Защита от коррозии систем рельсового скрепления

Почему коррозия крепежных элементов является проблемой безопасности пути

Рельсовые скрепления работают на открытом воздухе, на уровне рельсов, в дождь, соленые брызги, балластную воду и железнодорожные выхлопы. Механизм коррозии электрохимический: влага и хлориды на поверхности стали образуют локальные аноды и катоды, а металл растворяется в ямки и окалину. Последствия для безопасности не являются косметическими. Пружинный зажим, потерявший сечение на 20 процентов, теряет жесткость и силу зажима. Шпилька винта с рифленой резьбой срывается при повторной-затяжке. Накладка или соединительная пластина с корродированными контактными поверхностями перераспределяет нагрузку и может треснуть в отверстиях для болтов. Поскольку крепления -критичны с точки зрения безопасности и их замена в процессе эксплуатации требует больших затрат, защита от коррозии определяется на этапе проектирования, проверяется на производстве и поддерживается в течение всего срока службы линии. Покупатель всегда должен задавать три вопроса: какой процесс, толщина и эффективность солевого-распыления были проверены.

Основные процессы защиты от коррозии

Каждый процесс защиты имеет различную толщину, тип отказа и стоимость, поэтому выбор зависит от компонента, окружающей среды и механических требований. В таблице ниже приведены распространенные варианты зажимов, болтов, гаек, дюбелей и соединительных пластин.

Время солевого-распыления – это типичные значения, указанные в литературе поставщиков покрытий для нейтрального солевого тумана по стандарту ISO 9227; фактическая цифра зависит от толщины и предварительной-обработки. Горячее-оцинкование погружением остается основным выбором, поскольку металлургически связанный слой цинка-железа не может отслаиваться, как краска, а опыт эксплуатации на прибрежных и влажных линиях показывает, что оно обычно продлевает срок службы крепежа в два-четыре раза по сравнению с тонким гальванопокрытием.

Испытание на стойкость к солевому туману и толщину покрытия

Толщина покрытия является единственным наиболее поддающимся проверке показателем уровня защиты, и ее измеряют, а не предполагают. Магнитные методы согласно ISO 2178 подходят для ферромагнитных материалов, таких как пружинные зажимы и болты, и определяют толщину непосредственно с помощью магнитного датчика. Методы вихревых-токов в соответствии с ISO 2360 подходят для не-немагнитных подложек. Гравиметрические методы, взвешивание до и после зачистки, дают лабораторно-калиброванные значения. Общее руководство по измерению толщины пленки краски и покрытия — ISO 2808, а китайский эквивалент толщины пленки — GB/T 13452.2. В крепежных изделиях допуски на резьбу ограничивают толщину покрытия, поскольку толстый слой на резьбе блокирует сборку; Практика ISO 10684 и ISO 965 требует, чтобы покрытие оставалось в пределах зоны допуска, поэтому детали с резьбой часто подвергаются горячему-оцинковке после нарезания резьбы контролируемой толщины. Для приемки измерьте несколько точек на каждый компонент, возьмите среднее значение и проверьте хотя бы минимальную толщину в худшей точке, а не только среднее значение.

Выбор защиты по климату

Экологическая строгость определяет спецификацию. На береговых линиях преобладают переносимые по воздуху отложения хлоридов, а обычная гальванизация может быть незначительной; Практический ответ — указать цинк-алюминиевые чешуйки, диффузионное цинковое покрытие или увеличенную толщину оцинкованной стали, а также добавить поддерживающий режим мойки и осмотра наихудших зон, таких как мосты, железнодорожные переезды и туннели. В жарком-влажном тропическом климате продолжительные влажные сезоны и высокие температуры ускоряют старение покрытия; Обычно применяется толстое-оцинкование или защитное покрытие на соединительных пластинах. В холодных регионах покрытия должны выдерживать лед и противообледенительную соль: цинковые чешуйки и горячее цинкование-погружением дают приемлемые результаты, тогда как хрупкие системы окраски выходят из строя. В условиях пустыни износ приводит к абразивному воздействию песка, а не химикатов, поэтому рекомендуется использовать более твердые покрытия и проводить регулярный осмотр зажимов. Как правило, в суровых атмосферных условиях толщина покрытия увеличивается на 20–30 процентов по сравнению со стандартными требованиями, а категория коррозионной активности должна быть установлена ​​на основе рекомендаций ISO 9223 перед окончательным выбором.

Ремонт и проверка локализованных повреждений

Ни одно покрытие не является постоянным, поэтому процедура ремонта является частью спецификации. При небольших локальных повреждениях, таких как скол на головке болта или потертость ножки зажима, очистите участок, удалите рыхлую ржавчину и нанесите повторно цинк-краску, подходящую для системы; отремонтированная заплата должна соответствовать первоначальным требованиям к адгезии. При наличии корродированной резьбы не -затягивайте повторно болт, сечение резьбы которого заметно уменьшено; замените его. Для пружинных зажимов любая точечная коррозия или потеря сечения в рабочей зоне означает замену, поскольку локализованная коррозия приводит к усталостным трещинам. Сильно корродированные детали-подшипников заменяются, но не подвергаются-ремонту в холодном состоянии. К закаленным крепежным деталям применимо еще одно инженерное предостережение: гальваническое покрытие болтов с классом прочности 10,9 и выше или с твердостью выше примерно 390 HV сопряжено с риском водородного-охрупчивания, а практика ISO 4042 требует отверждения-охрупчивания. Процессы цинкования чешуйками и-горячего погружения позволяют избежать этого класса риска, поэтому их предпочитают для высокопрочных-гусеничных болтов.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Какая толщина горячего-оцинкования типична для рельсовых скреплений?

Для крепежных изделий рабочий диапазон обычно составляет от 40 до 85 мкм в зависимости от размера резьбы и окружающей среды. ISO 10684 и ISO 1461 определяют классы; детали с резьбой должны оставаться в пределах допусков на резьбу, поэтому толщина ограничивается размером резьбы.

Вопрос 2. Почему важно проводить испытания в солевом тумане и какой стандарт применяется?

Испытание в нейтральном солевом тумане по стандарту ISO 9227 является стандартной сравнительной проверкой устойчивости покрытия к хлоридной коррозии. Время до появления красной ржавчины сравнивается с требованиями проекта; это проверочное испытание, а не прогнозирование-срока службы, и его следует сочетать с измерением толщины.

В3: Подходит ли цинковое покрытие для пружинных зажимов?

Да. Цинк-алюминиево-чешуйчатое покрытие в соответствии с ISO 10683 обеспечивает хорошую устойчивость к солевому-распылению, отсутствие риска водородного-охрупчивания и равномерное покрытие, что подходит для пружинных зажимов. На некоторых высокоскоростных-линиях вместо цинкования используется диффузионное покрытие цинком для защиты рабочей зоны пружины.

В4: Как следует измерять толщину покрытия на заводе?

С помощью магнитного толщиномера для стальных компонентов в соответствии со стандартом ISO 2178, с несколькими точками на деталь и регистрацией среднего и минимального значений. Для не-магнитных подложек используется вихретоковый-метод ISO 2360. В лабораторной калибровке используются гравиметрические методы.

Вопрос 5: Каков самый быстрый способ подтвердить соответствие покрытия техническим характеристикам?

Проверьте три вещи: сертификат процесса нанесения покрытия в соответствии с ISO 10684 или указанным стандартом, измеренную толщину детали и отчет о солевом-распылении, если таковой требуется. Все три вместе дают быстрое и обоснованное решение о принятии.

Вопрос 6. Почему высокопрочные-болты не могут быть оцинкованы?

Гальваническое покрытие закаленных болтов может привести к попаданию водорода в сталь и вызвать замедленное разрушение — трещину, которая появляется через несколько часов или дней после установки. ISO 4042 требует прокаливания-, но для классов 10.9 и выше надежным выбором является цинкование чешуйками или горячее-оцинкование погружением, позволяющее избежать поглощения водорода при электролитическом покрытии.