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1、机车司机室新型隔热吸声材料介绍及运用第3期(总第409期)内燃机车2008年3月新材料介绍机车司机室新型隔热吸声材料介绍及运用钟元木(四方机车车辆股份有限公司技术中心,山东青岛266111)摘要:以检验资料,使用情况为依据,详细介绍了KPB.3J憎水型轻质矿物棉复合板的容重,导热系数,释放气体分析及毒性,吸声性,防水性,工艺性,适用性等方面的良好性能特点,并与离心式超细玻璃棉板做了简要的对比,认为KPB.3J憎水型轻质矿物棉复合板值得在各型号机车,动车,城轨车辆等的司机室内推广使用.关键词:机车;司机室;隔热吸声材料;KPB.3J材料中图分类号:U260.38文献标识码:B文章编号:11103
2、.1820(2008)03-0027-03l引言为了保证机车司机室内有一个相对恒定,适宜的温度和降低噪声,司机室内壁都安装有隔热吸声材料.我国铁路机车司机室内的隔热吸声材料曾经采用超细玻璃棉毡,聚苯乙烯泡沫塑料,聚乙烯泡沫塑料,聚氨酯泡沫塑料等.这些材料或者阻燃性较差,或者燃烧烟雾大并有毒气,或者有刺痒性粉尘,或者隔音吸声效果差,对改善司机室环境的效果不明显.现在机车司机室大量运用离心式超细玻璃棉板,该材料具有不燃,无毒,保温,吸声性能好等优点.然而,随着新技术,新材料的发展,我们采用的机车司机室新型隔热吸声材料KPB.3J憎水型轻质矿物棉复合板(以下简称KPB.3J材料)具有与离心式超细玻璃
3、棉板同等优良的理化性能,而且具有更加优良的工艺性和适用性.经过几年的运用,试验,检测,证明安装KPB.3J材料的司机室能够大大提高隔热,隔音性能,适宜在司机室使用,可以有效提高司机室内部环境的舒适度.2材料介绍KPB.3J材料是一种由软质泡沫矿物棉与玻璃收修回稿日期:2007-08-01作者简介:钟元木(1972一),男,福建龙岩人,工程师.纤维布构成的隔热吸声材料,即该材料内部为软质泡沫矿物棉,外表用阻燃环保白胶粘接玻璃纤维布.软质泡沫矿物棉是新型轻质高效的保温节能材料,它以天然矿物棉纤维为原料,通过制浆,发泡,干燥成型工艺制成.KPB.3J材料具有成形好,加工方便,强度高,隔热保温性能优良
4、,吸声性能好等特点,特别适用于填充机车司机室内壁.KPB.3J材料最早使用于舰船的舱室内壁,作为防火,隔热,隔声,降噪的材料已经在舰船上推广应用.由于使用环境的特殊性,KPB.3J材料从开发,制造到推广应用经过了严格的实验,检测程序,并组织了本行业方面的专家,研究员,舰船制造单位工程技术人员等进行严格的鉴定工作.鉴定人员认为,KPB.3J材料具有良好的理化性能,并且加工,安装简单,环保无毒,能很好地满足舰船在防火,隔热,隔声,降噪等方面的需要.KPB.3J材料结构示意图见图1,KPB.3J材料实物照片见图2.3性能参数KPB.3J材料被选用为机车司机室隔热吸声材料时,生产厂家提供了详细的产品介
5、绍资料,产品运用履历表以及各方面理化性能检验报告,但为了更深刻地掌握KPB.3J材料的主要性能参数,2003年生产厂家又委托铁道部产品质量监督检验中心金化检验站等相关单位进行了理化性能参数测试,内燃机车2008生玻璃纤维布阻燃环保自胶泡沫矿物棉图1KPB-3J材料结构示意图图2KPB-3J材料实物照片检测样品规格为50Inm500Inm1000Inm.3.1容重及导热系数软质泡沫矿物棉的容重一般为2040kg/m3,导热系数随密度提高而提高,一般为0.0330.045w/(m?K).KPB一3J材料是专门用于舰船舱室内的隔热吸声材料,要求密度为(355)kg/m3,导热系数<0.041w
6、/(m?K).试验证明,KPB一3J材料的密度和导热系数配比是比较理想的,板料较轻,弹性高,压缩永久变形较低,有很好的材料综合性能.3.2释放气体定性定量分析及毒性KPB一3J材料经过了海军医学研究院对其进行的释放气体定性,定量分析及毒性试验,主要进行了3个方面的试验工作:(1)常温下释放气体定性,定量分析;(2)高温热解气的定性分析;(3)高温热解气动物(小白鼠)急性吸人毒性试验.试验结果表明:KPB一3J材料在常温(45)及高温(600700C)时释放的气体为CO,co2及CS2,其他成分未检测到.在90天常温密封试验箱(容积比为1:40)期问,对材料释放气体的检测结果见表1.另外,试验小
7、白鼠生活在有一定剂量热解气体的染毒柜2h,未有死亡现象,在15天的饲养观察期也很正常.表1KPB-3J材料常温下释放气体浓度注:本表数据来自检验报告.从以上试验结果可知,KPB.3J材料基本无有害气体产生,所产生的CO,co2及CS2气体量很小,且无NO,NO2,HC1,HCN,甲醛等有害气体产生.委托天津消防研究所实验室测试烟密度(om),其值小于1(有焰燃烧时,根据GB/T8323-1987测试),发烟量很少.所以,KPB一3J材料是一种环保,无毒材料,适宜在司机室内安装使用.3.3吸声性KPB一3J材料为多孔开孔性材料,具有良好的吸声特性.委托上海市建筑科学研究院进行了吸声性测试,样件厚
8、度为50Inm,采用驻波管法,测试结果见表2.表2KPB-3J材料驻波管法测量的吸声系数注:本表数据来自检验报告.由表2可知,KPB一3J材料在多数声频下都有较好的吸声系数,尤其在中频范围内作用明显,吸声系数最高能达到6o%.3.4防水性泡沫矿物棉为开孔性材料,是比较容易吸水和吸潮的,虽然吸湿率低,通气性能好,有排潮机能,但如果吸水较多,就会丧失隔热保温性能(因为水的导热系数为0.58w/(m?K),比泡沫矿物棉的导热系数高十几倍).然而,KPB一3J材料作为专用隔热材料,已经进行了防水处理,在成型过程中添加了憎水防水剂.KPB一3J材料的憎水率不小于98%,含水率小于2%.3.5KPB.3J
9、材料与离心式超细玻璃棉板性能参数对比(见表3,表4)表3KPB-3J材料性能参数第3期(总第409期)钟元木:机车司机室新型隔热吸声材料介绍及运用29续表3注:本表主要数据来自检验报告,样件厚度为50nlnl.表4离心式超细玻璃棉板性能参数注:本表主要数据来自我公司客车车厢隔热材料检验报告,样件厚度为50nlnl.4施工工艺KPB.3J材料为多孔性软质材料,有良好的加工性能,可任意剪切,卷曲,施工切割时产生的粉尘很少且对皮肤没有刺痒感,并可重复拆卸,使用,运输,安装损耗极小.KPB.3J材料主要有两种安装工艺:(1)根据钢结构梁柱布置,分块镶嵌在梁柱空裆中,周边用固定块固定;(2)用阻燃水乳环
10、保胶粘结在钢结构外皮内表面上.两者都可以很好地固定KPB.3J材料,但都存在一些缺点.前者固定,更换方便,但如果固定不牢,随着车体的振动,与钢结构梁柱之间容易存在缝隙,影响隔热,隔音效果;后者抗振性好,试验表明KPB.3J材料在一阶固有频率时,以4.9l/s2振动2h无脱落,下塌,堆聚现象,但需要拆卸,更换时不是很方便.由于机车司机室是较复杂的部位,墙壁内穿线,穿管很多,经常存在返工现象,因此我公司基本选用前者安装KPB.3J材料.对于少许下塌,缝隙现象,我们要求KPB.3J材料按名义尺寸的正公差下料,一般长,宽尺寸加长510lain,厚度尺寸增加25mm;另外,增加填缝的小块KPB.3J材料
11、,在有缝隙或松动位置填充小块KPB.3J材料,并在KPB.3J材料与钢结构梁柱之间的接缝处或与穿墙管之间的接缝处贴封铝箔胶带进行密封.5评价与结论综上所述,KPB.3J材料具有容重轻,导热系数小,不燃,无毒,保温性能好,耐热性高,抗腐蚀,隔音吸声,防振性好等特点,与离心式超细玻璃棉板相比,具有同等优良的理化性能,但在工艺性,适用场合方面具有更大优势.(1)在现场加工,安装过程中,超细玻璃棉板的玻璃纤维丝容易粘在人体皮肤上,有明显的刺痒感觉,而且玻璃丝粉尘有可能从鼻孔进入呼吸道,影响身体健康安全.而KPB.3J材料基本不产生粉尘.(2)超细玻璃棉板基本上要根据图纸规定的形状及尺寸在固定场所加工,
12、现场加工工艺较复杂.而KPB.3J材料可压缩性很好,现场加工方便,在衬料,管座,穿墙钢管等处,不必像其他隔热材料那样需要开槽或分层组装,因此可以大大简化施工工艺.(3)对于机车司机室,考虑到吸声效果,方便擦洗清脏,一般选用多孔钢板作为内部装饰面板.另外,活动地板以下,司机台后部一般没有内饰面板,如果选用超细玻璃棉板作为隔热吸音材料,就有可能散发玻璃丝污染司机室环境,影响司乘人员身体健康安全.而KPB.3J材料虽然质软疏松,但链接紧密,不会散发有害人体健康的粉末等.另外,2004年分别在我公司生产的DF7c型0033,0037,0038号机车上测试了司机室的温度和噪声,其结果见表5,表6.表5D
13、r7G型机车司机室温度测定司机室温度/测试时间测试条件及仪器0033号0037号0038号空调未开时37.837.538.3柴油机满功率运转,冷却风扇开,风空调开后15min26.726.526.8温度约33.7;电空调关后10min30.930.331.1气室温度约38.6;空调型号空调关后20min35.735.636.?蒌号KANOMAX6422一窄调关后25min37.537.338.1MK(日本进151)【下转第46页】内燃机车2008年大供油,由于不完全燃烧,大量柴油随废气喷至后增压器烟筒燃烧,造成后增压器喷火苗.乘务员在机车静止状态下连续起机试验,前增压器冒出的浓黑烟中含有大量燃
14、烧不充分的导电碳颗粒,这些浓烟使接触网和车顶之间形成导电区,使导线对车顶放电,形成”雾闪”.由于承力索和接触网同电位,导致同时短路烧损.现场检查车顶有许多银白色“雾闪”亮点,进一步证明了这个结论的正确性,如图2所示.3采取的措施制定的措施比较简单可行:机车在途中发生故障导致增压器冒黑烟时,机车在前方站要立即停车,停机,等候救援,禁止重新起机进行试验,以防发生断网故障.图2车顶银白色”雾闪”痕迹【上接第29页】表6DF7c型机车司机室噪声测定从表5,6中的数据可知,安装KPB.3J材料的司机室有较好的隔热保温性能,噪声值能够满足要求.总之,KPB.3J材料良好的理化性能能够满足机车司机室隔热保温
15、,隔音降噪要求,也有很好的工艺性能,安装方便,并且不会产生对人体皮肤有刺痒感的粉尘,大大改善了施工条件,深受施工人员的欢迎,因此值得在各型号机车,动车,城轨车辆等的司机室内推广应用.【上接第44页】图1GKIF型机车起动控制电路故障查找示意图过接触器的线圈流回负极.我们可以把电路中间的某一点作为切入点.例如YC没有正常吸合,根据经验3CWJ(40水温继电器)动作值经常不准确,可以直接选3CWJ作为切入点,检查其触点的电压是否正常,然后确定下一步检查方向,最终找到故障点.对于电路逻辑关系不熟悉的检修人员,建议在控制电路故障排查时,以接触器(继电器)线圈,即线路的终端作为切入点,向控制电路另一端逐步查找.4结束语机车电气故障复杂,多变,且具有隐蔽性,给故障排查带来了困难.通过对故障排查方法的探讨,找出了故障排查的规律,大大节约检修时间,有效提高了检修效率,压缩了检修停时.上述的故障排查思路,适用于内燃机车电气系统的故障诊断,特别是适用于触点较多的继电器,接触器形式的控制电路.
