Ăn mòn điện hóa và bảo vệ các bộ phận kim loại của dây buộc dưới dòng điện rò
Câu hỏi 1: Dòng điện rò rỉ gây ra sự ăn mòn điện hóa của các bộ phận kim loại của dây buộc như thế nào?
A1: Khi dòng điện rò rỉ chạy vào lòng đất từ đường ray và dây buộc, pin-ăn mòn sẽ hình thành ở bề mặt tiếp xúc của chất điện phân-kim loại (nước, bê tông ẩm). Các thành phần kim loại ở vùng cực dương bị mất electron và hòa tan tạo thành rỉ sét gây rỗ, mỏng và nứt vỡ đồng đều. Mật độ dòng rò cao hơn, độ ẩm cao hơn và độ dẫn điện của đất tốt hơn sẽ đẩy nhanh tốc độ ăn mòn, nhanh hơn từ vài đến hàng chục lần so với ăn mòn tự nhiên.
Câu hỏi 2: Sự khác biệt về hình thái ăn mòn và nguy cơ hỏng hóc giữa các kẹp, bu lông và ống bọc là gì?
A2: Các kẹp tiếp xúc với không khí và chịu lực rung, chủ yếu bị rỗ và nứt vỡ. Các hố ăn mòn gây ra sự tập trung ứng suất và làm giảm độ bền mỏi, dẫn đến hiện tượng gãy mỏi do ăn mòn. Bu lông chịu ứng suất kéo, với sự ăn mòn xảy ra ở ren và bề mặt khớp nối, dễ bị nứt ăn mòn do ứng suất và hỏng hóc đột ngột. Các ống bọc bên trong bê tông trải qua sự ăn mòn và giãn nở đồng đều từ bên ngoài, gây ra hiện tượng lỏng lẻo các ống bọc và nứt tà vẹt, đây là một hư hỏng về kết cấu với độ khó sửa chữa cao.
Câu hỏi 3: Điều kiện môi trường nào làm tăng đáng kể sự ăn mòn của dòng điện rò?
A3: Thứ nhất, vùng ẩm ướt, nhiều mưa và sương muối ven biển có độ dẫn điện cao. Thứ hai, các đường hầm và đoạn ngầm có khả năng thoát nước kém và ẩm ướt lâu dài. Thứ ba, các đoạn có đá dằn và vữa bột bẩn tạo điều kiện cho dòng điện tản lạc phát tán. Thứ tư, đường sắt trục có tải trọng kéo lớn, mật độ giao thông cao. Thứ năm, các đoạn có lớp cách nhiệt đường ray đã cũ và bị hư hỏng gây ra dòng chảy ngược kém và tăng khả năng rò rỉ dòng điện rò.
Câu hỏi 4: Tại sao hiện tượng mỏi do ăn mòn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của dây buộc hơn là ăn mòn điện hóa thuần túy?
A4: Ăn mòn thuần túy chỉ gây tổn thất vật liệu với tuổi thọ suy giảm tương đối chậm; mỏi do ăn mòn là kết quả của sự kết hợp giữa môi trường ăn mòn và ứng suất rung xen kẽ. Ăn mòn hình thành các hố là nguồn nứt; ứng suất xen kẽ làm tăng tốc độ lan truyền vết nứt; các sản phẩm ăn mòn được nêm vào đầu vết nứt để tăng tốc độ nứt hơn nữa. Vì vậy, hiện tượng gãy xương do ăn mòn do mỏi thường không có điềm báo rõ ràng, chu kỳ hư hỏng ngắn hơn nhiều, gây nguy hiểm bất ngờ cho an toàn giao thông.
Câu 5: Làm thế nào để xây dựng một hệ thống bảo vệ hoàn chỉnh từ các khía cạnh thiết kế, vật liệu và vận hành?
A5: Trong thiết kế, tăng cường hệ thống kéo ngược dòng, tối ưu hóa hệ thống dây điện, cải thiện khả năng cách nhiệt đường ray và lắp đặt thiết bị thoát nước để giảm dòng điện rò rỉ. Về vật liệu, sử dụng lớp phủ-mạ kẽm nhúng nóng, Dacromet và các lớp phủ chống ăn mòn-dài hạn-dài hạn khác cho kẹp và bu lông; sử dụng ống bọc bằng thép không gỉ hoặc chống{4}}ăn mòn. Trong quá trình vận hành, thường xuyên theo dõi điện thế đất và mật độ dòng điện rò; kiểm tra tình trạng ăn mòn và thay thế các bộ phận bị rỉ sét nghiêm trọng; sửa chữa lớp cách nhiệt bị hư hỏng, làm sạch chấn lưu và duy trì hệ thống thoát nước để ngăn chặn sự ăn mòn điện hóa.