鋼軌打磨車粉塵處理技術介紹

一、  鋼軌打磨車工作工況及粉塵收集技術介紹

打磨作業裝置是打磨車的主要工作機構，因打磨作業裝置是吊裝在打磨車底部的整體機構，亦稱打磨小車，打磨小車是打磨車的關鍵組成部件，打磨車所要求的打磨動作、質量、效率和打磨工藝的先進性等最終都要由打磨小車來體現。打磨作業時，通過打磨砂輪高速旋轉對鋼軌表面進行打磨，打磨砂輪與鋼軌磨削產生的粉塵和鐵屑在打磨作業處四處飛濺，通過集塵裝置的吸風口對打磨粉塵和鐵屑進行導流和收集，從而減少打磨粉塵對環境的污染，降低鐵路職工對道岔、平交道口的清掃勞動量，以及打磨火星對打磨車工作機構的腐蝕破壞。集塵裝置主要利用了氣流由高氣壓流向低氣壓的原理設計，同時設計吹塵和灰塵收集裝置。集塵裝置的應用，在生產中對于有效保護環境和設備起到了很大的作用，但是，由于打磨車作業工況惡劣，仍然有一些問題有待解決，本文主要針對打磨車現存的粉塵問題進行簡述、分析并提出解決措施。

由于打磨車作業車時，打磨砂輪與鋼軌磨削產生大量的粉塵和鐵屑，特別是在隧道進行作業時候，大量的粉塵彌散在空氣中，對空氣產生嚴重的污染，因此，必須對打磨粉塵盡可能的收集，凈化作業環境。

目前，除了個別特別早前的PGM-48鋼軌打磨車上沒有配備集塵裝置，其他各種鋼軌打磨列車上均配備了集塵裝置。集塵裝置主要是利用氣流由高氣壓流向低氣壓的原理降粉塵導流并收集，其工作原理如下：

各種集塵裝置的設計結構和工作原理都基本相同，主要由空壓機、風缸、風扇、風扇驅動裝置、集塵箱、過濾器（集塵濾芯）、灰塵收集裝置和控制管路組成；不同的是風扇驅動裝置不同；過濾器安裝的濾芯多少不同以及排灰的方式不同：過濾器安裝的濾芯數量是根據車型的設計空間以及打磨過程中灰塵的產生量不同進行匹配。

空壓機、風缸主要用于提供高壓空氣，以滿足集塵系統工作需要；集塵風扇用于產生高壓氣流，將集塵箱內部的空氣向集塵箱外部吹出，集塵箱內外部產生壓力差，即產生一定的真空度；集塵箱是提供氣壓差的箱體，內部有集塵濾芯、箱底有集灰池、吹塵管路等，濾芯用于過濾打磨所產生的灰塵，將灰塵吸附在濾芯的外部，達到對空氣過濾的目的。吹塵裝置的作用是為了清理集塵濾芯，在打磨作業過程中，將會產生大量的灰塵，由于打磨作業時間較長，會造成濾芯的堵塞，吹塵裝置主要是清理打磨濾芯外部的灰塵。集塵通道直接連接到打磨小車上部，在集塵箱負壓作用下直接將粉塵吸進集塵箱進入集塵池。

對于鋼軌打磨車來說，集塵裝置最大限度的解決了其粉塵對空氣污染和作業人員健康的危害，但是，對于打磨產生的粉塵和鐵屑，塵渣板結的問題是集塵裝置無法解決且存在一定安全隱患的問題。

二、  塵渣板結問題分析及解決措施

1．灰渣板結問題分析

對于鋼軌打磨車來說，除了粉塵收集不完全產生的空氣污染問題，最大的問題就是塵渣板結。

在鋼軌打磨列車作業時，打磨砂輪和鋼軌磨削的產物有兩種，一種是砂輪被磨耗產生的沙塵，另一種是鋼軌磨削產生的鐵屑；由于砂輪的高速旋轉，被磨削下來的鐵屑通常伴隨著高溫、火光以相當高的速度飛濺出來，飛濺方向通常和砂輪的旋轉方向和打磨角度有關。這些以高速飛出的帶有高溫的鐵屑由于慣性較大，且離打磨小車的擋板、防火簾或作業裝置的零部件較近，因此便迅速的打在擋板、防火簾或作業裝置的零部件上，不能很好的被積塵裝置的負壓導流作用帶走；同時，由于這些鐵屑在打在擋板、防火簾或作業裝置的零部件上時仍然具有很高的溫度，所以就會粘連到擋板、防火簾或作業裝置的零部件上，隨著粘連的越來越多，從而形成結塊。

這種結塊部分與擋板等粘連的比較牢固，就需要人工進行清理，給工作人員帶來大量的工作量。而對于部分粘連不牢固的，在作業時可能自動掉落的結塊，其危害更大，因為作業時產生的這種結塊溫度很高，如果掉落在鐵路信號機電纜上，就會引起電纜燒壞，嚴重時可能影響到鐵路行車安全。因此為了避免這種情況，目前作業時采取的措施都是靠作業人員注意觀察，發現有灰渣塊掉落必須立即下車處理。然而，如果在隧道作業，就會導致作業人員看不清車下的情況，就有可能造成一些問題出現。

2．解決措施

因為打磨作業時，砂輪工作的位置與鋼軌軌頂面相當，通過做一個托板類的結構防止板結的灰渣塊在作業時掉落到軌道上，在鐵路機車限界運行的條件下是有困難的。因此，解決此問題應該從如何防止灰渣板結的源頭尋找解決方法。

要防止灰渣在擋板、防火簾或作業裝置的零部件上板結，就要解決第一時間打磨飛出的鐵屑與擋板、防火簾或作業裝置的零部件上的粘連，如果能解決第一時間打磨飛出的鐵屑的粘連問題，那么就不會有后期的一層一層的粘連，而這種灰渣粘連板結主要的原因是因為打磨鐵屑的高溫，這種高溫造成了鐵屑與金屬擋板之間的類似于焊接熔融的粘連，因此要解決這個問題，可以考慮將擋板、防火簾或作業裝置的零部件表面附著一種防粘的非金屬材料，從而杜絕高溫鐵屑與金屬擋板的粘連。

1) 方案一：陶瓷涂料

根據以上分析，可考慮采用陶瓷涂料刷鍍在擋板或作業裝置的零部件表面，這種陶瓷涂料是一種雙組份胺固化有機陶瓷涂料，為適應施工需要，可提供噴涂型和涂抹型（GH 104型）兩種形式的涂料，可采用噴涂、涂抹等方式施工，施工簡單。噴涂無溶劑型不含任何有機溶劑和活性稀釋劑，符合環保和安全要求，固體含量接近100%，適用于機械噴涂，可厚涂一次成形，涂層密實、無針孔，省料、省時、省工，降低成本，是涂料工業發展的方向；涂抹厚漿型中含少量溶劑，固體含量≥85%，適用于手工施工。涂層光滑、堅韌、耐水、耐磨、耐化學介質浸蝕，防腐性能優良，磨阻系數低，機械強度高，粘結力大。

使用方法：

a.  表面處理：對待修補部位進行除銹和粗化處理，再用清洗劑進行清洗。

b.  配制：按質量比A:B=5:1或體積比A:B=5:1將A、B兩組份混合均勻，并在規定操作時限內用完。

c.  涂敷：將混合好的材料按十字交叉涂抹兩遍于待修部位，膠層以0.2-0.5mm為宜。膠層要壓實，使之與基材充分浸潤。大面積防護可以根據情況刷2～3兩遍．

d.  固化：25～30℃固化24小時后可投入使用，若溫度低應采用加熱或延長固化時間來促進固化。

產品參數

品名稱	狀態	包裝	體積  (cm3)	操作時限  (25℃)	固化時間  (25℃)
耐磨陶瓷涂層	半流體	10kg	7820	45min	24h

 

密度  (g/cm3)	抗壓強度  (kg/cm2)  GB1041-2008	拉伸強度  (kg/cm2)  GB6329-1999	剪切強度  (kg/cm2)  GB7124-2009	彎曲強度  (kg/cm2)  GB1042-2008	硬度  （Shore D）  ASTM-D-2556	工作溫度  （℃）
1.28	1004	353	254	562	86	-60～150

優缺點：

優點：施工簡單，如同刷漆一樣簡單的施工工藝；涂層光滑、堅韌、耐水、耐磨、耐化學介質浸蝕，防腐性能優良，磨阻系數低，機械強度高，粘結力大。

缺點：耐熱性一般

2) 方案一：陶瓷燒結涂層或等離子陶瓷噴涂

陶瓷燒結涂層由于其優越的耐高溫性能與低的熱導率，廣泛用作航空發動機與燃氣輪機等的熱障涂層，此涂層工藝是在600℃的溫度下將陶瓷涂層與工件燒結到一起。離子陶瓷噴涂是將AI203、Ti〇2、Cr203、Zi〇2等陶瓷材料以粒度相對較小的粉末狀態送入等離子焰流中，并利用高溫的等離子焰流進行噴涂。這種涂層擁有普通陶瓷涂料層的所有優良性能，同時具有更高的硬度和耐高溫性能，通常可以在1000-1300℃甚至更高的的高溫環境中使用。

優缺點：

優點：涂層耐磨損、耐高溫、抗高溫氧化、耐熱沖擊、耐腐蝕等性能良好，機械強度高，附著力強。

缺點：施工工藝復雜

3．小結

通過以上兩種涂層的方案來解決灰渣粘連板結的問題，陶瓷涂料施工簡單，采購涂料之后，只需將工件表面拋光，然后在工件表面刷上陶瓷涂料即可，相對成本較低，但是耐高溫性能稍差；陶瓷燒結涂層或等離子陶瓷噴涂的涂層性能更加優良，耐高溫性能良好，但是施工工藝較為復雜，需要將工件送到專業噴涂廠家進行噴涂，且成本較高。