Elektrochemische Korrosion und Schutz von Metallkomponenten von Befestigungselementen unter Streustrom
F1: Wie verursacht Streustrom elektrochemische Korrosion von Metallkomponenten von Befestigungselementen?
A1: Wenn Streustrom von Schienen und Befestigungselementen in den Boden fließt, bilden sich an der Grenzfläche zwischen Metall-Elektrolyt (Wasser, feuchter Beton) Korrosionsmikrobatterien. Metallbestandteile im Anodenbereich verlieren Elektronen und lösen sich in Rost auf, was zu Lochfraß, gleichmäßiger Ausdünnung und Abplatzungen führt. Eine höhere Streustromdichte, eine höhere Luftfeuchtigkeit und eine bessere Bodenleitfähigkeit beschleunigen die Korrosionsrate, die mehrere bis Dutzende Male schneller ist als natürliche Korrosion.
F2: Was sind die Unterschiede in der Korrosionsmorphologie und dem Ausfallrisiko zwischen Clips, Bolzen und Hülsen?
A2: Clips sind der Luft ausgesetzt und Vibrationsbelastungen ausgesetzt, wobei es vor allem zu Lochfraß und Abplatzungen kommt. Korrosionsgruben verursachen Spannungskonzentrationen und verringern die Ermüdungsfestigkeit, was zu Korrosionsermüdungsbrüchen führt. Schrauben stehen unter Zugspannung, wobei an Gewinden und Passflächen Korrosion auftritt, die zu Spannungsrisskorrosion und plötzlichem Versagen führt. Hülsen im Beton unterliegen einer gleichmäßigen äußeren Korrosion und Ausdehnung, was zu einer Lockerung der Hülse und Schwellenrissen führt, was ein strukturelles Versagen mit hohen Reparaturschwierigkeiten darstellt.
F3: Welche Gleisumgebungsbedingungen beschleunigen die Streustromkorrosion erheblich?
A3: Erstens feuchte, regnerische und küstennahe Salznebelgebiete mit hoher Elektrolytleitfähigkeit. Zweitens Tunnel und unterirdische Abschnitte mit schlechter Entwässerung und langfristiger Feuchtigkeit. Drittens Abschnitte mit verschmutztem Schotter und Mörtelpulver, die die Ausbreitung von Streuströmen erleichtern. Viertens Fernbahnen mit hoher Traktionslast und hoher Verkehrsdichte. Fünftens: Abschnitte mit alter und beschädigter Gleisisolierung, die zu einem schlechten Rückfluss und einem erhöhten Streustromverlust führen.
F4: Warum ist Korrosionsermüdung schädlicher für die Lebensdauer von Befestigungselementen als reine elektrochemische Korrosion?
A4: Reine Korrosion verursacht nur Materialverlust bei relativ langsamer Lebensdauerverkürzung; Korrosionsermüdung entsteht durch die Kombination von korrosivem Medium und wechselnder Vibrationsbeanspruchung. Durch Korrosion bilden sich Löcher als Rissquellen; Wechselbeanspruchung beschleunigt die Rissausbreitung; Korrosionsprodukte dringen in die Rissspitzen ein und beschleunigen so die Rissbildung weiter. Daher ist ein Korrosionsermüdungsbruch oft kein offensichtliches Vorzeichen, da der Ausfallzyklus viel kürzer ist und eine plötzliche Gefahr für die Verkehrssicherheit darstellt.
F5: Wie baut man ein vollständiges Schutzsystem aus Design-, Material- und Betriebsaspekten auf?
A5: Im Entwurf das Traktionsrückflusssystem stärken, die Verkabelung optimieren, die Gleisisolierung verbessern und Entwässerungsgeräte installieren, um Streustrom zu reduzieren. Verwenden Sie als Material Feuerverzinkung, Dacromet und andere Langzeit--Korrosionsschutzbeschichtungen für Clips und Bolzen. Verwenden Sie Edelstahl- oder Korrosionsschutzhülsen. Verfolgen Sie im Betrieb regelmäßig das Erdpotential und die Streustromdichte. Überprüfen Sie die Korrosion und ersetzen Sie stark verrostete Komponenten. Reparieren Sie beschädigte Isolierungen, reinigen Sie den Ballast und halten Sie die Entwässerung aufrecht, um elektrochemische Korrosion zu unterdrücken.