地铁车辆环保性能研究及探讨

樊双怀,杨林,赵思静

中车成都机车车辆有限公司  技术中心  四川 成都 610051

摘要：本文针对目前地铁车辆环保性能及其执行标准进行阐述，介绍国内地铁车辆环保性能现状，并对比欧盟相关行业环保性能要求，提出对国内地铁车辆环保性能实施建议。

关键词：地铁车辆；环保性能；有害物质

0 引言

近年来，轨道交通车辆发展迅速，人们物质生活水平提高，对乘车的安全性及健康性关注度提高，尤其关注车内空气质量。列车在设计制造过程中为了满足性能及舒适性等需求采用了大量的装饰及保温材料，这些材料有可能散发甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质。此外，在国内轨道交通产业“走出去”的大环境下，国内轨道交通产品正走出国门，但也面临在出口订单中关于车辆环保性能是否满足目的国法律法规要求的风险。

1 国内轨道车辆环保性能现状分析

目前国内轨道车辆环保性能执行标准为TB/T 3139-2021《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》，TB/T 3139-2021的出台，可以通过检测的方式量化机车车辆内空气有害物质，并加以限制。

2 轨道车辆环保性能欧盟法规符合性研究

在车辆环保方面，欧洲没有类似于TB/T3139的标准。环保政策在欧洲是作为法律法规来颁布的。欧盟的环保政策不单独针对于某个行业，而是所有行业领域都应该严格遵守。作为代表铁路供应产业利益的国际性行业协会，欧洲铁路行业协会（UNIFE）根据已颁布的法律法规，在轨道交通行业制定了具有可执行性的控制体系。

欧盟的法律法规不单单针对非金属材料，而是包含金属材料在内的整个轨道交通产业链。欧盟体系中关于环保性能法律法规主要为：REACH（化学物质的注册、评估和授权），CLP（物质和化合物的分类、表示和包装），WEEE，and ROHS。

欧洲铁路行业协会和德国铁路工业协会共同开发了机车车辆环保性能限制物质清单，这个清单显示了限制物质在各控制领域的适用性。机车车辆环保性能限制物质清单提供了一个应用于轨道交通行业全面并精确的限制物质和申报化学物质清单，但是不包括申报参考清单。这个清单对限制物质进行了分类，并且进一步指出在哪些领域这些限制是必须要考虑的。

3 顶层指标分析

新造车车内空气有害物质浓度符合《TB/T 3139-2021机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》的要求：

甲醛检测值不大于0.1mg/m3；

TVOC检测值不大于0.6mg/m3。

4 车辆环保管控

为提升车内空气质量，打造绿色环保的车辆，以全链条管控为目标，制定零部件管控清单，对内装非金属材料、部件的环保性能进行严格管控，并在部件生产制造过程中提出通风晾晒要求，除执行TB/T 3139-2021《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》标准以外，增加总有机挥发物（TVOC）的管控，确保车内环保水平优于环保标准要求。管控原则：源头管控，主动释放，持续跟进，常态平衡。

4.1 总体管控要求

1）车内所有使用油漆的零部件，必须使用水性油漆。

2）对于车内非金属材料和部件，应从材料用量、制造工艺、后处理（包括防止运输过程中的二次污染）等几方面实施气态有机挥发物（TVOC）的管控，使所有部件的环保性能在装车前均能达到一个优良的水平。

3）所有的部件必须在指标满足技术要求、晾放时间满足规定要求时间的前提下，才准许进厂，相关证明文件须签字确认。

4）供应商提交环保报告清单：原材料及部件TB/T 3139测试报告，成品部件袋氏法TVOC测试报告，原材料禁限用物质测试报告。

5)尽可能的使用金属件或其他环保材料。

4.2 管控措施

整车车内空气管控按照图1进行管控。

图1 车内空气管控流程图

有害物质限量测试方法除按TB/T 3139执行，增加TVOC测试，测试方法按照袋子法进行测试。袋子法：将待测样品装入一定规格的氟塑料（例如：聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯-六氟丙烯共聚物）采样袋中，充入一定体积的氮气后密封，在给定的温度条件下加热一定时间，然后采集袋内气体用于分析的试验方法。

4.2.1 材料及部件管控

车内非金属材料包括玻璃钢制品（喷漆）、铝制品（覆膜/喷涂）、铝蜂窝覆膜（覆膜）、其他复合板、地板布、电线电缆的防护品（塑料）、帘布、三元乙丙橡胶（条）、地板支撑等用减振材料或件、电线电缆用防护编织网或套管（橡胶）、碳纤维、纤维棉、发泡类、胶粘剂。涂料、零部件包括风道、座椅（含座椅蒙面布）、电线电缆（1800V，185M）、司机室操纵台。

部件管控措施主要包括但不限于以下几部分内容：

内装材料/部件有机挥发物来源识别。

结合该部件在以往车辆上运用后的环保水平，从部件的组成成分和用量上确定该部件中有机挥发物的主要来源，编制有机挥发物来源识别表。

原材料管控（选型和处理）

根据有机挥发物来源识别表进行原材料选型，车内非金属部件主要原材料在选型的时候，其环保性能须满足TB/T 3139标准要求，对于原材料，厂家在TB/T 3139标准的基础上，也可根据材料特性和工艺制造等其他因素，自行进行TVOC管控。

工艺过程管控（胶粘剂用量管控、加温烘烤）

车内部件制造过程的环保管控主要考虑两方面：一是不被二次污染，这就要求制造车间的环境不存在污染源；二是用量控制，尤其是胶粘剂和油漆涂料的使用，须严格按照工艺文件执行。

后处理管控（成品加热烘烤、凉放凉置）以及测试限值要求等

产品完成制造后，在供货前应进行专门处理，加速有机挥发物提前释放。执行要求如下：

1）所有部件完成组装后均要进行高温烘烤处理（除电线电缆外）。

2）所有部件高温烘烤处理后均要进行通风晾晒处理，通风晾晒时间不小于5天（电线电缆通风时间不小于一个月）。

3）其中玻璃钢制品、座椅、电线电缆、地板布等需要重点关注，座椅发泡在烘烤过程中需滚压排气。

4）包装运输过程中禁防二次污染。

5）本部分内容是部件装车前重点处理过程。

材料测试

部件完成环保管控后，需要提交相应测试报告，主要包括以下几部分：

1）原材料及部件TB/T 3139测试报告，按照最新版执行。备注：由多种材料组成的，按成品测试提交报告。

2）成品部件袋式法TVOC测试报告。

3）原材料禁限用物质测试按TB/T 3139提交测试报告。

4.2.2 车辆制造工序的管控

结合制造工序特点及所安装材料、零部件的暴露情况，明确整车制造工序（图2）及其管控措施，见表3所示。

图2 整车管控的重点制造工序示意图

表3空气质量过程管控要求

工序		管控措施	技术要求
涂装工序		烘干干燥	室温下，通风干燥至少16h；或 涂装底漆、中涂、面漆完成后，（40～80）℃加热烘干至少2h，再自然通风干燥。
组装工序	车窗粘接	通风	夏季安装过程中使用通风设备进行通风； 安装完成后，通风时间不少于2h。
	地板安装
	风道安装
	防寒材
	端墙板/间壁/顶板安装
	地板布粘接	通风	地板布粘接前，将地板布至少提前5 h展开通风放置； 密封胶固化后清洁地板布表面，使用通风设备进行通风，通风时间不少于4 h。
	防护完成	拆除防护	组装工序作业完成单车交检前拆除防护材料，仅将地板布防护革保留至动调工序后拆除。
调试工序	单调工序	加热通风	专用设备加热，车内温度（45～60）℃，处理时间不小于24 h（每加热6 h通风一次，通风时间2 h）。
	列调工序	加热通风	空调加热，车内温度（35～40）℃下加热（2～4） h，通风2 h，循环次数（3～5） 次。

4.2.3 车辆运用阶段管控

结合车辆整车日常检修进行车辆通风，散发内部有害物质。

5 整车环保测试

整车制作完成后，进行整车环保测试，并出具试验报告。

试验工况：采样前车辆按照“12+2”模式封车，即：试验车辆在自然状态下关闭车窗、车门，封车12小时，再开启空调（置自动运行位，目标温度为24℃±2℃），2小时后进行采样测试，采样温度不能低于16℃。

6 结束语

本文以轨道交通环保性能为研究对象，通过对地铁车辆整车环保进行研究管控，为其它轨道交通车辆整车环保提供经验借鉴。