Композитный процесс анти-антикоррозионного покрытия болтов и увеличение срока службы во влажной среде
Каковы особенности проектирования трех-слойной структуры композитного процесса анти-коррозионного покрытия болтов?
Трех-структура композитного анти-коррозионного покрытия болта включает цинк-алюминиевое покрытие, уплотнительный слой и смазочный слой, каждый из которых выполняет различные функции и требует плотного соединения. Цинк-алюминиевое покрытие представляет собой основной анти-коррозионный слой, смешанный с цинковым порошком и алюминиевым порошком в соотношении 7:3, нанесенный методом термического напыления, толщина которого контролируется на уровне 80-100 мкм. Эффект катодной защиты цинк-алюминиевого сплава может предотвратить ржавление основы болта. Уплотняющий слой изготовлен из эпоксидной смолы толщиной 10-15 мкм, нанесенной на поверхность цинк-алюминиевого покрытия, которое может изолировать водяной пар и кислород и избежать разрушения цинк-алюминиевого покрытия вследствие окисления. Смазочный слой изготовлен из политетрафторэтилена толщиной 5-8 мкм, нанесенного на поверхность уплотнительного слоя, что позволяет не только снизить коэффициент трения при затяжке болтов, но и дополнительно улучшить антикоррозионный эффект. Общая толщина трех слоев покрытия должна составлять 100–120 мкм; чрезмерная толщина повлияет на точность посадки резьбы болта, а недостаточная толщина не может обеспечить идеальный антикоррозионный эффект. Прочность связи между покрытиями должна быть больше или равна 5 МПа, чтобы гарантировать, что покрытие не отпадет при длительной вибрационной нагрузке.
Каковы различия в анти-коррозионных характеристиках болтов с композитным покрытием и одинарных оцинкованных болтов?
Различия в анти-коррозионных характеристиках между болтами с композитным покрытием и одинарными оцинкованными болтами в основном отражаются в трех аспектах: устойчивость к солевому туману, срок службы и устойчивость к трению. Болты с композитным покрытием могут выдерживать испытания в солевом тумане в течение более 3000 часов без вздутий и отслаивания покрытия, в то время как одиночные оцинкованные болты могут выдерживать солевой туман только около 1000 часов, после чего появится явная ржавчина. Во влажной среде балласта срок службы болтов с композитным покрытием может достигать более 20 лет, что в 2-3 раза больше, чем у одиночных оцинкованных болтов, что значительно снижает частоту замены болтов. Коэффициент трения болтов с композитным покрытием стабилен в пределах 0,12-0,15, а отклонение предварительной нагрузки во время затяжки невелико, в то время как на коэффициент трения одиночных оцинкованных болтов легко влияет влажность окружающей среды, при этом отклонение более 0,05 приводит к нестабильной предварительной нагрузке. Кроме того, болты с композитным покрытием обладают лучшей устойчивостью к кислотам и щелочам, а скорость коррозии в районах с частыми кислотными дождями составляет всего 1/5 от скорости одиночных оцинкованных болтов.
Каковы требования к адаптации болтов с композитным покрытием для различных влажных сред?
Требования адаптации болтов с композитным покрытием для различных влажных сред являются ключевыми для регулирования толщины покрытия и соотношения материалов. Прибрежная среда с высокой-солевой влажностью вызывает сильнейшую коррозию, поэтому необходимо увеличить толщину цинк-алюминиевого покрытия до 100 мкм, использовать в качестве герметизирующего слоя-фенольную эпоксидную смолу, устойчивую к солевому туману, а толщину смазочного слоя увеличить до 8 мкм, чтобы обеспечить устойчивость к солевому туману не менее 3500 часов. Коррозия во влажной и дождливой среде внутри страны является вторичной; Толщина цинкового -алюминиевого покрытия составляет 80 мкм, в качестве уплотнительного слоя используется обычная эпоксидная смола, а толщина смазочного слоя составляет 5 мкм, что соответствует требованию стойкости к солевому туману, превышающему или равному 3000 часам. Влажная среда подземного туннеля характеризуется высокой влажностью, но отсутствием прямых солнечных лучей, что требует добавления в герметизирующий слой компонентов фунгицидов, чтобы предотвратить повреждение покрытия плесенью, а толщина цинк-алюминиевого покрытия составляет 90 мкм, что обеспечивает баланс между защитой-коррозии и защитой-плесени. Низкая температура в альпийских влажных условиях повлияет на прочность покрытия, поэтому к цинк--алюминиевому покрытию следует добавить 5 % никелевого порошка, чтобы улучшить противо-стойкость покрытия к хрупкости при низких температурах и избежать осыпания покрытия при низких температурах.
Каковы ключевые точки контроля процесса изготовления болтов с композитным покрытием?
Ключевые моменты управления процессом изготовления болтов с композитным покрытием сосредоточены на предварительной обработке основы и отверждении покрытия. Для предварительной обработки основы болты необходимо сначала подвергнуть дробеструйной-струйной очистке для удаления поверхностной оксидной окалины и масляных пятен, а шероховатость поверхности контролируется на уровне Ra1,6-Ra3,2 мкм, чтобы увеличить площадь контакта между покрытием и подложкой. При термическом напылении цинк-алюминиевого покрытия температура распыления должна контролироваться на уровне 400-450 градусов, а расстояние распыления составляет 150-200 мм, чтобы покрытие было равномерным и не содержало пор. После нанесения герметизирующего слоя его следует отверждать при температуре 120 градусов в течение 30 минут, чтобы полностью сшить эпоксидную смолу и улучшить герметизирующий эффект. После нанесения смазочного слоя его следует отверждать при температуре 80 градусов в течение 20 минут, чтобы избежать разложения политетрафторэтилена из-за высокой температуры. После обработки следует провести испытание на пористость, при этом пористость покрытия должна быть меньше или равна 1%; в противном случае необходимо нанести повторное покрытие герметизирующего слоя. Кроме того, резьбовая часть болта должна быть замаскирована, чтобы покрытие не забивало резьбу и не мешало сборке.
Каковы-меры предосторожности при установке и обслуживании болтов с композитным покрытием на месте?
При установке-болтов с композитным покрытием на месте необходимо уделять особое внимание моменту затяжки и защите покрытия. Для установки необходимо использовать специальный динамометрический ключ, а затяжку следует производить строго в соответствии с расчетным крутящим моментом. Момент затяжки болтов для высокоскоростных-железных дорог составляет 350-400 Н·м, а для тяжеловесных-магистральных железных дорог – 400-450 Н·м во избежание повреждения покрытия из-за чрезмерного крутящего момента. Во время установки запрещается использовать твердые инструменты, такие как щетки из стальной проволоки, для очистки поверхности болта, чтобы не поцарапать покрытие; если на поверхности есть пыль, ее можно протереть чистой тряпкой. После установки на соединение между головкой болта и гайкой следует нанести антикоррозийную смазку для дополнительной изоляции водяных паров. Во время технического обслуживания состояние покрытия следует регулярно проверять с интервалом проверки в 1 год. При возникновении небольших по площади повреждений покрытия их можно устранить специальным ремонтным средством; если площадь повреждения превышает 10%, болт следует своевременно заменить. Кроме того, избегайте контакта болта с сильными кислотами и щелочами во избежание химической коррозии покрытия.