Tuổi tác của tấm lót đường sắt trong dịch vụ như thế nào
Tấm đệm ray nằm giữa chân ray và tà vẹt, chịu toàn bộ tải trọng động của mỗi trục đi qua và đối mặt với nhiệt, ánh sáng mặt trời, độ ẩm và hóa chất đường ray. Ba cơ chế lão hóa chiếm ưu thế. Lão hóa do oxy hóa-do nhiệt: ở nhiệt độ đường ray trên 60 C vào mùa hè, oxy phản ứng với các chuỗi phân tử cao su và gây ra sự phân mảnh chuỗi hoặc liên kết ngang quá mức, khiến cho miếng đệm cứng và giòn. Lão hóa do tia cực tím: Bức xạ tia cực tím phá vỡ các liên kết hóa học trên bề mặt cao su, gây ra phấn và nứt, tệ nhất là trên các đường hở không có mái che. Lão hóa do mỏi: tải trọng trục lặp đi lặp lại tạo ra các vết nứt-vi mô bên trong tấm đệm ngày càng lớn cho đến khi kết cấu bị hỏng; đường vận chuyển-nặng sẽ lão hóa nhanh hơn nhiều so với đường thông thường. Độ ẩm và mưa axit tăng tốc cả ba. Kết quả tổng hợp là tuổi thọ sử dụng của miếng đệm không thay đổi là khoảng 5{11}}8 năm, đó là lý do tại sao miếng đệm có tuổi thọ cao được chỉ định trên những dây chuyền có chi phí thay thế đắt đỏ.
Phụ gia chống lão hóa-và nguyên tắc hoạt động của chúng
Ba gia đình phụ gia làm việc cùng nhau. Chất chống oxy hóa, sử dụng hệ thống hợp chất phenol và photphit bị cản trở, bắt giữ các gốc tự do của phản ứng dây chuyền oxy hóa và phân hủy peroxit hình thành; sự kết hợp này kéo dài tuổi thọ oxy hóa-nhiệt lên hơn 3 lần. Các chất ổn định tia cực tím, được phân chia thành các chất hấp thụ chuyển đổi năng lượng tia cực tím thành nhiệt vô hại và chất khử để đưa các phân tử cao su bị kích thích về trạng thái cơ bản, tăng khả năng chống tia cực tím lên khoảng 40%. Các chất chống{6}}lão hóa dựa trên naphthylamine và quinoline hấp phụ vào các vị trí hoạt động của phân tử cao su và ngăn chặn sự hình thành và phát triển của các vết nứt vi mô. Tỷ lệ bổ sung phải nằm trong giới hạn chặt chẽ: 1,5-2,5% chất chống oxy hóa, 2-3% chất ổn định tia cực tím và 1-1,5% chất chống lão hóa. Dùng quá liều sẽ làm thay đổi mô đun đàn hồi của miếng đệm và làm giảm hiệu suất giảm rung mà nó được thiết kế.
Tối ưu hóa quy trình
Quá trình trộn sử dụng lịch trình phân đoạn: đế cao su được làm dẻo trong máy trộn bên trong ở nhiệt độ 80-90 C trong 3-5 phút, sau đó thêm chất chống oxy hóa và chất chống{18}}lão hóa ở nhiệt độ 100-110 C trong 5-7 phút và cuối cùng là chất ổn định tia cực tím ở 90-100 C trong 2-3 phút để chúng không bị phân hủy bởi nhiệt độ cao. Quá trình lưu hóa được thực hiện theo hai giai đoạn: đầu tiên ở 140-145 C trong 8-10 phút để tạo thành miếng đệm, sau đó ở 120-130 C trong thời gian lưu lâu hơn giúp tối ưu hóa cấu trúc liên kết ngang, với mật độ liên kết chéo được kiểm soát khoảng 1,5 x 10 đến âm 4 mol/cm3 để cân bằng độ đàn hồi và khả năng chống lão hóa. Sau xử lý phun một lớp bảo vệ polyurethane 5-10 micron lên bề mặt tấm đệm để chặn tia cực tím và oxy, đồng thời ngâm giảm ứng suất ở nhiệt độ 50 C trong 24 giờ sẽ loại bỏ ứng suất dư bên trong có thể gây ra nứt khi sử dụng.
Yêu cầu chống lão hóa theo khu vực-
| Vùng khí hậu | Yếu tố lão hóa chiếm ưu thế | Yêu cầu chính |
|---|---|---|
| Nội địa nóng và khô cằn | Tia cực tím-oxy hóa nhiệt và mạnh | Tuổi thọ oxy hóa-nhiệt 15 năm, mô đun UV thay đổi dưới 10 phần trăm |
| Ven biển ẩm ướt và mưa nhiều | Nhiệt-ẩm và nấm mốc | Khả năng chịu nhiệt-ẩm trên 1000 giờ, loại khuôn 0 |
| dãy núi cao | Độ giòn ở nhiệt độ-thấp, đóng băng-rã đông | Độ bền va đập 15 kJ/m2 ở âm 40 C, không bị nứt sau 100 chu kỳ đóng băng{4}}tan băng |
| cao nguyên | Tia cực tím mạnh và áp suất thấp | Che chắn tia cực tím trên 80 phần trăm, tốc độ oxy hóa giảm một nửa ở áp suất thấp |
Kết hợp công thức với yếu tố lão hóa chủ yếu của khu vực: lớp phủ bảo vệ tối màu và chống oxy hóa nhiều hơn ở vùng{0}}nóng khô cằn, chất ức chế nấm mốc và liên kết ngang dày đặc hơn ở vùng ẩm ướt, cao su cơ bản chống lạnh-với chất hóa dẻo ở vùng núi cao và chất ổn định-UV có hàm lượng cao trên cao nguyên.
Kiểm tra và chấp nhận
Thử nghiệm lão hóa cấp tốc là phương pháp cốt lõi. Lão hóa oxy hóa-do nhiệt tuân theo GB/T 3512: 72 giờ trong lò không khí nóng-100 C, sau đó tốc độ thay đổi độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt phải nằm trong khoảng 20 phần trăm. Quá trình lão hóa tăng tốc bằng tia cực tím tuân theo GB/T 16422.3: 1000 giờ dưới đèn UV huỳnh quang mà không bị phấn hoặc nứt và mô đun thay đổi dưới 15 phần trăm. Thử nghiệm phơi nhiễm tự nhiên cũng được thực hiện tại các địa điểm có khí hậu điển hình trong 2 năm, với khả năng duy trì hiệu suất giảm rung-rung tối thiểu là 80%. Kiểm tra cơ học sau khi lão hóa yêu cầu thay đổi độ cứng Shore trong vòng 5 điểm, duy trì độ bền kéo trên 80% và độ bền va đập ở âm 40 C đáp ứng giá trị khu vực. Việc chấp nhận theo TB/T 2626 yêu cầu tỷ lệ đạt chuẩn 100% trong các thử nghiệm chống lão hóa; kế hoạch lấy mẫu là 3 nhóm, mỗi nhóm 5 miếng mỗi lô, và một sai sót duy nhất sẽ khiến lô hàng đó không đủ điều kiện giao hàng.
Nhiệt-oxy hóa, tia cực tím và lão hóa do mỏi tác động cùng nhau và rút ngắn tuổi thọ của miếng đệm tiêu chuẩn xuống còn 5-8 năm.
Chất chống oxy hóa, chất ổn định tia cực tím và chất chống{0}}lão hóa phải được định lượng trong các cửa sổ kín để tránh thay đổi mô đun đàn hồi.
Mức chấp nhận trên mỗi TB/T 2626 sử dụng thử nghiệm lão hóa không khí-nóng GB/T 3512 và thử nghiệm lão hóa tia cực tím GB/T 16422.3.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao miếng đệm đường ray trở nên cứng và giòn vào mùa hè?
Nhiệt độ đường ray cao làm tăng tốc độ lão hóa do oxy hóa-do nhiệt: oxy tấn công các chuỗi phân tử cao su và sự phân mảnh chuỗi hoặc liên kết chéo bổ sung làm tăng độ cứng và giảm độ đàn hồi.
Tuổi thọ sử dụng thực tế của miếng đệm tiêu chuẩn là bao lâu?
Khoảng 5-8 năm trong sử dụng bình thường, tùy thuộc vào khí hậu và giao thông. Miếng đệm cải tiến chống lão hóa-được chỉ định có tuổi thọ từ 15 năm trở lên ở những vùng khô cằn.
Lão hóa của đệm có thể được đánh giá chỉ bằng cách kiểm tra bằng mắt không?
Bề mặt bị phấn hóa, nứt và cứng lại là những dấu hiệu có thể nhìn thấy được nhưng hư hỏng do mỏi bên trong thì không. Việc kiểm tra độ cứng và mô đun đàn hồi định kỳ là cần thiết để đưa ra quyết định đáng tin cậy.
Tại sao việc sử dụng quá-các chất phụ gia chống lão hóa lại có hại?
Các chất phụ gia dư thừa di chuyển lên bề mặt, thay đổi mô đun đàn hồi và giảm hiệu ứng giảm chấn, đồng thời cũng có thể bám trên mặt tiếp xúc của đường ray, làm thay đổi hành vi ma sát.
Tiêu chuẩn nào chi phối việc chấp nhận đệm đường sắt?
Tham chiếu là TB/T 2626 dành cho miếng đệm cao su dưới tà vẹt-bê tông, với các thử nghiệm lão hóa được thực hiện theo GB/T 3512 và GB/T 16422.3 và thử nghiệm độ bền kéo theo GB/T 528.