Galvaaniline korrosioonikaitse disain rööbastele ja kinnitussüsteemidele
Miks tekib siinide ja poltide vahel galvaaniline korrosioon?
Rööpad on enamasti valmistatud süsinikterasest või madala{0}}legeeritud terasest, poldid aga ülitugevast legeerterasest. Kahel materjalil on erinevad elektroodide potentsiaalid, moodustades galvaanilise elemendi elektrolüütide keskkondades, nagu niiskus ja sool. Rööbastel on madalam elektroodipotentsiaal, need toimivad anoodidena ja läbivad oksüdatiivset korrosiooni (roostetamine); poltide potentsiaal on suurem, kuna need toimivad katoodidena,{4}}kuigi need on ise vähem söövitavad, kiirendavad nad anoodi (rööpa) korrosiooni. Galvaaniline korrosioon nõuab kolme tingimust: materjali potentsiaalide erinevus, elektrolüütide keskkond (nt vihmavesi, pinnase niiskus) ja metallidevaheline elektriühendus. Rajad on väljas pikaajaliselt eksponeeritud-; õhus leiduv vihmavesi ja sool moodustavad elektrolüütkile, võimaldades galvaanilist korrosiooni. See korrosioon kahjustab rööpa{11}poltühendusi, vähendab ühenduse tugevust ja kujutab isegi ohtu.
Millised on galvaanilise korrosiooni peamised ohud rööbasteesüsteemidele?
Galvaaniline korrosioon põhjustab roostet rööpapoltide aukude ümber, laiendab avasid ja suurendab poltide ja rööbaste vahelist vahekaugust, mis põhjustab ühenduste lõtvumist ja rööbastee stabiilsuse vähenemist. Tugev korrosioon nõrgendab rööpa ristlõike tugevust-, muutes rööpad koormuse all pragude tekkeks ja lühendades kasutusiga. Kuigi poldid on katoodid, lagunevad nende pinnakatted pikaajalise-korrosiooni tõttu, käivitades poltide rooste ja vähendades eelkoormust. Galvaaniline korrosioon kahjustab ka rööbastee ahela juhtivust, häirides signaali edastamist ja põhjustades ebanormaalset rongi töö juhtimist. Ranniku- ja niisketes piirkondades kiireneb galvaaniline korrosioon, mis võib vähendada komponentide eluiga üle 50% ja tõsta oluliselt hoolduskulusid.
Kuidas vähendada galvaanilist korrosiooni läbi materjalide sobitamise?
Põhiprintsiip on valida sarnase elektroodipotentsiaaliga materjalikombinatsioonid, et minimeerida potentsiaalide erinevust. Näiteks kui rööpad kasutavad U71MnG süsinikterast, saab poldid potentsiaalsete erinevuste vähendamiseks siduda sama tüüpi madala-legeeritud terasest poltidega. Vältige otsest kontakti roostevabast terasest poltide ja tavaliste süsinikterasest siinide vahel-nende suur potentsiaalide erinevus põhjustab tõsist galvaanilist korrosiooni. Kui roostevabast terasest poldid on vajalikud, kasutage austeniitse roostevaba terase asemel martensiitsest roostevaba terast (potentsiaali poolest lähedasem süsinikterasele). Raske-veoraudtee võib kasutada korrosioonikindlast-sulamist polte, mis sobivad rööbaste potentsiaali poolest paremini kokku, pakkudes samas suuremat tugevust. Materjali valikul võetakse arvesse ka keskkonnategureid: rannikualad eelistavad rohkem korrosioonikindlaid{10}kombinatsioone, et galvaanilist korrosiooni veelgi pidurdada.
Millist rolli mängib isolatsioonikaitse galvaanilise korrosiooni vältimises?
Isolatsioonikaitse pärsib põhimõtteliselt galvaanilist korrosiooni, blokeerides elektriühendused rööbaste ja kinnitusdetailide vahel, häirides galvaaniliste elementide moodustumist. Levinud isolatsioonikomponentide hulka kuuluvad isoleerivad gabariidiplokid, isolatsioonipadjad ja isolatsiooniseibid, mis on paigaldatud siinide ja poltide/pressimisplaatide vahele. Isolatsiooniseibid on tavaliselt valmistatud kõrge -tugevast nailonist või epoksüvaigust, mille isolatsioonitakistus on suurem või võrdne 1 × 10⁸Ω, blokeerides tõhusalt voolujuhtivuse. Isoleerivad gabariidiplokid ei paku mitte ainult isolatsiooni, vaid reguleerivad ka gabariidi, mis teenib kahte eesmärki. Elektrifitseeritud raudteedel takistab isolatsioonikaitse hajuvooludel galvaanilist korrosiooni kiirendamast, tagades samal ajal rööbasahela normaalse töö. Isolatsioonikaitse on kulutõhus-ja tõhus, muutudes rööbasteesüsteemide galvaanilise korrosiooni vältimise peamiseks meetodiks.
Millised on galvaanilise korrosioonikaitse disaini erinevused erinevates keskkondades?
Rannikuala soolapihustuskeskkondades täiustatakse lisaks isolatsioonikaitsele ka komponentide -korrosioonivastaseid katteid (nt kuumtsinkimine + tihenduskate), et suurendada soolapihustuskindlust. Kuivadel sisemaal saab kaitset lihtsustada-, keskendudes kulude vähendamiseks isoleerivatele seibidele + tavalistele-korrosioonivastastele katetele. Niisketes ja vihmastes piirkondades tugevdatakse isolatsioonikomponentide tihendit, et vältida niiskuse imbumist ja säilitada isolatsiooni efektiivsus. Alpide piirkondades kasutatakse isolatsioonimaterjalides madalal temperatuuril muudetud variante, et vältida külma haprust ja isolatsiooni purunemist. Elektrifitseeritud raudteed vajavad kõrgeid-isolatsioonikomponente (isolatsioonitakistus 1 × 10¹⁰Ω või suurem), suurendades samal ajal hajuvoolu äravoolu, et vähendada voolu{16}}kiirenenud korrosiooni.