Tại sao ăn mòn tấm cá là một vấn đề về tính toàn vẹn chung
Tấm chắn cá (thanh nối) được bắt vít vào thành ray và chịu tải trọng uốn tại mối nối. Sự ăn mòn tấn công nó theo hai cách: mất mặt cắt làm giảm diện tích-chịu tải và rỗ tạo ra các tác nhân gây ứng suất từ đó bắt đầu xuất hiện các vết nứt mỏi. Bởi vì các tấm cá được kiểm tra ít thường xuyên hơn so với các bề mặt đang chạy nên hư hỏng do ăn mòn thường chỉ được phát hiện khi nó đã nghiêm trọng. Do đó, hệ thống bảo vệ phải được thiết kế cho môi trường cụ thể của dây chuyền và các thử nghiệm nghiệm thu phải xác minh mức độ bảo vệ thực tế thay vì chỉ bề ngoài lớp phủ.
Đường ven biển: Bảo vệ phun muối
Xịt muối là tác nhân gây ăn mòn chủ yếu trong phạm vi vài km cách biển. Hệ thống tiêu chuẩn là sự kết hợp của mạ kẽm nhúng nóng-ở mức 120-150 micron, màng thụ động 1-2 micron để ngăn chặn rỉ sét trắng và lớp phủ ngoài fluorocarbon 30-40 micron có khả năng chống phun muối trên 2000 giờ. Trước khi phủ, bề mặt tấm được phun cát tạo nhám khoảng Ra 50-80 micron nên lớp kẽm và lớp sơn chủ yếu được thực hiện một cách máy móc. Vòng đệm cao su fluoro được lắp tại các lỗ bu lông để nước chứa muối không thể lọt ra sau đầu. Với hệ thống này, các tấm chắn cá trên đường ven biển dự kiến sẽ tồn tại hơn 8 năm mà không bị ăn mòn đáng kể.
Nước muối-Vùng kiềm và ăn mòn hóa học
Ở những vùng đất nhiễm mặn-kiềm, môi trường xâm thực là muối axit và kiềm được mang theo bởi nước ngầm và nước bắn tung tóe. Hai biện pháp kết hợp: nâng cấp vật liệu và bảo vệ bề mặt. Thép phong hóa có chứa đồng và crom được chọn; tốc độ ăn mòn của nó trong môi trường muối-kiềm phải ở mức bằng hoặc dưới 0,05 mm mỗi năm. Bề mặt sử dụng hệ thống sơn lót giàu epoxy kẽm-hai lớp có kích thước 50-60 micron, với hàm lượng bột kẽm trên 80% để bảo vệ hy sinh và lớp phủ ngoài polyurethane 40-50 micron có khả năng kháng axit và kiềm. Các mối hàn được mài phẳng trước khi sơn để đường hàn không trở thành điểm ăn mòn đầu tiên, độ phẳng bề mặt được giữ trong khoảng 0,5 mm trên mét để tránh nứt lớp phủ khi bị căng thẳng và lớp phủ được kiểm tra sáu tháng một lần và kịp thời khắc phục mọi hư hỏng.
Đường tải-nặng: Độ bền và sự ăn mòn cùng nhau
Các mối nối chịu tải nặng-có cả sự ăn mòn và tải trọng cơ học rất cao, vì vậy giải pháp này phải bảo vệ mà không bị suy yếu. Vật liệu là thép cường độ cao 40CrNiMoA-có độ bền kéo ít nhất 1080 MPa sau khi tôi luyện, kết hợp với lớp khuếch tán kẽm 50-80 micron tạo thành liên kết luyện kim với thép, có cường độ liên kết trên 300 MPa nên không bị bong tróc khi uốn. Các khu vực tập trung ứng suất được làm tròn đến bán kính 8 mm để giảm nguy cơ nứt ăn mòn do ứng suất. Lưu huỳnh và phốt pho được giới hạn ở mức 0,025 phần trăm mỗi loại để giữ độ nhạy ăn mòn ở mức thấp và các miếng đệm chống ăn mòn PTFE được lắp ở các mặt tiếp xúc giữa tấm và đường ray để phá vỡ cặp điện hóa.
Vùng lạnh ở độ cao-cao: Khử-muối đóng băng và đóng băng-tan băng
Ở các đường núi và cao nguyên, tác nhân ăn mòn là-các tác nhân làm tan băng và đóng băng-theo chu kỳ tan băng, kết hợp với độ giòn ở nhiệt độ-thấp. Vật liệu là thép kết cấu nhiệt độ thấp Q355E-có năng lượng va đập ít nhất là 34 J ở âm 40 C, mang lại cả độ bền và khả năng chống ăn mòn. Bề mặt sử dụng lớp mạ kẽm nhúng nóng-trên 100 micron cộng với lớp sáp bảo vệ ở nhiệt độ-thấp 20-30 micron với điểm đóng băng dưới âm 50 C, do đó băng và tuyết không liên kết với tấm và muối làm tan băng được giữ cách xa thép. Các lỗ bu lông được vát theo bán kính 5 mm để tránh hư hỏng do sương giá và dung sai vị trí lỗ là cộng hoặc trừ 0,3 mm để bu lông vừa khít và không để lại đường dẫn cho vật liệu ăn mòn. Sáp bảo vệ được bôi lại trước mỗi mùa đông.
Các chỉ số và phương pháp thử nghiệm
| Bài kiểm tra | Phương pháp | Chấp nhận |
|---|---|---|
| Khả năng chống phun muối | Phun muối trung tính, 5% NaCl ở 35 C, 1000 giờ | Diện tích ăn mòn dưới 5 phần trăm |
| Kháng axit và kiềm | Ngâm trong dung dịch HCl 5% và NaOH 5% trong 100 giờ | Giảm cân dưới 1 phần trăm |
| Tốc độ ăn mòn điện hóa | Đo mật độ dòng ăn mòn | Dưới 10 microA/cm2 |
| Độ bám dính của lớp phủ | Thử nghiệm cắt chéo, khoảng cách 1 mm, bóc băng | Diện tích bóc vỏ dưới 5 phần trăm |
Năm mẫu được lấy ngẫu nhiên từ mỗi lô sản xuất và kết quả được tính trung bình, do đó quyết định lô dựa trên mức độ bảo vệ thực tế của hệ thống lớp phủ.
Các đường ven biển: mạ kẽm nhúng nóng-kết hợp với thụ động và lớp phủ ngoài bằng fluorocarbon, có vòng đệm ở các lỗ bu lông.
Dây tải-nặng: Thép 40CrNiMoA có lớp khuếch tán kẽm được liên kết bằng kim loại.
Vùng lạnh ở độ cao-cao: Thép Q355E với sáp nhiệt độ-thấp được thay mới trước mỗi mùa đông.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao chỉ một lớp sơn là không đủ cho tấm ốp cá?
Một lớp duy nhất có lỗ kim và không thể cung cấp cả rào cản và sự bảo vệ hy sinh. Hệ thống nhiều{1}}lớp với lớp nền giàu kẽm-và lớp phủ ngoài dày đặc bao phủ các cơ chế ăn mòn khác nhau.
Liệu chỉ-mạ kẽm nhúng nóng có thể bảo vệ được tấm chắn cá ven biển không?
Nó bảo vệ thép nhưng bản thân lớp kẽm bị gỉ trắng khi phun muối mà không bị thụ động, và tuổi thọ sử dụng ngắn hơn so với hệ thống hỗn hợp mạ kẽm cộng với fluorocarbon.
Làm thế nào để phát hiện hư hỏng do ăn mòn trong quá trình kiểm tra?
Bằng cách kiểm tra trực quan các vệt rỉ sét và phồng rộp, đo độ dày phần bằng máy đo lớp phủ và kiểm tra độ dày siêu âm trên các tấm nghi ngờ. Khu vực lỗ bu lông và mép tiếp xúc với ray là nơi đầu tiên cần kiểm tra.
Tại sao Q355E được chỉ định thay vì loại kết cấu tiêu chuẩn?
Các cấp tiêu chuẩn không đảm bảo độ bền va đập ở âm 40 C. Q355E đảm bảo 34 J ở nhiệt độ đó, giúp ngăn ngừa tình trạng gãy giòn của khớp vào mùa đông.
Bao lâu thì nên thay mới hệ thống bảo vệ?
Các tuyến đường ven biển và nước mặn kiểm tra lớp phủ sáu tháng một lần và khắc phục những hư hỏng ngay lập tức; sáp vùng{0}}lạnh được gia hạn hàng năm trước mùa đông. Việc sơn lại hoàn toàn phụ thuộc vào độ dày và điều kiện màng sơn được đo.