Công nghệ sửa đổi chống lão hóa và-Giải pháp đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho tấm lót đường ray
Các kiểu lão hóa chính và các yếu tố ảnh hưởng của tấm lót dưới{0} ray là gì?
Các loại đệm lót dưới ray-bị lão hóa chính bao gồmlão hóa do nhiệt-oxy hóa, lão hóa do tia cực tím và lão hóa do mệt mỏi. Ba loại lão hóa này tương tác với nhau và cùng nhau đẩy nhanh sự suy giảm hiệu suất của miếng đệm. Lão hóa oxy hóa-do nhiệt đề cập đến phản ứng oxy hóa giữa chuỗi phân tử cao su và oxy trong môi trường-nhiệt độ cao, dẫn đến sự phân cắt hoặc liên kết ngang của chuỗi phân tử, khiến cho miếng đệm cứng và giòn. Nhiệt độ đường đua có thể đạt tới trên 60 độ trong những khoảng thời gian-nhiệt độ cao vào mùa hè, điều này sẽ đẩy nhanh đáng kể tốc độ lão hóa-oxy hóa do nhiệt. Lão hóa tia cực tím là do bức xạ cực tím trong ánh sáng mặt trời. Tia cực tím có năng lượng cao sẽ phá hủy các liên kết hóa học của các phân tử cao su, dẫn đến hiện tượng phấn hóa, nứt nẻ trên bề mặt pad. Đặc biệt ở những nơi thoáng đãng không có nơi trú ẩn, quá trình lão hóa do tia cực tím sẽ nghiêm trọng hơn. Lão hóa do mỏi là các vết nứt nhỏ được tạo ra bên trong tấm đệm dưới tác động lặp đi lặp lại của tải trọng tàu và sự mở rộng liên tục của các vết nứt dẫn đến hư hỏng cấu trúc của tấm đệm. Tác động tải trọng của các đường vận chuyển tải trọng-nặng là rất lớn và tốc độ lão hóa do mỏi nhanh hơn nhiều so với các đường vận chuyển{15}}thông thường. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lão hóa cũng bao gồm độ ẩm môi trường, môi trường bazơ axit, v.v. Môi trường ẩm ướt sẽ thúc đẩy các phản ứng oxy hóa và môi trường bazơ axit chẳng hạn như mưa axit sẽ ăn mòn bề mặt tấm đệm và đẩy nhanh hơn nữa quá trình lão hóa. Tác động tổng hợp của các yếu tố này sẽ rút ngắn tuổi thọ sử dụng của các tấm lót dưới đường ray thông thường xuống còn 5-8 năm.
Các loại phụ gia cốt lõi và cơ chế hoạt động của việc sửa đổi-chống lão hóa cho tấm lót dưới-đường ray là gì?
Các loại phụ gia cốt lõi của việc sửa đổi chống lão hóa-cho tấm lót dưới{1}}đường ray bao gồmchất chống oxy hóa, chất ổn định tia cực tím và chất chống-lão hóa. Ba loại chất phụ gia này phối hợp với nhau để trì hoãn toàn diện quá trình lão hóa của miếng đệm. Các chất chống oxy hóa chủ yếu chọn một hệ thống hợp chất gồm phenol và photphit bị cản trở. Các chất chống oxy hóa phenolic bị cản trở có thể bắt giữ các gốc tự do được tạo ra bởi các phản ứng oxy hóa, làm gián đoạn phản ứng dây chuyền oxy hóa và ngăn chặn sự phân mảnh của chuỗi phân tử cao su; chất chống oxy hóa photphit có thể phân hủy peroxit được tạo ra bởi các phản ứng oxy hóa. Việc sử dụng kết hợp cả hai có thể làm tăng tuổi thọ oxy hóa-do nhiệt lên hơn 3 lần. Chất ổn định tia cực tím được chia thành chất hấp thụ tia cực tím và chất khử tia cực tím. Chất hấp thụ tia cực tím có thể hấp thụ năng lượng của tia cực tím và chuyển hóa thành năng lượng nhiệt để tiêu tán, tránh tia cực tím làm hỏng cấu trúc phân tử cao su; chất khử chất có thể dập tắt trạng thái kích thích của các phân tử cao su bị kích thích bởi tia cực tím về trạng thái cơ bản, làm giảm tổn thương chuỗi phân tử. Việc sử dụng kết hợp cả hai có thể làm tăng khả năng chống lão hóa do tia cực tím lên 40%. Các chất chống lão hóa chọn lọc các sản phẩm naphthylamine và quinoline có thể ức chế quá trình lão hóa do mỏi của cao su. Các phân tử của chúng có thể hấp phụ trên các vị trí hoạt động của phân tử cao su, ngăn chặn sự hình thành và mở rộng các vết nứt vi mô, đồng thời cải thiện đáng kể khả năng chống mỏi của miếng đệm. Lượng phụ gia bổ sung phải được kiểm soát chặt chẽ: lượng bổ sung chất chống oxy hóa là 1,5%-2,5%, lượng bổ sung chất ổn định tia cực tím là 2%-3% và lượng bổ sung chất chống lão hóa là 1%-1,5%. Việc bổ sung quá mức sẽ dẫn đến mô đun đàn hồi bất thường của miếng đệm và ảnh hưởng đến hiệu quả giảm rung.
Các biện pháp tối ưu hóa quy trình để-sửa đổi chống lão hóa của tấm lót dưới{1}}đường ray là gì?
Các biện pháp tối ưu hóa quy trình để-sửa đổi chống lão hóa của tấm lót dưới{1}}đường ray chủ yếu tập trung vào ba liên kết chính:quá trình trộn, quá trình lưu hóa và quá trình-xử lý sau. Bằng cách kiểm soát chính xác các thông số quy trình, đảm bảo sự phân tán đồng đều của các chất phụ gia và cải thiện hiệu quả điều chỉnh. Quá trình trộn thông quaphương pháp trộn phân đoạn. Đầu tiên, cho vật liệu đế cao su vào máy trộn bên trong và trộn ở 80-90 độ trong 3-5 phút để làm dẻo hoàn toàn vật liệu nền; sau đó thêm chất chống oxy hóa và chất chống lão hóa, trộn ở 100-110 độ trong 5 - 7 phút để đảm bảo các chất phụ gia phân tán đồng đều; cuối cùng thêm chất ổn định tia cực tím, trộn ở 90-100 độ trong 2-3 phút để tránh sự phân hủy và hỏng chất ổn định do nhiệt độ cao. Quá trình lưu hóa thông quaphương pháp lưu hóa gradient. Nhiệt độ lưu hóa-giai đoạn đầu tiên là 140-145 độ trong 8-10 phút để tạo thành miếng đệm ban đầu; nhiệt độ lưu hóa ở giai đoạn thứ hai{12}}là 120-130 độ trong 12-15 giờ để tối ưu hóa hơn nữa cấu trúc liên kết ngang của cao su và cải thiện tính đồng nhất của mật độ liên kết ngang. Mật độ liên kết ngang được kiểm soát ở khoảng 1,5×10⁻⁴mol/cm³, có thể cân bằng độ đàn hồi và hiệu quả chống lão hóa. Quá trình xử lý sau bao gồmphun bề mặt lớp bảo vệ, phun một lớp bảo vệ polyurethane có độ dày 5-10μm lên bề mặt tấm đệm, có thể cách ly tia cực tím và oxy, đồng thời cải thiện hơn nữa khả năng chống chịu thời tiết; đồng thời,điều trị giảm căng thẳngđược thực hiện, đặt miếng lưu hóa trong môi trường 50 độ trong 24 giờ để loại bỏ ứng suất dư bên trong và ngăn ngừa nứt do giải phóng ứng suất trong quá trình sử dụng.
Các yêu cầu khác biệt về-hiệu quả chống lão hóa của tấm lót dưới{1}}đường ray ở các vùng khí hậu khác nhau là gì?
Sự khác biệt về môi trường ở các vùng khí hậu khác nhau là rất lớn và các yêu cầu về-hiệu suất chống lão hóa của tấm lót dưới{1}}đường ray cũng cho thấyđặc điểm khác biệt đáng kể, với cốt lõi là phải phù hợp với các yếu tố lão hóa chủ yếu của khu vực. Các yếu tố lão hóa chủ yếu ở các vùng-có nhiệt độ cao và khô cằn (chẳng hạn như vùng nội địa phía tây bắc) là lão hóa-do nhiệt và oxy hóa và bức xạ tia cực tím mạnh. Yêu cầu tuổi thọ lão hóa oxy hóa do nhiệt-của miếng đệm phải lớn hơn hoặc bằng 15 năm và tốc độ thay đổi mô đun đàn hồi sau quá trình lão hóa do tia cực tím phải nhỏ hơn hoặc bằng 10%. Cần tập trung vào việc tăng cường bổ sung lượng chất chống oxy hóa và chất ổn định tia cực tím, đồng thời sử dụng lớp phủ bảo vệ tối màu để giảm sự hấp thụ tia cực tím. Các yếu tố lão hóa chủ yếu ở những vùng có-độ ẩm cao và nhiều mưa (chẳng hạn như bờ biển phía nam Trung Quốc) là lão hóa-nhiệt ẩm ướt và xói mòn do nấm mốc. Yêu cầu khả năng chống lão hóa do nhiệt-ẩm của miếng đệm phải lớn hơn hoặc bằng 1000 giờ và cấp độ chống nấm mốc đạt cấp 0. Cần thêm chất ức chế nấm mốc và tối ưu hóa quá trình lưu hóa để cải thiện mật độ liên kết ngang và ngăn hơi ẩm xâm nhập vào bên trong cao su. Các yếu tố lão hóa chủ yếu ở các vùng núi cao (chẳng hạn như ba tỉnh đông bắc) là độ giòn ở nhiệt độ thấp và lão hóa theo chu kỳ đóng băng{17}}. Yêu cầu độ bền va đập của miếng đệm ở -40 độ phải lớn hơn hoặc bằng 15kJ/m2 và không bị nứt sau 100 chu kỳ đóng băng{26}}rã đông (-40 độ -20 độ ). Cần phải chọn vật liệu đế cao su chịu lạnh{30}}và thêm chất làm dẻo để cải thiện độ đàn hồi ở nhiệt độ-thấp. Các yếu tố lão hóa chủ yếu ở các vùng cao nguyên có bức xạ cực tím mạnh (chẳng hạn như cao nguyên Thanh Hải{34}}Tây Tạng) là bức xạ cực tím mạnh và lão hóa áp suất thấp. Yêu cầu tỷ lệ che chắn tia cực tím của miếng đệm phải lớn hơn hoặc bằng 80% và tốc độ lão hóa oxy hóa nhiệt trong môi trường áp suất thấp giảm 50%. Cần sử dụng chất ổn định tia cực tím hàm lượng cao và cấu trúc liên kết ngang dày đặc để chống lại tác động kép của bức xạ cực tím mạnh và áp suất thấp.
Đâu là các phương pháp phát hiện và tiêu chuẩn chấp nhận đối với-hiệu suất chống lão hóa của tấm lót gầm-đường ray?
Các phương pháp phát hiện-hiệu quả chống lão hóa của tấm lót dưới{1}}đường ray bao gồm ba loại:thử nghiệm lão hóa tăng tốc, thử nghiệm phơi nhiễm tự nhiên và thử nghiệm tính chất cơ học. Các tiêu chuẩn nghiệm thu phải tuân thủ tiêu chuẩn đường sắt TB/T 2626-2018 trong-tiêu chuẩn sân ga. Thử nghiệm lão hóa tăng tốc là phương pháp phát hiện lõi, bao gồm lão hóa tăng tốc do oxy hóa-nhiệt và lão hóa tăng tốc bằng tia cực tím. Quá trình lão hóa tăng tốc oxy hóa-do nhiệt được thực hiện theo tiêu chuẩn GB/T 3512, lão hóa trong môi trường không khí nóng 100 độ trong 72 giờ, kiểm tra tốc độ thay đổi độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt trước và sau khi lão hóa, yêu cầu tốc độ thay đổi Nhỏ hơn hoặc bằng 20%; quá trình lão hóa tăng tốc bằng tia cực tím được thực hiện theo tiêu chuẩn GB / T 16422.3, lão hóa dưới bức xạ đèn cực tím trong 1000 giờ, không cần phấn hoặc nứt trên bề mặt và tốc độ thay đổi mô đun đàn hồi Nhỏ hơn hoặc bằng 15%. Thử nghiệm phơi nhiễm tự nhiên chọn các vị trí phơi nhiễm ở các vùng khí hậu điển hình, phơi mẫu đệm trong 2 năm và thường xuyên phát hiện các thay đổi về hiệu suất, yêu cầu tỷ lệ duy trì hiệu suất giảm rung sau 2 năm Lớn hơn hoặc bằng 80%. Kiểm tra đặc tính cơ học bao gồm kiểm tra độ cứng, kiểm tra độ bền kéo và kiểm tra tác động sau khi lão hóa, với sự thay đổi độ cứng Shore Nhỏ hơn hoặc bằng 5 độ, tỷ lệ duy trì độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 80% và độ bền va đập ở -40 độ Lớn hơn hoặc bằng 10kJ/m2. Tiêu chuẩn chấp nhận quy định rằng tỷ lệ phát hiện hiệu suất chống lão hóa phải đạt 100% và tỷ lệ lấy mẫu là 3 nhóm mẫu mỗi lô, 5 chiếc mỗi nhóm. Nếu một miếng không đạt tiêu chuẩn, hiệu quả chống lão hóa của lô miếng lót được đánh giá là không đủ tiêu chuẩn và bị cấm đưa vào sử dụng.