Korosi-Tahan dan Aus-Teknologi Pelapisan Komposit Tahan untuk Pelat Rel dan Masa Pakainya yang Lebih Baik
Apa struktur inti dan fungsi setiap lapisan lapisan komposit anti-korosi dan-tahan aus untuk pelat penekan rel?
Struktur inti lapisan komposit anti-korosi dan-tahan aus untuk pelat tekanan rel adalah struktur komposit tiga-lapisan darilapisan bawah seng yang disemprotkan termal + lapisan transisi keramik + lapisan atas tungsten karbida. Setiap lapisan memiliki pembagian kerja dan perlindungan kolaboratif yang jelas, sehingga membentuk sistem perlindungan yang padat. Lapisan bawah adalah lapisan seng yang disemprotkan termal dengan ketebalan 80-100μm, dibuat melalui proses penyemprotan termal busur. Lapisan seng dapat membentuk ikatan metalurgi dengan substrat pelat penekan (baja Q355) dengan kekuatan ikatan lebih besar dari atau sama dengan 60MPa. Sebagai anoda korban, seng dapat mencegah substrat dari korosi elektrokimia melalui perlindungan elektrokimia. Sekalipun lapisan tersebut mengalami kerusakan kecil, lapisan tersebut dapat terus melindungi substrat pelat penekan. Lapisan tengah adalah lapisan transisi keramik dengan ketebalan 30-40μm, dibuat melalui proses penyemprotan plasma, sebagian besar terdiri dari keramik alumina, dengan sifat kekerasan dan ikatan yang sangat baik. Di satu sisi, ini dapat secara efektif mengurangi perbedaan kinerja antara lapisan seng bawah dan lapisan tungsten karbida atas, menghindari retaknya lapisan yang disebabkan oleh koefisien ekspansi termal yang berbeda; di sisi lain, dapat membentuk lapisan isolasi padat untuk mencegah penetrasi media korosif eksternal ke lapisan bawah. Lapisan atas adalah lapisan tahan aus tungsten karbida dengan ketebalan 150{18}}200μm, dibuat melalui proses penyemprotan bahan bakar oksigen berkecepatan tinggi (HVOF). Tungsten karbida memiliki kekerasan lebih besar atau sama dengan HV1200, dengan ketahanan aus dan ketahanan benturan yang sangat-tinggi, yang dapat menahan keausan akibat partikel abrasif rel roda-dan keausan gerusan air hujan, serta merupakan lapisan pelindung utama pelat penekan yang tahan aus. Ketebalan total lapisan tiga lapis dikontrol pada 260-340μm, porositas keseluruhan lapisan kurang dari atau sama dengan 1%, tanpa lubang kecil, retakan dan cacat lainnya, mewujudkan perlindungan terpadu anti korosi dan ketahanan aus.
Apa perbedaan kinerja pelindung antara pelat penekan dengan lapisan komposit dan pelat penekan tradisional dengan lapisan tunggal?
Perbedaan kinerja pelindung antara pelat penekan dengan lapisan komposit dan pelat penekan tradisional dengan lapisan tunggal terutama tercermin dalam tiga aspek: kinerja anti-korosi, ketahanan aus, dan daya rekat lapisan. Dalam hal kinerja anti-korosi, setelah 1000 jam uji semprotan garam netral, permukaan pelat penekan dengan lapisan komposit tidak memiliki karat merah dan melepuh, hanya sedikit karat putih di sudutnya. Namun, pelat tekanan tradisional dengan lapisan seng yang disemprotkan termal memiliki karat merah yang jelas setelah 500 jam uji semprotan garam, dan pelat tekanan tradisional dengan lapisan resin epoksi tunggal memiliki lapisan yang melepuh dan rontok setelah 300 jam pengujian. Dalam hal ketahanan aus, kehilangan volume keausan pelat penekan dengan lapisan komposit kurang dari atau sama dengan 0,05cm³ (uji keausan roda karet pasir kering), yaitu 1/10 pelat penekan tradisional dengan lapisan seng tunggal dan 1/3 pelat penekan tradisional dengan lapisan tahan aus tunggal. Pada lapisan pemberat dengan banyak partikel abrasif, masa pakai dapat ditingkatkan lebih dari 8 kali lipat. Dalam hal daya rekat lapisan, kekuatan ikatan lapisan komposit lebih besar dari atau sama dengan 50MPa, dan lapisan tidak rontok atau retak setelah uji getaran 1×10⁶. Kekuatan ikatan lapisan tunggal tradisional hanya 20-30MPa, dan lapisan tersebut rentan terkelupas dan terkelupas setelah getaran 2×10⁵. Selain itu, pelat penekan dengan lapisan komposit memiliki ketahanan perubahan suhu yang lebih baik. Setelah uji siklus suhu pada -40 derajat ~80 derajat, lapisan tidak mengalami keretakan dan lengkungan, sedangkan pelat penekan berlapis tradisional rentan terhadap retak rapuh pada siklus suhu ini, dan kinerja pelindungnya sangat berkurang.
Apa persyaratan adaptasi ketebalan lapisan komposit untuk pelat tekanan rel di lingkungan layanan yang berbeda?
Inti dari persyaratan adaptasi ketebalan lapisan komposit untuk pelat tekanan rel di lingkungan layanan yang berbeda adalah menyesuaikan rasio ketebalan lapisan tiga-lapisan agar sesuai dengan intensitas korosi dan tingkat keausan lingkungan. Lingkungan semprotan garam tinggi di pesisir pantai memiliki intensitas korosi yang tinggi dan tingkat keausan sedang, dan ketebalan total lapisan yang disesuaikan adalah 320-340μm, di mana lapisan bawah seng yang disemprotkan termal menebal menjadi 90-100μm untuk memperkuat kapasitas anti-korosi elektrokimia, lapisan transisi keramik adalah 40μm, dan lapisan atas tungsten karbida adalah 190-200μm, menyeimbangkan perlindungan tahan aus. Lingkungan berdebu di pedalaman memiliki tingkat keausan yang tinggi dan intensitas korosi yang rendah, dan ketebalan total lapisan yang disesuaikan adalah 300-320μm, lapisan bawah seng yang disemprotkan termal adalah 80-90μm, lapisan transisi keramik adalah 35-40μm, dan lapisan atas tungsten karbida menebal hingga 185-195μm, dengan fokus pada peningkatan ketahanan aus. Lingkungan pegunungan dan lembab memiliki tingkat korosi dan keausan sedang, tetapi kisaran suhu yang besar, dan ketebalan total lapisan yang disesuaikan adalah 280-300μm, lapisan bawah seng yang disemprotkan termal adalah 85-90μm, lapisan transisi keramik adalah 35μm, dan lapisan atas tungsten karbida adalah 160-175μm, mengoptimalkan ketebalan lapisan untuk meningkatkan ketahanan terhadap perubahan suhu dan menghindari retak lapisan yang disebabkan oleh tekanan suhu. Lingkungan gelap dan lembab di terowongan memiliki intensitas korosi yang tinggi, tingkat keausan yang rendah dan lebih sedikit debu, dan ketebalan total lapisan yang disesuaikan adalah 260-280μm, lapisan bawah seng yang disemprotkan termal adalah 90-100μm, lapisan transisi keramik adalah 30-35μm, dan lapisan atas tungsten karbida adalah 140-155μm, memperkuat perlindungan anti-korosi sekaligus mengontrol ketebalan lapisan untuk mengurangi dampak tekanan suhu. Lapisan di bawah semua lingkungan memastikan porositas Kurang dari atau sama dengan 1% untuk memastikan kekompakan sistem perlindungan.
Apa saja poin proses persiapan utama dan standar deteksi lapisan komposit untuk pelat tekanan rel?
Titik-titik proses persiapan utama pelapisan komposit untuk pelat tekanan rel terkonsentrasi diperlakuan awal substrat, parameter penyemprotan berlapis, dan pengawetan pasca{0}}perawatanuntuk memastikan lapisan menyatu dengan kuat dengan substrat dan kinerjanya memenuhi standar. Perlakuan awal substrat mengadopsi proses derusting sandblasting, bahan abrasif sandblasting adalah korundum coklat dengan ukuran partikel 0,8-1,2 mm, tekanan sandblasting 0,6-0,8MPa. Setelah perawatan, kekasaran permukaan substrat mencapai Ra50-Ra80μm, dan kebersihan permukaan mencapai tingkat Sa2.5, tanpa karat, noda minyak dan kerak oksida, memberikan morfologi permukaan yang baik untuk ikatan lapisan. Penyemprotan berlapis perlu mengontrol parameter proses setiap lapisan secara tepat: lapisan bawah seng yang disemprotkan termal mengadopsi penyemprotan termal busur dengan diameter kawat seng 2,0 mm, tegangan penyemprotan 30-35V, arus 200-250A, dan jarak penyemprotan 150-200mm; lapisan transisi keramik mengadopsi penyemprotan plasma dengan kekuatan penyemprotan 30-40kW, jarak penyemprotan 80-100mm, dan laju pengumpanan bubuk 20-30g/menit; lapisan atas tungsten karbida mengadopsi penyemprotan HVOF dengan propana sebagai bahan bakar penyemprotan, tekanan penyemprotan 0,7-0,8MPa, dan jarak penyemprotan 300-350mm. Setelah penyemprotan, perawatan pasca perawatan dilakukan: pelat penekan ditempatkan dalam oven pada suhu 180-200 derajat selama 2-3 jam untuk menghilangkan tekanan internal pada lapisan dan meningkatkan daya rekat lapisan. Dalam hal standar deteksi, kekuatan ikatan lapisan lebih besar dari atau sama dengan 50MPa, dan porositasnya kurang dari atau sama dengan 1%; tidak ada karat merah setelah uji semprotan garam 1000 jam, dan kehilangan volume uji keausan roda karet pasir kering kurang dari atau sama dengan 0,05cm³; tidak ada retak dan jatuhnya lapisan setelah uji siklus suhu (-40 derajat ~80 derajat, 50 siklus). Rasio pemeriksaan pengambilan sampel setiap batch pelat tekanan lebih besar dari atau sama dengan 5%, dan produk yang tidak memenuhi syarat perlu disemprot ulang.
Apa saja-titik perlindungan pemasangan dan pemeliharaan pelat tekanan rel dengan lapisan komposit?
Perlindungan pemasangan dan pemeliharaan pelat tekanan rel dengan lapisan komposit di lokasi perlu diperhatikanperlindungan lapisan dan kesesuaian pemasanganuntuk menghindari kerusakan lapisan yang mempengaruhi efek perlindungan. Sebelum pemasangan, periksa kondisi lapisan pelat penekan, dan larang keras penggunaan pelat penekan dengan lapisan yang tergores, rontok, dan terbentur. Pada saat yang sama, gunakan sling lembut dan bantalan pelindung selama pengangkatan dan penanganan pelat penekan untuk menghindari kontak langsung perkakas keras dengan lapisan dan mencegah goresan lapisan. Selama pemasangan, permukaan kontak pelat penekan dengan rel dan alas harus dibersihkan tanpa kotoran dan gerinda, posisi pemasangan pelat penekan harus sejajar secara akurat, celah kesesuaian dengan rel kurang dari atau sama dengan 0,2 mm, dan pengencangan baut mengadopsi urutan silang simetris dengan torsi pengencang yang diterapkan sesuai dengan persyaratan desain (350-400N·m untuk rel 60kg/m) untuk menghindari retaknya lapisan yang disebabkan oleh deformasi pelat tekanan karena berlebihan torsi. Setelah pemasangan, aplikasikan sealant anti-korosi khusus pada bagian yang rentan seperti sudut dan lubang baut pelat penekan untuk memperkuat perlindungan lokal. Siklus pemeriksaan perawatan harian adalah 6 bulan, dengan fokus pada pemeriksaan apakah lapisan tergores, retak dan rontok, dan apakah pelat penekan mengalami korosi dan keausan. Jika lapisan memiliki sedikit goresan, perbaiki dengan bahan perbaikan khusus tepat waktu; jika area pelapisan lebih besar dari atau sama dengan 5cm² atau muncul karat merah, ganti pelat penekan tepat waktu. Selain itu, setelah periode hujan dan salju mencair, bersihkan akumulasi air dan sisa bahan pencairan salju di permukaan pelat penekan tepat waktu untuk mencegah adhesi media korosif dalam jangka panjang.