Kenntnisse im integrierten Isolierungs- und Korrosionsschutzdesign für Schienenplatten
Was sind die zentralen technischen Wege des Isolationsdesigns für Pressplatten?
Das Isolationsdesign von Pressplatten wird hauptsächlich auf drei technischen Wegen realisiert: Materialisolierung, Strukturisolierung und Beschichtungsisolierung, um die Blockierung der Stromleitung sicherzustellen. Bei der Materialisolierung werden nicht-metallische Materialien wie glasfaserverstärktes Nylon und Epoxidharz zur Herstellung des Hauptkörpers der Pressplatte verwendet, mit einem Isolationswiderstand von größer oder gleich 1×10¹⁰Ω, geeignet für Abschnitte mit hohen Isolationsanforderungen. Bei der strukturellen Isolierung werden Isolierdichtungen zwischen der Metallpressplatte und der Schiene/Schwelle hinzugefügt. Die Dichtungen bestehen aus EPDM-Gummi mit einer Dicke von 2-5 mm und sorgen für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Isolierung und Pufferleistung. Die Beschichtungsisolierung sprüht eine keramische Isolierbeschichtung mit einer Dicke von größer oder gleich 0,5 mm und einem Isolationswiderstand von größer oder gleich 1×10⁹Ω auf die Oberfläche der Metallpressplatte und verbessert gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit. Einige High-End-Pressplatten verfügen über ein Verbunddesign aus „Metallgrundplatte + Isolierbeschichtung + Isolierdichtung“, das einen doppelten Isolationsschutz bietet und sich an hochfrequente Vibrationen und komplexe Gleisstromkreisumgebungen anpasst. Je nach Grad der Leitungsisolation und Kostenanforderungen können flexibel unterschiedliche technische Wege gewählt werden.
Wie meistert das Korrosionsschutzdesign von Pressplatten komplexe Außenumgebungen?
Pressplatten müssen der Erosion durch Außeneinflüsse wie Regen, Salznebel und ultraviolette Strahlen standhalten. Der Schwerpunkt des Korrosionsschutzdesigns liegt auf der Materialauswahl und der Verbesserung der Oberflächenbehandlungstechnologie. Pressplatten aus 316L-Edelstahl verfügen über eine hervorragende Chloridionen-Korrosionsbeständigkeit, eignen sich für Küsten- und Überseeleitungen und können 5000 Stunden Salzsprühtest ohne Rost bestehen. Gewöhnliche Pressplatten aus Kohlenstoffstahl verfügen über eine Feuerverzinkungs- und Passivierungsbehandlung mit einer Zinkschichtdicke von mindestens 85 μm, wodurch Luft und Feuchtigkeit wirksam isoliert werden können, was für konventionelle Binneneisenbahnen geeignet ist. Einige Pressplatten sind mit einer Dacromet-Beschichtung versehen, die eine dreimal so hohe Korrosionsbeständigkeit wie Feuerverzinkung aufweist und kein Risiko einer Wasserstoffversprödung aufweist und für die Verwendung mit hochfesten Schrauben geeignet ist. Beim Strukturdesign weisen die Kanten der Pressplatte bogenförmige Übergänge auf, um lokale Korrosion durch Wasseransammlung zu vermeiden, und um die Schraubenlöcher herum sind Entwässerungsrillen angebracht, um den Wasserabfluss zu beschleunigen. Das umfassende Korrosionsschutzdesign von Materialien und Struktur kann die Lebensdauer der Pressplatte verlängern, die Wartungshäufigkeit reduzieren und sich an unterschiedliche Außenumgebungen anpassen.
Welche besonderen Anforderungen gelten für die Isolierung und Korrosionsschutzkonstruktion von Pressblechen in Hochgeschwindigkeitsbahnstrecken?
Hochgeschwindigkeitsstrecken verkehren mit hohen Geschwindigkeiten und komplexen Gleisstromkreisen. Pressbleche müssen gleichzeitig die Anforderungen einer hohen Isolation, einer hohen Korrosionsbeständigkeit und einer hohen Stabilität erfüllen. Im Hinblick auf die Isolationsleistung muss der Isolationswiderstand größer oder gleich 1×10¹⁰Ω sein und in einer Umgebung von -40 bis 80 Grad stabil bleiben, um Signalstörungen zu vermeiden. Im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit wird ein Verbundverfahren aus Edelstahl + Keramikbeschichtung eingesetzt, das einem Salzsprühnebeltest von mindestens 10.000 Stunden unterzogen wurde und sicherstellt, dass es auch bei langfristigen Außenumgebungen weder rostet noch altert. Im strukturellen Design besteht die Pressplatte aus einem leichten Aluminiumlegierungsmaterial, das 40 % leichter ist und die Festigkeitsanforderungen erfüllt (Zugfestigkeit größer oder gleich 280 MPa), wodurch die Schienenbelastung reduziert wird. Der Kontaktteil zwischen der Pressplatte und der Schiene besteht aus elastischen Isolierpolstern, die nicht nur hochfrequente Vibrationen isolieren, sondern auch puffern und den Verschleiß reduzieren. Das Design von Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnpressplatten muss strenge Umweltalterungstests und mechanische Leistungstests bestehen, um die betrieblichen Anforderungen „hoher Zuverlässigkeit und geringem Wartungsaufwand“ zu erfüllen.
Wie lassen sich die Isolationsleistung und die strukturelle Festigkeit von Pressplatten in Einklang bringen?
Pressplatten müssen sowohl die Isolationsleistung als auch die strukturelle Festigkeit gewährleisten und einen Gesamtausfall aufgrund der Verfolgung einer einzigen Leistung vermeiden. Der Fokus des Balance-Designs liegt auf Material- und Strukturoptimierung. Pressplatten aus faserverstärktem Polymer (FRP) weisen eine hervorragende Isolationsleistung auf und erfüllen die Festigkeitsanforderungen (Druckfestigkeit größer oder gleich 200 MPa), wodurch die Befestigungsanforderungen gewöhnlicher Leitungen erfüllt werden können. Metallpressplatten verfügen über ein Design aus „hochfestem legiertem Stahl + lokaler Isolierung“ mit hoher Hauptkörperfestigkeit (Zugfestigkeit größer oder gleich 350 MPa) und erreichen eine Isolierung durch Isolierdichtungen oder -beschichtungen, wodurch sie sich an die hohen Belastungsanforderungen von Schwertransportlinien anpassen. Bei der Strukturkonstruktion wird die Dicke des spannungstragenden Teils der Pressplatte erhöht (größer oder gleich 12 mm) und der nicht-spannungstragende Teil ist hohl ausgeführt, wodurch Festigkeit gewährleistet und gleichzeitig der Verbrauch und die Kosten von Isoliermaterialien reduziert werden. Einige Pressplatten nutzen die Finite-Elemente-Analyse, um die Struktur zu optimieren, wodurch die Spannungsverteilung gleichmäßiger wird und Risse in der Isolierschicht aufgrund lokaler Spannungskonzentration vermieden werden. Das Gleichgewichtsdesign muss mit dem Leitungslastniveau und den Isolationsanforderungen kombiniert werden, um sicherzustellen, dass die Pressplatte bei langfristiger Nutzung keiner strukturellen Verformung oder einem Isolationsversagen unterliegt.
Wie kann eine Beschädigung der Isolier- und -Korrosionsschutzschichten bei der Installation von Pressplatten vermieden werden?
Bei der Montage von Pressplatten kommt es durch unsachgemäße Bedienung leicht zu Beschädigungen der Isolierschicht und der Korrosionsschutzschicht. Es ist notwendig, den Bauablauf zu standardisieren und Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Überprüfen Sie vor der Installation das Aussehen der Pressplatte, um sicherzustellen, dass die Isolierschicht keine Risse aufweist und die Korrosionsschutzschicht nicht abblättert. Vermeiden Sie die Verwendung unqualifizierter Produkte. Verwenden Sie für die Installation Spezialwerkzeuge (z. B. Drehmomentschlüssel, Isolierhandschuhe), um ein Zerkratzen der Isolierschicht und der Korrosionsschutzschicht durch Metallwerkzeuge zu vermeiden. Kontrollieren Sie das Drehmoment beim Anziehen der Schrauben und stellen Sie es gemäß der Spezifikation ein (größer oder gleich 400 N·m für M20-Schrauben), um eine Verformung der Pressplatte und eine Beschädigung der Isolierdichtung aufgrund eines zu hohen Drehmoments zu vermeiden. Platzieren Sie bei der Installation eine Gummiunterlage zwischen der Pressplatte und dem Werkzeug, um einen direkten Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Oberfläche der Pressplatte zu verhindern, der zu Beschichtungsverschleiß führt. Überprüfen Sie nach der Installation den Zustand der Isolierschicht und der Korrosionsschutzschicht. Wenn Schäden auftreten, reparieren Sie diese rechtzeitig mit speziellen Reparaturmitteln, um das Eindringen von Wasser zu vermeiden, das zu Korrosion oder einer verminderten Isolationsleistung führt. Standardisierte Installationsvorgänge können die Isolierungs- und Korrosionsschutzfunktionen der Pressplatte wirksam schützen und langfristige Nutzungseffekte gewährleisten.