Pięć mechanizmów starzenia, które zabijają podkładki szynowe
Podkładki kolejowe zawodzą, tracąc swoją elastyczność, a każde środowisko powoduje charakterystyczny mechanizm starzenia: starzenie termo-tlenowe spowodowane ciepłem i tlenem na gorących liniach południowych; starzenie się-fotooksydacyjne spowodowane promieniowaniem ultrafioletowym-na dużych wysokościach i na obszarach pustynnych; starzenie się w niskiej-temperaturze w wyniku cykli zamarzania-rozmrażania na liniach alpejskich; starzenie się w mgle solnej na liniach przybrzeżnych; i starzenie-chemiczne w korytarzach przemysłowych. W praktyce współdziała ze sobą kilka mechanizmów: linia pustynna jest gorąca,-bogata w promieniowanie UV i zakurzona, podczas gdy linia przybrzeżna łączy w sobie sól, wilgoć i ciepło.
Zjawiska awarii według typu starzenia
| Typ starzenia | Zjawiska awarii |
|---|---|
| Termo-oksydacyjny | Utwardzanie i kruchość powierzchni, pęknięcia sieci, wzrost modułu sprężystości, utrata buforowania |
| Foto-utleniacz | Kredowanie powierzchni, blaknięcie, rozluźnienie warstwy wierzchniej, gwałtowny spadek wytrzymałości na rozciąganie |
| Niska-temperatura | Przesunięcie zeszklenia, utrata elastyczności, kruche pękanie w niskich temperaturach |
| Spray solny | Korozja zbrojenia metalowego, rozwarstwienie, powstawanie pęcherzy, utrata nośności |
| Chemiczny | Pęcznienie, mięknięcie lub pękanie w zależności od medium |
Projektowanie materiałów dla linii alpejskich
Linie alpejskie wymagają, aby podkładka zachowała elastyczność w temperaturze minus 40 stopni C i poniżej, dlatego celem projektowym jest niska temperatura zeszklenia. Mieszanki gumowe-odporne na zimno, takie jak mieszanki na bazie polibutadienu- lub modyfikowany poliuretan, zastępują zwykły kauczuk naturalny; Plastyfikatory-odporne na zimno zwiększają elastyczność łańcucha molekularnego, a dodatki zapobiegające zamarzaniu zapobiegają zamarzaniu wody wewnętrznej i pękaniu podkładki. Rezultatem jest podkładka, która zachowuje swoją elastyczność i odporność na pełzanie nawet podczas powtarzających się cykli zamrażania-rozmrażania, zamiast pękać.
Projekt konstrukcyjny linii przybrzeżnych
Mgiełka solna wnika w krawędzie podkładki i atakuje metalowe wzmocnienia. Solidnym rozwiązaniem jest w pełni nie-metalowa konstrukcja:-tkanina z włókien o wysokiej wytrzymałości zastępuje tradycyjne wzmocnienie ze stali lub metalowej siatki, więc wewnątrz podkładki nie ma nic, co mogłoby korodować. Na powierzchnię nakładana jest gęsta,-rozpylona sól-powłoka stanowiąca fizyczną barierę, a krawędzie podkładki są uszczelnione przed wtargnięciem. Taka struktura utrzymuje nośność-bez rozwarstwiania i pęcherzy występujących w przypadku podkładek-wzmocnionych metalem.
Na-Ocenie starzenia się witryny
Ocena terenowa łączy wygląd z dwoma szybkimi testami wydajności. Wzrokowo poszukaj pęknięć, kredowania, stwardnień, pęcherzy lub rozwarstwień i oceń ich nasilenie. Następnie zmierz twardość Shore'a za pomocą przenośnego twardościomierza: zmiana o ponad 15 procent w porównaniu z nową-wartością podkładki wskazuje na poważne starzenie się. Na koniec zmierz współczynnik odbicia; gdy spadnie poniżej 80 procent wartości projektowej, podkładka traci swoją funkcję buforującą i należy ją wymienić. Używanie zarówno wyników dotyczących wyglądu, jak i wydajności pozwala uniknąć zarówno-zastępowania niedostatecznego, jak i nadmiernego-zastępowania.
Standardy testowania i specyfikacja zamówień
Przyspieszone starzenie jest weryfikowane w laboratorium:-starzenie w piecu z gorącym powietrzem zgodnie z GB/T 3512 (odpowiednik ISO 188) w określonej temperaturze i czasie trwania, a następnie kontrola twardości, rozciągania i odbicia; działanie w niskiej-temperaturze w teście punktu kruchości; oraz odporność na trudne warunki środowiskowe według testu-poziomu mocowania opisanego w EN 13146-6. W specyfikacji zakupu należy podać oczekiwaną trwałość modułu po starzeniu (na przykład nie więcej niż 10% zmiany w ciągu 5 lat w przypadku linii dużych prędkości), zakres twardości według Shore'a i wymaganie odbicia. Wymagaj raportu z testu starzenia wraz z certyfikatem materiałowym.
Często zadawane pytania
Dlaczego podkładki szynowe twardnieją na gorących liniach?
Ciepło i tlen powoli sieciują i utleniają gumę, podnosząc moduł sprężystości i powodując kruchość powierzchni. Efekt jest przyspieszany powyżej temperatury podkładki wynoszącej około 60 stopni C i przy dużej ekspozycji na tlen.
Jak rozpoznać na miejscu, czy podkładka za bardzo się zestarzała?
Skorzystaj z testu łączonego: widoczne pęknięcia lub kredowanie oraz zmiana twardości w skali Shore'a powyżej 15 procent lub współczynnik odbicia poniżej 80 procent wartości projektowej oznaczają, że należy wymienić.
Czy podkładki-wzmocnione metalem nie nadają się do linii przybrzeżnych?
Wymagają pełnego uszczelnienia i pokrycia, a nawet wtedy warstwy metalu z czasem korodują. Podkładka nie-wzmocniona włóknem metalowym- całkowicie usuwa ścieżkę korozji i jest preferowaną konstrukcją przybrzeżną.
Jaka jest różnica między starzeniem a zestawem kompresyjnym?
Starzenie się to długoterminowa-degradacja chemiczna samej gumy, natomiast odkształcenie po ściskaniu to trwałe odkształcenie pod wpływem długotrwałego obciążenia. Obydwa zmniejszają wydajność i oba są testowane oddzielnie; określ limity dla każdego.
Jaki certyfikat powinien dostarczyć dostawca podkładek?
Certyfikat materiałowy, raport z testu przyspieszonego starzenia (GB/T 3512 lub ISO 188), raport z testu w niskiej-temperaturze, jeśli jest to wymagane, oraz raporty dotyczące wymiarów i twardości partii.