Электрохимическая коррозия и защита металлических деталей крепежных изделий под действием блуждающего тока
Вопрос 1. Как паразитный ток вызывает электрохимическую коррозию металлических компонентов крепежа?
A1: Когда блуждающий ток течет в землю от рельсов и крепежных элементов, на границе раздела металла-электролита (вода, влажный бетон) образуются коррозионные микро-батарейки. Металлические компоненты в области анода теряют электроны и растворяются в ржавчине, вызывая точечную коррозию, равномерное утончение и растрескивание. Более высокая плотность паразитного тока, более высокая влажность и лучшая проводимость почвы ускоряют скорость коррозии, которая в несколько-десять раз превышает скорость естественной коррозии.
Вопрос 2. Каковы различия в морфологии коррозии и риске выхода из строя зажимов, болтов и гильз?
A2: Зажимы подвергаются воздействию воздуха и подвергаются вибрационным нагрузкам, в основном из-за точечной коррозии и растрескивания. Ямки коррозии вызывают концентрацию напряжений и снижают усталостную прочность, что приводит к коррозионно-усталостному разрушению. Болты подвергаются растягивающим нагрузкам, при этом коррозия возникает на резьбе и поверхностях фитингов, склонна к коррозионному растрескиванию под напряжением и внезапному выходу из строя. Муфты внутри бетона подвергаются равномерной внешней коррозии и расширению, что приводит к ослаблению муфты и растрескиванию шпалы, что является конструкционным разрушением, требующим высокой сложности ремонта.
Вопрос 3. Какие условия окружающей среды на пути значительно ускоряют коррозию от блуждающих токов?
A3: Во-первых, влажные, дождливые и прибрежные районы соляного тумана с высокой проводимостью электролита. Во-вторых, тоннели и подземные участки с плохим дренажем и длительной-сыростью. В-третьих, участки с грязным балластом и порошкообразным раствором, способствующие рассеянию блуждающих токов. В-четвертых, магистральные железные дороги с большой тяговой нагрузкой и высокой плотностью движения. В-пятых, участки со стареющей и поврежденной изоляцией путей, что приводит к ухудшению обратного тока и увеличению паразитных токов.
Вопрос 4. Почему коррозионная усталость более губительна для срока службы крепежа, чем чистая электрохимическая коррозия?
A4: Чистая коррозия приводит только к потере материала с относительно медленным сокращением срока службы; Коррозионная усталость возникает в результате сочетания агрессивной среды и знакопеременного вибрационного напряжения. Коррозия образует ямы как источники трещин; знакопеременное напряжение ускоряет распространение трещин; Продукты коррозии вклиниваются в кончики трещин, что еще больше ускоряет растрескивание. Таким образом, коррозионно-усталостное разрушение часто не имеет очевидных признаков и имеет гораздо более короткий цикл разрушения, что представляет внезапную угрозу безопасности дорожного движения.
Вопрос 5: Как построить полную систему защиты с точки зрения проектирования, материалов и эксплуатации?
A5: При проектировании усилить систему противотока тяги, оптимизировать проводку, улучшить изоляцию путей и установить дренажные устройства для уменьшения паразитного тока. В качестве материала используйте горячее-оцинкование, покрытие Dacromet и другие долговременные-анти-коррозионные покрытия для зажимов и болтов; используйте втулки из нержавеющей стали или анти-коррозионной защиты. В процессе эксплуатации регулярно отслеживайте потенциал земли и плотность блуждающего тока; проверить коррозию и заменить сильно проржавевшие компоненты; отремонтируйте поврежденную изоляцию, очистите балласт и поддерживайте дренаж для предотвращения электрохимической коррозии.