钢轨打磨车粉尘处理技术介绍

一、  钢轨打磨车工作工况及粉尘收集技术介绍

打磨作业装置是打磨车的主要工作机构，因打磨作业装置是吊装在打磨车底部的整体机构，亦称打磨小车，打磨小车是打磨车的关键组成部件，打磨车所要求的打磨动作、质量、效率和打磨工艺的先进性等最终都要由打磨小车来体现。打磨作业时，通过打磨砂轮高速旋转对钢轨表面进行打磨，打磨砂轮与钢轨磨削产生的粉尘和铁屑在打磨作业处四处飞溅，通过集尘装置的吸风口对打磨粉尘和铁屑进行导流和收集，从而减少打磨粉尘对环境的污染，降低铁路职工对道岔、平交道口的清扫劳动量，以及打磨火星对打磨车工作机构的腐蚀破坏。集尘装置主要利用了气流由高气压流向低气压的原理设计，同时设计吹尘和灰尘收集装置。集尘装置的应用，在生产中对于有效保护环境和设备起到了很大的作用，但是，由于打磨车作业工况恶劣，仍然有一些问题有待解决，本文主要针对打磨车现存的粉尘问题进行简述、分析并提出解决措施。

由于打磨车作业车时，打磨砂轮与钢轨磨削产生大量的粉尘和铁屑，特别是在隧道进行作业时候，大量的粉尘弥散在空气中，对空气产生严重的污染，因此，必须对打磨粉尘尽可能的收集，净化作业环境。

目前，除了个别特别早前的PGM-48钢轨打磨车上没有配备集尘装置，其他各种钢轨打磨列车上均配备了集尘装置。集尘装置主要是利用气流由高气压流向低气压的原理降粉尘导流并收集，其工作原理如下：

各种集尘装置的设计结构和工作原理都基本相同，主要由空压机、风缸、风扇、风扇驱动装置、集尘箱、过滤器（集尘滤芯）、灰尘收集装置和控制管路组成；不同的是风扇驱动装置不同；过滤器安装的滤芯多少不同以及排灰的方式不同：过滤器安装的滤芯数量是根据车型的设计空间以及打磨过程中灰尘的产生量不同进行匹配。

空压机、风缸主要用于提供高压空气，以满足集尘系统工作需要；集尘风扇用于产生高压气流，将集尘箱内部的空气向集尘箱外部吹出，集尘箱内外部产生压力差，即产生一定的真空度；集尘箱是提供气压差的箱体，内部有集尘滤芯、箱底有集灰池、吹尘管路等，滤芯用于过滤打磨所产生的灰尘，将灰尘吸附在滤芯的外部，达到对空气过滤的目的。吹尘装置的作用是为了清理集尘滤芯，在打磨作业过程中，将会产生大量的灰尘，由于打磨作业时间较长，会造成滤芯的堵塞，吹尘装置主要是清理打磨滤芯外部的灰尘。集尘通道直接连接到打磨小车上部，在集尘箱负压作用下直接将粉尘吸进集尘箱进入集尘池。

对于钢轨打磨车来说，集尘装置最大限度的解决了其粉尘对空气污染和作业人员健康的危害，但是，对于打磨产生的粉尘和铁屑，尘渣板结的问题是集尘装置无法解决且存在一定安全隐患的问题。

二、  尘渣板结问题分析及解决措施

1．灰渣板结问题分析

对于钢轨打磨车来说，除了粉尘收集不完全产生的空气污染问题，最大的问题就是尘渣板结。

在钢轨打磨列车作业时，打磨砂轮和钢轨磨削的产物有两种，一种是砂轮被磨耗产生的沙尘，另一种是钢轨磨削产生的铁屑；由于砂轮的高速旋转，被磨削下来的铁屑通常伴随着高温、火光以相当高的速度飞溅出来，飞溅方向通常和砂轮的旋转方向和打磨角度有关。这些以高速飞出的带有高温的铁屑由于惯性较大，且离打磨小车的挡板、防火帘或作业装置的零部件较近，因此便迅速的打在挡板、防火帘或作业装置的零部件上，不能很好的被积尘装置的负压导流作用带走；同时，由于这些铁屑在打在挡板、防火帘或作业装置的零部件上时仍然具有很高的温度，所以就会粘连到挡板、防火帘或作业装置的零部件上，随着粘连的越来越多，从而形成结块。

这种结块部分与挡板等粘连的比较牢固，就需要人工进行清理，给工作人员带来大量的工作量。而对于部分粘连不牢固的，在作业时可能自动掉落的结块，其危害更大，因为作业时产生的这种结块温度很高，如果掉落在铁路信号机电缆上，就会引起电缆烧坏，严重时可能影响到铁路行车安全。因此为了避免这种情况，目前作业时采取的措施都是靠作业人员注意观察，发现有灰渣块掉落必须立即下车处理。然而，如果在隧道作业，就会导致作业人员看不清车下的情况，就有可能造成一些问题出现。

2．解决措施

因为打磨作业时，砂轮工作的位置与钢轨轨顶面相当，通过做一个托板类的结构防止板结的灰渣块在作业时掉落到轨道上，在铁路机车限界运行的条件下是有困难的。因此，解决此问题应该从如何防止灰渣板结的源头寻找解决方法。

要防止灰渣在挡板、防火帘或作业装置的零部件上板结，就要解决第一时间打磨飞出的铁屑与挡板、防火帘或作业装置的零部件上的粘连，如果能解决第一时间打磨飞出的铁屑的粘连问题，那么就不会有后期的一层一层的粘连，而这种灰渣粘连板结主要的原因是因为打磨铁屑的高温，这种高温造成了铁屑与金属挡板之间的类似于焊接熔融的粘连，因此要解决这个问题，可以考虑将挡板、防火帘或作业装置的零部件表面附着一种防粘的非金属材料，从而杜绝高温铁屑与金属挡板的粘连。

1) 方案一：陶瓷涂料

根据以上分析，可考虑采用陶瓷涂料刷镀在挡板或作业装置的零部件表面，这种陶瓷涂料是一种双组份胺固化有机陶瓷涂料，为适应施工需要，可提供喷涂型和涂抹型（GH 104型）两种形式的涂料，可采用喷涂、涂抹等方式施工，施工简单。喷涂无溶剂型不含任何有机溶剂和活性稀释剂，符合环保和安全要求，固体含量接近100%，适用于机械喷涂，可厚涂一次成形，涂层密实、无针孔，省料、省时、省工，降低成本，是涂料工业发展的方向；涂抹厚浆型中含少量溶剂，固体含量≥85%，适用于手工施工。涂层光滑、坚韧、耐水、耐磨、耐化学介质浸蚀，防腐性能优良，磨阻系数低，机械强度高，粘结力大。

使用方法：

a.  表面处理：对待修补部位进行除锈和粗化处理，再用清洗剂进行清洗。

b.  配制：按质量比A:B=5:1或体积比A:B=5:1将A、B两组份混合均匀，并在规定操作时限内用完。

c.  涂敷：将混合好的材料按十字交叉涂抹两遍于待修部位，胶层以0.2-0.5mm为宜。胶层要压实，使之与基材充分浸润。大面积防护可以根据情况刷2～3两遍．

d.  固化：25～30℃固化24小时后可投入使用，若温度低应采用加热或延长固化时间来促进固化。

产品参数

品名称	状态	包装	体积  (cm3)	操作时限  (25℃)	固化时间  (25℃)
耐磨陶瓷涂层	半流体	10kg	7820	45min	24h

 

密度  (g/cm3)	抗压强度  (kg/cm2)  GB1041-2008	拉伸强度  (kg/cm2)  GB6329-1999	剪切强度  (kg/cm2)  GB7124-2009	弯曲强度  (kg/cm2)  GB1042-2008	硬度  （Shore D）  ASTM-D-2556	工作温度  （℃）
1.28	1004	353	254	562	86	-60～150

优缺点：

优点：施工简单，如同刷漆一样简单的施工工艺；涂层光滑、坚韧、耐水、耐磨、耐化学介质浸蚀，防腐性能优良，磨阻系数低，机械强度高，粘结力大。

缺点：耐热性一般

2) 方案一：陶瓷烧结涂层或等离子陶瓷喷涂

陶瓷烧结涂层由于其优越的耐高温性能与低的热导率，广泛用作航空发动机与燃气轮机等的热障涂层，此涂层工艺是在600℃的温度下将陶瓷涂层与工件烧结到一起。离子陶瓷喷涂是将AI203、Ti〇2、Cr203、Zi〇2等陶瓷材料以粒度相对较小的粉末状态送入等离子焰流中，并利用高温的等离子焰流进行喷涂。这种涂层拥有普通陶瓷涂料层的所有优良性能，同时具有更高的硬度和耐高温性能，通常可以在1000-1300℃甚至更高的的高温环境中使用。

优缺点：

优点：涂层耐磨损、耐高温、抗高温氧化、耐热冲击、耐腐蚀等性能良好，机械强度高，附着力强。

缺点：施工工艺复杂

3．小结

通过以上两种涂层的方案来解决灰渣粘连板结的问题，陶瓷涂料施工简单，采购涂料之后，只需将工件表面抛光，然后在工件表面刷上陶瓷涂料即可，相对成本较低，但是耐高温性能稍差；陶瓷烧结涂层或等离子陶瓷喷涂的涂层性能更加优良，耐高温性能良好，但是施工工艺较为复杂，需要将工件送到专业喷涂厂家进行喷涂，且成本较高。