Elektrokemična korozija in zaščita kovinskih komponent pritrdilnih elementov pod blodečim tokom
V1: Kako blodeči tok povzroči elektrokemično korozijo kovinskih komponent pritrdilnih elementov?
A1: Ko blodeči tok teče v tla iz tirnic in pritrdilnih elementov, na meji kovin-elektrolita (voda, vlažen beton) nastanejo korozijske mikro{0}}baterije. Kovinske komponente v območju anode izgubljajo elektrone in se raztopijo v rjo, kar povzroča luknjičasto, enakomerno tanjšanje in lomljenje. Večja gostota blodečega toka, višja vlažnost in boljša prevodnost tal pospešijo stopnjo korozije, ki je nekaj do desetkrat hitrejša od naravne korozije.
V2: Kakšne so razlike v morfologiji korozije in tveganju okvare med sponkami, vijaki in tulci?
A2: Sponke so izpostavljene zračnim in vibracijskim obremenitvam, v glavnem trpijo zaradi lukenj in lomljenja. Korozijske jame povzročajo koncentracijo napetosti in zmanjšujejo utrujenostno trdnost, kar vodi do zloma zaradi korozijske utrujenosti. Vijaki so podvrženi nateznim obremenitvam, pri čemer pride do korozije na navojih in prilegajočih se površinah, ki so nagnjeni k razpokanju zaradi napetostne korozije in nenadni odpovedi. Objemke znotraj betona so podvržene enakomerni zunanji koroziji in raztezanju, kar povzroči ohlapnost objemk in pokanje pragov, kar je strukturna okvara z velikimi težavami pri popravilu.
V3: Kakšne okoljske razmere na progi znatno pospešijo korozijo zaradi blodečega toka?
A3: Prvič, vlažna, deževna in obalna območja s slano meglo z visoko prevodnostjo elektrolitov. Drugič, tuneli in podzemni deli s slabo drenažo in dolgotrajno-vlago. Tretjič, odseki z umazanim balastom in malto v prahu, ki olajšajo difuzijo blodečega toka. Četrtič, glavne železnice z veliko vlečno obremenitvijo in visoko gostoto prometa. Petič, odseki s staro in poškodovano izolacijo tirov, ki povzročajo slab povratni tok in povečano uhajanje blodečega toka.
V4: Zakaj je korozijska utrujenost bolj usodna za življenjsko dobo sponk kot čista elektrokemična korozija?
A4: Čista korozija povzroči samo izgubo materiala z relativno počasnim slabljenjem življenjske dobe; korozijska utrujenost je posledica kombinacije korozivnega medija in izmenične vibracijske obremenitve. Korozija tvori jame kot vire razpok; izmenična napetost pospešuje širjenje razpok; produkti korozije se zagozdijo v konice razpok, da dodatno pospešijo pokanje. Zato zlom zaradi korozijske utrujenosti pogosto nima očitnega znaka z veliko krajšim ciklom odpovedi, kar predstavlja nenadno grožnjo prometni varnosti.
V5: Kako zgraditi popoln zaščitni sistem z vidika oblikovanja, materiala in delovanja?
A5: Pri načrtovanju okrepite povratni sistem vleke, optimizirajte ožičenje, izboljšajte izolacijo tirov in namestite drenažne naprave za zmanjšanje blodečega toka. Pri materialih uporabite vroče-cinkanje, Dacromet in druge dolgotrajne-proti{3}}korozijske premaze za sponke in vijake; uporabite tulke iz nerjavečega jekla ali proti-korozijo. Med delovanjem redno spremljajte ozemljitveni potencial in gostoto blodečega toka; preglejte korozijo in zamenjajte močno zarjavele komponente; popravite poškodovano izolacijo, očistite balast in vzdržujte drenažo, da preprečite elektrokemično korozijo.