Технология модификации-старения и гарантия длительного-сервисного обслуживания подушек рельсовых путей
Каковы основные типы старения и факторы, влияющие на под-подушки?
К основным типам старения под-подрельсовых прокладок относятся:термическое-окислительное старение, ультрафиолетовое старение и усталостное старение. Эти три типа старения взаимодействуют друг с другом и вместе ускоряют снижение производительности колодок. Термическое-окислительное старение — это реакция окисления между молекулярными цепями каучука и кислородом в условиях высоких-температур, приводящая к разрыву или сшиванию молекулярных цепей, что делает колодки твердыми и хрупкими. Летом в периоды высоких-температур температура на трассе может достигать более 60 градусов, что значительно ускоряет скорость термического-окислительного старения. Ультрафиолетовое старение вызвано ультрафиолетовым излучением солнечного света. Ультрафиолетовые лучи обладают высокой энергией, которая разрушает химические связи молекул резины, что приводит к мелению и растрескиванию поверхности колодки. Ультрафиолетовое старение является более серьезным, особенно в открытых линиях без укрытия. Усталостное старение заключается в том, что внутри подушки под многократным действием поездных нагрузок образуются микротрещины, а постоянное расширение трещин приводит к структурным повреждениям подушки. Влияние нагрузки на тяжелые-магистральные линии велико, а скорость усталостного старения намного выше, чем у обычных-скоростных линий. Факторы, влияющие на старение, также включают влажность окружающей среды, кислотно-щелочные среды и т. д. Влажная среда способствует реакциям окисления, а кислотно-щелочные среды, такие как кислотные дожди, разъедают поверхность колодки и еще больше ускоряют процесс старения. Совокупное действие этих факторов сократит срок службы обычных под-подрельсовых подушек до 5-8 лет.
Каковы основные типы присадок и механизмы действия противо-модификации под-подрельсовых подкладок?
Основные типы добавок для-модификации старения под-подрельсовых прокладок включают в себяантиоксиданты, ультрафиолетовые стабилизаторы и средства против-старения. Эти три типа присадок работают синергетически, комплексно замедляя процесс старения колодок. Антиоксиданты в основном выбирают сложную систему затрудненных фенолов и фосфитов. Затрудненные фенольные антиоксиданты могут захватывать свободные радикалы, образующиеся в результате реакций окисления, прерывать цепную реакцию окисления и предотвращать разрыв молекулярных цепей каучука; фосфитные антиоксиданты могут разлагать пероксиды, образующиеся в результате реакций окисления. Совместное использование этих двух материалов может увеличить срок службы термо-окислительного старения более чем в 3 раза. Стабилизаторы ультрафиолета делятся на поглотители ультрафиолета и гасители ультрафиолета. Поглотители ультрафиолетовых лучей могут поглощать энергию ультрафиолетовых лучей и преобразовывать ее в тепловую энергию для рассеивания, предотвращая повреждение молекулярной структуры резины ультрафиолетовыми лучами; тушители могут погасить возбужденное состояние молекул каучука, возбужденное ультрафиолетовыми лучами до основного состояния, уменьшая повреждение молекулярной цепи. Совместное использование этих двух веществ может повысить устойчивость к ультрафиолетовому старению на 40%. В качестве средств против-старения выбираются нафтиламиновые и хинолиновые продукты, которые могут ингибировать усталостное старение резины. Их молекулы способны адсорбироваться на активных центрах молекул резины, предотвращать возникновение и расширение микротрещин, а также значительно повышать усталостную прочность колодок. Количество добавляемых добавок должно строго контролироваться: количество добавляемых антиоксидантов составляет 1,5%-2,5%, количество добавляемых ультрафиолетовых стабилизаторов - 2%-3%, количество добавляемых омолаживающих средств - 1%-1,5%. Чрезмерное добавление приведет к ненормальному модулю упругости колодок и повлияет на эффект снижения вибрации.
Каковы меры по оптимизации процесса для противо-модификации под-подрельсовых подкладок?
Меры по оптимизации процесса для-модификации под-подрельсовых подушек в основном сосредоточены на трех ключевых звеньях:процесс смешивания, процесс вулканизации и процесс последующей-обработки. За счет точного контроля параметров процесса обеспечивается равномерное диспергирование добавок и улучшается эффект модификации. Процесс смешивания принимаетметод сегментированного смешивания. Сначала поместите резиновую основу во внутренний миксер и перемешайте при температуре 80-90 градусов в течение 3-5 минут, чтобы полностью пластифицировать базовый материал; затем добавить антиоксиданты и омолаживающие средства, перемешать при 100-110 градусах в течение 5-7 минут, чтобы обеспечить равномерную дисперсию добавок; наконец, добавьте ультрафиолетовые стабилизаторы, перемешайте при температуре 90-100 градусов в течение 2-3 минут, чтобы избежать разложения и выхода стабилизаторов из строя из-за высокой температуры. Процесс вулканизации принимаетметод градиентной вулканизации. Температура первой-этапа вулканизации составляет 140-145 градусов в течение 8-10 минут для первоначального формирования подушки; температура вулканизации второго-этапа составляет 120-130 градусов в течение 12-15 часов для дальнейшей оптимизации структуры сшивки каучука и улучшения однородности плотности сшивки. Плотность сшивки контролируется на уровне примерно 1,5×10⁻⁴моль/см³, что позволяет сбалансировать эластичность и эффективность против старения. Последующий процесс лечения включает в себяповерхностное напыление защитного слоя, распыление полиуретанового защитного слоя толщиной 5-10 мкм на поверхность колодки, который может изолировать ультрафиолетовые лучи и кислород и дополнительно улучшить устойчивость к атмосферным воздействиям; в то же время,лечение стрессаДля устранения внутренних остаточных напряжений и предотвращения растрескивания, вызванного снятием напряжений во время использования, вулканизированную прокладку помещают в среду с температурой 50 градусов на 24 часа.
Каковы различные требования к -защите от старения под-подрельсовых прокладок в разных климатических регионах?
Экологические различия в разных климатических регионах велики, и требования к-защите от старения под-подрельсовых прокладок также показывают, чтозначительные дифференцированные характеристики, при этом основная задача – соответствовать доминирующим факторам старения в регионе. Преобладающими факторами старения в регионах с высокими-температурами и засушливыми регионами (например, на северо-западе страны) являются термическое-окислительное старение и сильное ультрафиолетовое излучение. Требуется, чтобы срок термического-окислительного старения колодки был больше или равен 15 годам, а скорость изменения модуля упругости после ультрафиолетового старения была меньше или равна 10%. Необходимо сосредоточиться на увеличении количества добавляемых антиоксидантов и стабилизаторов ультрафиолета, а также использовать темные защитные покрытия для уменьшения поглощения ультрафиолета. Преобладающими факторами старения в регионах с высокой-влажностью и дождливыми дождями (например, на южном побережье Китая) являются влажное-тепловое старение и эрозия плесени. Требуется, чтобы стойкость колодки к влажному-тепловому старению была не менее 1000 часов, а класс устойчивости к плесени достигал класса 0. Необходимо добавить ингибиторы плесени и оптимизировать процесс вулканизации, чтобы улучшить плотность сшивки и предотвратить проникновение влаги во внутреннюю часть резины. Преобладающими факторами старения в альпийских регионах (например, в трех северо-восточных провинциях) являются низкотемпературное охрупчивание и циклическое старение при замораживании-оттаивании. Требуется, чтобы ударная вязкость подушки при -40 градусах была больше или равна 15 кДж/м² и чтобы после 100 циклов замораживания-оттаивания не было трещин (-40 градусов -20 градусов). Необходимо выбрать морозостойкие-резиновые основы и добавить пластификаторы для повышения эластичности при низких-температурах. Доминирующими факторами старения в регионах плато с сильным ультрафиолетовым излучением (таких как Цинхай-Тибетское нагорье) являются сильное ультрафиолетовое излучение и старение под низким-давлением. Требуется, чтобы степень защиты колодки от ультрафиолета была больше или равна 80%, а скорость термоокислительного старения в средах низкого давления снижалась на 50%. Необходимо использовать ультрафиолетовые стабилизаторы с высоким содержанием и плотные сшивающие структуры, чтобы противостоять двойному воздействию сильного ультрафиолетового излучения и низкого давления.
Каковы методы обнаружения и стандарты приемки для защиты от-старения под-подрельсовых подушек?
Методы обнаружения-защиты от старения под-подушек включают три категории:испытание на ускоренное старение, испытание на естественное воздействие и испытание на механические свойства. Стандарты приемки должны соответствовать стандартам TB/T 2626-2018 для железных дорог в соответствии с-стандартами железнодорожных подушек. Испытание на ускоренное старение — это основной метод обнаружения, включающий термическое-окислительное ускоренное старение и ускоренное ультрафиолетовое старение. Термическое-ускоренное окислительное старение проводится в соответствии со стандартом GB/T 3512, старение в среде горячего воздуха при температуре 100 градусов в течение 72 часов, проверка скорости изменения прочности на разрыв и удлинения при разрыве до и после старения, требующая скорости изменения менее или равной 20 %; Ускоренное ультрафиолетовое старение проводится в соответствии со стандартом GB/T 16422.3, старение под воздействием ультрафиолетовой лампы в течение 1000 часов, не требующее меления или растрескивания поверхности, а скорость изменения модуля упругости меньше или равна 15%. Испытание на естественное воздействие выбирает места воздействия в типичных климатических регионах, подвергает образцы колодок воздействию в течение 2 лет и регулярно выявляет изменения в характеристиках, требуя, чтобы уровень снижения вибрации сохранялся через 2 года, превышающий или равный 80%. Испытания механических свойств включают испытание на твердость, испытание на растяжение и испытание на удар после старения с изменением твердости по Шору менее или равным 5 градусам, коэффициентом сохранения прочности на разрыв более или равным 80 % и ударной вязкостью при -40 градусах более или равной 10 кДж/м². Стандарт приемки предусматривает, что уровень квалификации обнаружения антивозрастных характеристик должен достигать 100%, а соотношение выборки составляет 3 группы образцов на партию, 5 штук на группу. Если одна деталь не соответствует стандарту, антивозрастные характеристики партии колодок признаются неудовлетворительными и ее использование запрещено.