Korózia je hlavným nepriateľom
Prvým a najzrejmejším dôvodom povrchovej úpravy je korózia. Pružinová svorka, skrutkový hrot alebo rybia skrutka v prevádzke je vystavená vlhkosti, kyslíku a chloridom zo soľnej hmly, balastovej vody a-rozmrazovacích chemikálií a následná elektrochemická korózia odstraňuje nosnú-časť zo súčiastky. Dôsledkom nie je len hrdza: spona, ktorá stratí 20 percent svojej časti, stratí tuhosť a upínaciu silu, hrot s jamkovitými závitmi sa pri opätovnom utiahnutí stiahne a skrutka s koróznou jamkou pod hlavou vytvorí únavovú trhlinu. Povlak funguje dvoma mechanizmami: bariérová ochrana, kde vrstva fyzicky oddeľuje oceľ od elektrolytu, a katódová ochrana, kde zinok prednostne koroduje a chráni oceľ pri škrabancoch a rezných hranách. Povlak sa preto musí zvoliť pre hrúbku aj priľnavosť a overiť ho na hotovom diele, pretože povlak, ktorý sa delaminuje, vytvára koróznu bunku horšiu ako žiadny povlak.
Kontrola trenia a funkcia závitu
O tom, ako sa spojovací prvok mechanicky správa, rozhoduje aj povrchová úprava. Vzťah krútiaceho momentu-k-predpätiu skrutkového spoja závisí od koeficientu trenia závitu a čela ložiska a povlak má hlavný vplyv na tento koeficient: žiarovo pozinkovaný závit má iné trenie ako galvanizovaný závit alebo závit s povlakom zinkových vločiek a tam, kde je požadovaný výsledok opakovaného utiahnutia, sa používajú mazané povlaky. Častým nedorozumením je, že zinkový povlak vypĺňa medzery v závitoch a tým zvyšuje-odolnosť skrutkového hrotu proti vytiahnutiu. Schopnosť vytiahnutia skrutkového hrotu v skutočnosti pochádza z tvaru závitu, dĺžky záberu a pevnosti podkladu, dreva alebo hmoždinky, nie z povlaku, a hrúbka povlaku na závite je zámerne obmedzená, takže hrot stále pasuje na hmoždinku a možno ho zaskrutkovať bez poškodenia. Povlak robí na závite ochranu pred koróziou a reguluje trenie počas uťahovania; nepridáva mechanickú prídržnú silu.
Porovnanie procesov nanášania
Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje hlavné ochranné procesy používané na železničných spojovacích materiáloch a ich typické aplikácie.
| Proces | Typická hrúbka | Referenčný štandard | Najvhodnejšia-aplikácia |
|---|---|---|---|
| Žiarové-zinkovanie | 40-85 um na spojovacích prvkoch | ISO 10684, ISO 1461, GB/T 5267,3 | Klipy, hroty, skrutky, dosky v exponovanej dráhe |
| Zinok-hliníkové vločky | 5-12 um | ISO 10683 | Skrutky s vysokou{0}}pevnosťou, pružinové spony, kontrolované trenie |
| Galvanicky pokovovaný zinok | 5-15 um | ISO 4042 | Ľahká prevádzka, v interiéri, kde je riadené pečenie{0}} |
| Zinkový difúzny povlak | 15-45 um | GB/T 26110 | Pružinové spony-vysokorýchlostných upevňovacích systémov |
| Nehrdzavejúca oceľ | Bez povlaku | ISO 3506 | Mokré tunely, pobrežné závody, korozívny priemysel |
Žiarové-pozinkovanie zostáva hlavnou voľbou pre exponované koľajnice, pretože vrstva zliatiny zinku{1}}železa sa metalurgicky spája s oceľou a poskytuje hrubú a pevnú ochranu. povlak zinkových vločiek sa uprednostňuje tam, kde diel nesmie vidieť vodík, kde povlak musí zostať tenký kvôli tolerancii závitu alebo kde je potrebný definovaný koeficient trenia pre inštaláciu s riadeným krútiacim momentom-. Zinkový difúzny povlak, niekedy nazývaný sherardizácia, poskytuje tvrdú, rovnomernú vrstvu zinku{5}}železa, ktorá vyhovuje pružinovým svorkám, pretože neovplyvňuje temperovanie pružiny a odoláva oderu pri kontakte so záťažou.
Vodíkové skrehnutie a{0}}vysokopevnostné spojovacie prvky
Jedno rozhodnutie o nátere môže znamenať rozdiel medzi skrutkou, ktorá slúži dvadsať rokov, a skrutkou, ktorá praskne bez varovania: výber postupu pre tvrdené spojovacie prvky. Galvanické pokovovanie zavádza vodík do ocele a na skrutkách triedy vlastností 10.9 a vyššej alebo s tvrdosťou nad približne 390 HV môže vodík migrovať do koncentrácií napätia a spôsobiť oneskorený lom, trhlinu, ktorá sa objaví niekoľko hodín alebo dní po utiahnutí skrutky. Postup podľa normy ISO 4042 vyžaduje po galvanickom pokovovaní vypálenie z-krehnutia, ale robustnou technickou odpoveďou na skrutky koľajníc je vyhnúť sa galvanickému pokovovaniu úplne na tvrdených častiach a použiť zinkové vločkové pokovovanie alebo žiarové zinkovanie, ktoré neprináša vodík. Rovnaká logika platí aj pre pružinové spony: tvrdená pružinová oceľ je citlivá na vodík a zvolený proces nesmie riskovať skrehnutie pracovnej zóny pružiny.
Opotrebenie, oder a špeciálne puzdrá
Okrem korózie a trenia musí povrchová úprava prežiť mechanické prostredie trate. Klipy a skrutky v blízkosti predradníka vidia oder od kamenného prachu a ubíjacích nástrojov, takže náter musí byť dostatočne pevný, aby zostal neporušený; zinkové difúzne a horúce-vrstvy fungujú dobre, zatiaľ čo tenké galvanické pokovovanie sa rýchlo opotrebuje. Na rozhraní medzi kovovým spojovacím prvkom a dreveným podvalom alebo plastovou hmoždinkou pôsobí náter aj ako separátor, ktorý znižuje galvanické a abrazívne poškodenie podkladu. Špecializované puzdrá dopĺňajú obraz: na vysokorýchlostných-traniach sú pružinové spony bežne chránené zinkovým difúznym povlakom alebo zinkovými vločkami, aby sa spojila odolnosť proti korózii s-bezpečným spracovaním; v tuneloch a pobrežných závodoch spojovacie prvky z nehrdzavejúcej ocele podľa ISO 3506 úplne odstraňujú problém s koróziou za vyššie náklady; av oblastiach elektricky citlivých koľajových{7}}obvodov musí povlak a izolačné komponenty spolu udržiavať izolačný odpor upevňovacieho systému podľa testovania EN 13146-5. Pravidlom výberu je najprv definovať prostredie, mechanické požiadavky a triedu vlastností a potom nechať náter.
Často kladené otázky
Otázka 1: Prečo sa povrchová úprava na spojovacích prvkoch nazýva skôr funkčná ako kozmetická?
Pretože korózia odstraňuje nosnú časť-, kontrola trenia rozhoduje o tom, či špecifikovaný krútiaci moment poskytuje špecifikovanú zvieraciu silu, a proces povrchovej úpravy môže do kalenej ocele zaviesť vodík. Všetky tri ovplyvňujú bezpečnosť trate, nie vzhľad.
Otázka 2: Zvyšuje zinkový povlak pevnosť-vytiahnutia skrutkového hrotu?
Nie. Sila vytiahnutia-vychádza z tvaru závitu, dĺžky záberu a pevnosti dreva alebo kolíka. Povlak chráni závit a kontroluje trenie pri uťahovaní a jeho hrúbka na závite je obmedzená, aby sa zachovalo prispôsobenie.
Otázka 3: Ktorý náter je najlepší pre koľajnicovú skrutku triedy 10.9?
povlak zinkových vločiek podľa ISO 10683 alebo žiarové zinkovanie-. Obidve sa vyhnú riziku vodíkového skrehnutia pri galvanickom pokovovaní na kalenej oceli, ktoré môže spôsobiť oneskorený zlom po inštalácii.
Otázka 4: Aká je typická hrúbka žiarového-pozinkovania na spojovacích prvkoch?
40 až 85 um v závislosti od veľkosti závitu a prostredia, riadené toleranciou závitu. ISO 10684 a ISO 1461 definujú triedy a metódu overovania.
Otázka 5: Prečo sú pružinové spony na-vysokorýchlostných tratiach často pokryté zinkovým difúznym povlakom?
Tento proces poskytuje tvrdú, rovnomernú vrstvu zinku{0}}železa, ktorá chráni pružinu bez ovplyvnenia jej temperovania a bez rizika vodíka, a ktorá odoláva oderu balastom lepšie ako tenké galvanické pokovovanie.
Q6: Kedy by sa mali špecifikovať spojovacie prvky z nehrdzavejúcej ocele?
V trvalo mokrých alebo chemicky agresívnych miestach, kde je údržba náteru nepraktická, ako sú tunely, pobrežné stavby a priemyselné závody. Nerezové spojovacie prvky podľa ISO 3506 odstraňujú koróziu ako spôsob poruchy pri vyšších nákladoch na materiál.