殷英，王浩

（中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111）

1 前言

20世紀(jì)90年代至今，中國(guó)高速動(dòng)車組經(jīng)歷了自主探索、引進(jìn)消化吸收、自主創(chuàng)新、全面創(chuàng)新四個(gè)發(fā)展階段，成功實(shí)現(xiàn)了從追趕到領(lǐng)跑的歷史性跨越。目前,“復(fù)興號(hào)”奔馳在祖國(guó)廣袤的大地上，實(shí)現(xiàn)了高鐵時(shí)速350km的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，刷新了世界高鐵商業(yè)運(yùn)營(yíng)記錄?！八目v四橫”高鐵網(wǎng)已經(jīng)形成，“八縱八橫”高鐵網(wǎng)正在加密成型，高鐵已覆蓋全國(guó)92%的50萬人口以上城市，運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)通達(dá)水平世界最高。截至2021年年底，中國(guó)高鐵營(yíng)業(yè)里程突破4萬公里。中國(guó)已成為世界上高鐵運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、在建規(guī)模最大、高速列車數(shù)量最多、商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度最高、高鐵技術(shù)體系最全、運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景和管理經(jīng)驗(yàn)最豐富的國(guó)家。

高速動(dòng)車組的迅速發(fā)展給人們提供了既快捷又舒適的出行方式。在高速動(dòng)車組的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)中，氣密性是比較重要的一項(xiàng)，對(duì)行車安全以及旅客乘車舒適度影響較大。目前，動(dòng)車組的密封主要從車體結(jié)構(gòu)和部件上給予考慮，密封技術(shù)主要有：

（1）車體結(jié)構(gòu)連續(xù)焊接以及消除焊接氣隙；不能焊的部分用密封膠焊接。

（2）采用固定式車窗，車窗的組裝要保證密封的可靠性和持久性。

（3）側(cè)窗采用密封性能良好的塞拉門。

（4）空調(diào)環(huán)控設(shè)備設(shè)立壓力控制，如在客室進(jìn)排氣風(fēng)口安裝壓力保護(hù)閥，在排氣風(fēng)道裝設(shè)排風(fēng)機(jī)，安裝壓力保護(hù)通風(fēng)機(jī)等，主要目的是既保證正常通風(fēng)換氣，又保證壓力變化控制在限值內(nèi)。

（5）廁所、洗臉室的水不采用直排式，而是通過密封裝置排在車外。

（6）對(duì)車內(nèi)外貫通部位，如管路和電纜孔采取密封措施。其中，動(dòng)車組上線口部位貫通車內(nèi)和車外，它的密封性對(duì)乘車舒適度有重要影響。

目前，運(yùn)營(yíng)的動(dòng)車組上線口密封方案主要有以下幾種：

（1）使用Roxtec夾塊密封，它是由多徑模塊、楔形緊塊、隔板、潤(rùn)滑脂等四個(gè)部分組成。Roxtec多徑技術(shù)，

只需剝離芯層，便可使單個(gè)模塊密封不同直徑的電纜和管道。該方案具有很好的密封效果，但僅適用于特定尺寸的線纜，且成本較高。

（2）使用不干膩?zhàn)舆M(jìn)行密封。該方案成本最低，但由于不干膩?zhàn)优c基材的黏附力受環(huán)境溫度影響較大，在環(huán)境溫度較高或車輛震動(dòng)頻繁時(shí)較易脫落，影響密封壽命。

（3）使用發(fā)泡材料進(jìn)行密封。發(fā)泡材料可現(xiàn)車灌注于各種尺寸的上線口，但現(xiàn)車膨脹發(fā)泡，受障礙物影響，部分空間未填充滿，密封性較差。

（4）使用雙組份聚氨酯密封膠密封。該種方案可應(yīng)用于各種尺寸的上線口，強(qiáng)度高、密封性好，應(yīng)用較普遍。但雙組份聚氨酯密封膠，固化后硬度較高，難以拆除，后續(xù)檢修加改費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

針對(duì)現(xiàn)有各種密封方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本文介紹了一種優(yōu)化后的密封方案，使用少量不干膩?zhàn)犹钤谏暇€口底部，起到托底作用，然后，使用雙組份膠槍向上線口灌注雙組份硅酮密封膠。待密封膠完全固化后，從上線口下方拆除外露部分的不干膩?zhàn)?。該方案成本較低，既能滿足貫通部位的密封性，又能避免列車運(yùn)行過程中不干膩?zhàn)用撀?，還能滿足列車檢修時(shí)快速拆除密封膠的要求。兼顧了經(jīng)濟(jì)性、安全性、密封性和易拆卸性的使用要求。

2 試驗(yàn)過程

2.1 試驗(yàn)材料

動(dòng)車組現(xiàn)車用線纜、現(xiàn)車用不干膩?zhàn)印⒛承吞?hào)雙組份硅酮密封膠、鋁合金貫通件。

2.2 試驗(yàn)過程

（1）制作試驗(yàn)樣件及模擬工況驗(yàn)證分析。模擬動(dòng)車組上線口安裝結(jié)構(gòu)，將線纜穿過鋁合金貫通件，使用少量不干膩?zhàn)臃庾′X合金貫通件底部，并與線纜緊密結(jié)合，無明顯縫隙。按雙組份硅酮密封膠產(chǎn)品說明書規(guī)定的混合比例混合均勻后，緩慢、勻速地灌注于貫通部位。同時(shí)，測(cè)量并記錄該過程的溫度，記錄雙組份混合和固化過程的中的最高溫度。觀察和記錄密封膠表干和可操作時(shí)間、完全固化時(shí)間。密封膠固化7天后，進(jìn)行破壞試驗(yàn)，對(duì)比電線與密封膠內(nèi)部的黏接強(qiáng)度以及密封膠去除的難以程度。記錄試驗(yàn)結(jié)果。

該密封膠固化過程貫通部位最高溫度32℃，未釋放大量熱量。密封膠可操作時(shí)間12min，表干時(shí)間35min，完全固化時(shí)間24h，性能滿足現(xiàn)車施工工藝要求。密封膠固化7天后，進(jìn)行破壞試驗(yàn)，模擬現(xiàn)車動(dòng)線場(chǎng)景晃動(dòng)線纜時(shí)，線纜與密封膠黏接牢固，未開裂，見圖1。模擬檢修時(shí)拆線場(chǎng)景，用拆線工具可以輕松去除密封膠，實(shí)現(xiàn)線纜和密封膠的分離，且不損傷線纜，見圖2。

圖1 模擬現(xiàn)車動(dòng)線效果圖

圖2 模擬檢修時(shí)拆線效果圖

（2）密封膠阻燃及環(huán)保性能驗(yàn)證。根據(jù)第三方檢測(cè)報(bào)告，該密封膠阻燃性能符合TB/T 3237動(dòng)車組用內(nèi)裝材料阻燃技術(shù)條件，環(huán)保性能符合TB/T 3139機(jī)車車輛內(nèi)裝材料及室內(nèi)空氣有害物質(zhì)限量，檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 雙組份硅酮密封膠環(huán)保性能

（3）密封膠其他物理化學(xué)性能驗(yàn)證。參考相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合密封膠實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，制定以下測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，委托第三方進(jìn)行性能測(cè)定，具體試驗(yàn)方法如下：

①體積電阻率測(cè)定：按照GB/T 1410執(zhí)行。

②剪切強(qiáng)度的測(cè)定：按照GB/T 7124的規(guī)定進(jìn)行，被粘接材料為鋁。涂膠前，樣板用砂紙打磨除去表面氧化膜，用清潔劑或溶劑清潔除油，并晾干，在無油、干凈、干燥的表面涂膠。樣板厚度2mm，膠層厚度3mm，以恒速拉伸，拉伸速度為18mm/min。每種樣品平行試驗(yàn)至少5次，取其平均值。

③拉伸強(qiáng)度和斷裂延伸率的測(cè)定：按照GB/T 528執(zhí)行。

④耐水性測(cè)定：用剪切強(qiáng)度值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條件的變化率表示。剪切試樣制備后在標(biāo)準(zhǔn)條件下固化7天，然后，放入40℃±2℃的去離子水中168h，取出沖凈，擦干，立即按照GB/T 7124給定的方法進(jìn)行測(cè)量，每種樣品平行試樣至少5個(gè)，其平均值與標(biāo)準(zhǔn)條件下7天的剪切強(qiáng)度進(jìn)行比較，求其百分比。

⑤耐化學(xué)介質(zhì)性測(cè)定：用shore A硬度表示。選用的試驗(yàn)介質(zhì)為10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸溶液、10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）氫氧化鈉溶液、無水乙醇。試驗(yàn)方法是，制備厚度為10mm±1（完全固化后）的試樣在標(biāo)準(zhǔn)條件下固化7天，然后放入23℃±2℃下不同化學(xué)介質(zhì)溶液中168h，取出沖凈，擦干，立即按照GB/T 531.1測(cè)量shore A硬度，每種介質(zhì)平行試樣至少5個(gè)。

⑥耐冷熱濕性測(cè)定：用剪切強(qiáng)度值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條件的變化率表示。試驗(yàn)方法是，試樣制備后在標(biāo)準(zhǔn)條件下固化7天，然后放入23℃±2℃的水中7天，80℃±2℃環(huán)境中24h，標(biāo)準(zhǔn)條件下2h，70℃±2℃飽和濕度下7天，標(biāo)準(zhǔn)條件下2h，-30℃±2℃下24h，標(biāo)準(zhǔn)條件下2h后按照GB/T 7124給定的方法測(cè)定剪切強(qiáng)度。每種樣品平行試樣至少5個(gè)，其平均值與標(biāo)準(zhǔn)條件下的剪切強(qiáng)度進(jìn)行比較，中間各環(huán)節(jié)只進(jìn)行外觀檢查，并記錄有無裂紋產(chǎn)生。

根據(jù)第三方檢測(cè)報(bào)告，該密封膠的物理化學(xué)性能均滿足表2中的指標(biāo)要求。

表2 雙組份硅酮密封膠物理化學(xué)性能

（4）裝車驗(yàn)證及運(yùn)營(yíng)考核。通過制作試驗(yàn)樣件、模擬工況驗(yàn)證分析，以及密封膠阻燃性能、環(huán)保性能、物理化學(xué)性能等方面的第三方檢測(cè)驗(yàn)證，該密封膠以及該密封方案滿足小批量裝車應(yīng)用的要求。下一步將該密封方案在五級(jí)修動(dòng)車組2117列14車上進(jìn)行為期3個(gè)月的裝車驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果良好，貫通部位密封良好，未出現(xiàn)密封膠開裂、融化、脫落等現(xiàn)象。說明該密封方案初步滿足現(xiàn)車施工工藝以及動(dòng)車組零部件性能要求。后續(xù)又分別在高級(jí)修動(dòng)車組2536、2065、2070、2515、2093等5列車進(jìn)行50萬公里運(yùn)營(yíng)考核，考核結(jié)果均合格。充分驗(yàn)證了該密封方案的可靠性。后期有望在新造和檢修動(dòng)車組上全面裝車應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合目前動(dòng)車組上線口各種密封方法的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了一種優(yōu)化后的密封方案，使用少量不干膩?zhàn)犹钤谏暇€口底部，起到托底作用，然后，使用雙組份膠槍向上線口灌注雙組份硅酮密封膠。待密封膠完全固化后，從上線口下方拆除外露部分的不干膩?zhàn)?。該方案成本較低，能滿足現(xiàn)車施工要求以及動(dòng)車組零部件的環(huán)保、阻燃、物理化學(xué)性能要求，經(jīng)過充分的試驗(yàn)驗(yàn)證和裝車運(yùn)營(yíng)考核，后續(xù)有望在新造和檢修動(dòng)車組上全面裝車應(yīng)用。