水线。通过三方面的努力，宝塔山公司设计的北八道集装箱涂层配套方案见表1。
注：1)环氧富锌底漆膜厚包括车间底漆膜厚；
2)箱内侧涂装面积包括内侧钢地板；
3)箱底专用涂料非宝塔山生产。
3 涂装工艺设计重点
集装箱制造涂装工艺，包括喷漆前钢板预处理和集装箱配套涂料喷涂工艺的过程与方法，以及与此相关的技术管理的活动。集装箱制造的涂装工艺贯穿于集装箱制造工艺的始终，是保证集装箱使用价值的重要关键。因此投产前，仍须进行系统的涂装设计。
涂装设计的依据是：箱东规定的涂层配套与规定膜厚；集装箱厂涂装工艺流水线与装备；配套集装箱涂料的施工性能；北八道箱东对涂层的质量规定：5 a、Ri3级、10%、与标准箱相同。根据上述4条，我们进行的涂装设计主要涉及以下几个方面。
3.1 涂装工艺流程
3.1 涂装工艺流程
集装箱涂装工艺流程不仅要与整个集装箱制造工艺相匹配，而且贯穿始终。
丰集箱厂没有采用自动喷漆，在整个集装箱制造工艺流程中，每一工位的生产节拍是10 min，包括每一个涂装工位，见图1。
3.2 钢板预处理工艺
钢板预处理工艺是集装箱涂装的关键，它包含以下工序：
3.2.1 抛丸
抛丸是比喷砂更节能、环保的机械除锈办法。它要达到两个目的：一是使钢材表面除锈等级达到ISO 8501-1，Sa2.5级；二是粗糙度Rz=35～50 μm(ISO8503)，设计的抛丸机工作技术条件，见表2。
另外，磨料的粒度、硬度、形状对抛丸后钢板的除锈等级和粗糙度影响颇大。在丰集货柜厂的预处理流水线中，选择使用山东开泰新材料有限公司的棱角钢砂G45(颗粒度0.8～1.2)，其他的技术参数，见表3。
抛丸处理后的钢材表面立即喷上10～15 μmD.F.T的环氧富锌车间底漆。与船舶涂装不同，车间底漆作为底漆一部分，不进行二次除锈。在自动喷涂车间底漆时，人力须采用Graco或OPT富锌底漆专用无气喷漆机，压缩比为32(或33)∶1；并不停搅拌，在钢板上下两边各设置1把自动喷枪，喷枪与钢板的距离为300 mm左右。涂装设计时，根据钢材移动速度，喷枪往返速度和规膜厚，计算、选择喷嘴型号。宝塔山油漆股份有限公司技术服务人员现场跟踪服务。拟定的车间底漆喷涂的工艺条件如表4所示。
3.2.3 烘干
烘房内温度为60～70 ℃；盛夏季节不启动加热装置，钢板自然干燥。
3.3 焊缝喷砂
针对铁路箱体积与载重大、焊缝长的结构特点，丰集货柜公司设置有专门的焊缝喷砂房，大型喷砂机1缸4枪对焊缝进行喷砂处理。喷砂处理不同于抛丸处理，喷砂处理是以压缩空气为动力，将砂粒(磨料)以一定速度喷向待处理的钢材表面，将焊缝上的焊渣、飞溅烧焦的车间底漆、锈等去掉。更主要的是部分消除焊缝上的残余应力，提高防腐能力。丰集货柜喷砂房的技术条件见表5。
3.4 预涂
焊缝喷砂后，立即进行预涂。预涂是保证涂装质量的关键。
丰集货柜规定预涂的部位为：
(1)焊缝；
(2)二次锈蚀部分；
(3)箱体结构上的“死角”，见图2。
预涂规定用刷涂办法。使用环氧富锌底漆，稀释率为10%，并充分搅拌。
3.5 无气喷漆
与常规的工业钢结构相比，集装箱涂装是快节奏的流水线作业，加上配套涂料多为高固体分涂料，在不加或少加稀释剂的前提下，一次无气喷涂可得较高的膜厚，有利于环保，有利于提高涂膜质量。无气喷涂工艺技术条件的设计是涂装的关键。
3.5.1 无气喷漆机类型的选择
3.5.1 无气喷漆机类型的选择
不同的集装箱涂料需要不同的喷漆机，宝塔山的各种集装箱配套涂料要求有不同的喷漆压力。本试验设计的无气喷漆机类型和喷漆压力见表6。
3.5.2 喷嘴的技术参数
丰集采用人工喷漆，在喷距为30～35 cm的前提下，人力须选择喷嘴的2个技术参数：喷嘴孔径、喷幅。设计时应根据规定的膜厚、涂料类型、箱体结构、操作习惯等。喷嘴孔径、喷幅选择适当与否，不仅关系到涂料的损耗率、工程造价，还涉及环保和施工效率。本试验设计的喷嘴选择见表7。
需要强调的是，经过一段时间喷漆后，喷底富锌漆的喷嘴受到磨损，喷孔变得大而圆，流量增大，幅度变小，会严重影响涂层外观及涂膜质量，增加耗损，必须及时调换。
3.5.3 无气喷漆的涂装作业要求
培训喷漆工人提高工作责任性和技术水平，为保证膜厚质量，按下列要求进行喷漆作业，见表8。
4 结语
4 结语
(1)本文阐述了铁路物流箱与标准箱在结构、材货、使用条件等方面的区别。
(2)根据业主对涂层质量的要求及丰集货柜厂涂装流水线的特点、宝塔山集装箱涂料的性能等设计广集装箱的涂层配套和规定膜厚。
(3)本文着重对铁路物流箱的涂层工艺中的钢板预处理、焊缝处理和预涂、喷漆等重点工艺的涂装技术条件进行了详细设计，取得了成功，充分体现了“三分涂料、七分涂装”的原则。
