Korozija je glavni sovražnik
Prvi in najbolj očiten razlog za površinsko obdelavo je korozija. Vzmetna sponka, vijačna konica ali ribji vijak med delovanjem je izpostavljen vlagi, kisiku in kloridom iz slanega pršila, balastne vode in kemikalij za razledenitev, elektrokemična korozija, ki nastane, pa odstrani-nosilni del iz dela. Posledica ni le rja: sponka, ki izgubi 20 odstotkov preseka, izgubi togost in vpenjalno silo, konica z luknjičastimi navoji ob ponovnem-zategovanju odpade, vijak s korozijsko jamico pod glavo pa povzroči utrujenostno razpoko. Prevleka deluje na dva mehanizma: barierna zaščita, kjer plast fizično loči jeklo od elektrolita, in katodna zaščita, kjer cink prednostno korodira in ščiti jeklo pri praskah in odrezanih robovih. Prevleko je zato treba izbrati glede na debelino in oprijem ter preveriti na končnem delu, ker prevleka, ki se razsloji, ustvari korozijsko celico, ki je hujša kot brez prevleke.
Nadzor trenja in funkcija navoja
Površinska obdelava tudi določa, kako se sponka mehansko obnaša. Razmerje med navorom-in-prednapetostjo vijačnega spoja je odvisno od koeficienta trenja navoja in ležajne ploskve, prevleka pa ima glavni vpliv na ta koeficient: vroče{3}}cinkan navoj ima drugačno torno obnašanje kot galvaniziran navoj ali navoj, prevlečen s cinkovimi kosmiči, mazani premazi pa se uporabljajo, kjer je določen, ponovljiv rezultat zategovanja potrebno. Pogost nesporazum je, da cinkova prevleka zapolni vrzeli navoja in s tem poveča-izvlečni upor vijačne konice. Pravzaprav izvlečna-zmožnost vijačne konice izhaja iz oblike navoja, dolžine vpetja in trdnosti podlage, lesa ali moznika, ne pa od prevleke, debelina prevleke na navoju pa je namerno omejena, tako da se konica še vedno prilega svojemu mozniku in jo je mogoče priviti brez poškodb. Prevleka na navoju ščiti pred korozijo in nadzoruje trenje med zategovanjem; ne dodaja mehanske zadrževalne moči.
Primerjava postopkov premazovanja
Spodnja tabela povzema glavne zaščitne postopke, ki se uporabljajo na železniških pritrdilnih elementih, in njihove tipične uporabe.
| Proces | Tipična debelina | Referenčni standard | Najbolj{0}}primerna aplikacija |
|---|---|---|---|
| Vroče-cinkanje | 40-85 um na pritrdilnih elementih | ISO 10684, ISO 1461, GB/T 5267.3 | Sponke, konice, vijaki, plošče v izpostavljeni progi |
| Cink-aluminijevi kosmiči | 5-12 um | ISO 10683 | Visok{0}}sorniki, vzmetne sponke, nadzorovano trenje |
| Galvaniziran cink | 5-15 um | ISO 4042 | Lahka uporaba, v zaprtih prostorih, kjer se upravlja-pečenje |
| Cinkov difuzijski premaz | 15-45 um | GB/T 26110 | Vzmetne sponke visoko{0}}hitrostnih pritrdilnih sistemov |
| Nerjaveče jeklo | Brez premaza | ISO 3506 | Mokri tuneli, obalne elektrarne, korozivne industrije |
Vroče-cinkanje ostaja glavna izbira za izpostavljene tirnice, ker se plast cinkove-železove zlitine metalurško veže na jeklo in nudi debelo in trdno zaščito. prevleka iz cinkovih kosmičev je prednostna, kjer del ne sme videti vodika, kjer mora prevleka ostati tanka zaradi tolerance navojev ali kjer je potreben definiran koeficient trenja za vgradnjo-nadziranega navora. Cinkov difuzijski premaz, včasih imenovan šerardiziranje, daje trdo, enakomerno plast cinkovega-železa, ki ustreza vzmetnim sponkam, ker ne vpliva na temperaturo vzmeti in se upira obrabi zaradi stika z balastom.
Vodikova krhkost in visoko{0}}trdni pritrdilni elementi
Ena odločitev o premazu lahko pomeni razliko med vijakom, ki služi dvajset let, in tistim, ki se zaskoči brez opozorila: izbira postopka za utrjene pritrdilne elemente. Galvanizacija vnaša vodik v jeklo in na vijakih z razredom lastnosti 10,9 in več ali s trdoto nad približno 390 HV lahko vodik migrira do koncentracije napetosti in povzroči zapoznel zlom, razpoko, ki se pojavi ure ali dni po tem, ko je vijak zategnjen. Praksa ISO 4042 zahteva raz-peko zaradi krhkosti po galvaniziranju, vendar je zanesljiv inženirski odgovor za vijake gosenic popolnoma izogniti galvanizaciji utrjenih delov in uporabiti prevleko s cinkovimi kosmiči ali vroče-cinkanje, ki ne dovaja vodika. Ista logika velja za vzmetne sponke: kaljeno vzmetno jeklo je občutljivo na vodik in izbrani postopek ne sme tvegati krhkosti delovnega območja vzmeti.
Obraba, odrgnina in posebni primeri
Poleg korozije in trenja mora površinska obdelava preživeti mehansko okolje steze. Sponke in vijaki v bližini balasta opazijo obrabo zaradi kamnitega prahu in orodja za nabijanje, zato mora biti prevleka dovolj trda, da ostane nedotaknjena; sloji za difuzijo cinka in vroče-pomakanje se dobro obnesejo, medtem ko se tanka galvanizacija hitro obrabi. Na vmesniku med kovinskim pritrdilnim elementom in lesenim pragom ali plastičnim moznikom prevleka deluje tudi kot ločilo, ki zmanjšuje galvansko in abrazivno poškodbo podlage. Posebni primeri dopolnjujejo sliko: na-hitrostnih progah so vzmetne sponke običajno zaščitene s cinkovo difuzijsko prevleko ali cinkovimi kosmiči, da se združi odpornost proti koroziji z-varno obdelavo proti utrujenosti; v predorih in obalnih obratih pritrdilni elementi iz nerjavečega jekla po ISO 3506 v celoti odpravijo problem korozije ob višjih stroških; in na električno občutljivih območjih tirnega-vezja morajo prevleka in izolacijske komponente skupaj vzdrževati izolacijsko upornost pritrdilnega sistema v skladu s preskušanjem EN 13146-5. Izbirno pravilo je, da najprej določite okolje, mehanske zahteve in razred lastnosti, nato pa naj sledi premaz.
Pogosto zastavljena vprašanja
V1: Zakaj se površinska obdelava imenuje funkcionalni in ne kozmetični pritrdilni elementi?
Ker korozija odstrani-nosilni del, nadzor trenja odloči, ali podani navor daje določeno vpenjalno silo, in postopek nanašanja prevleke lahko vnese vodik v utrjeno jeklo. Vse tri vplivajo na varnost proge, ne na videz.
V2: Ali cinkova prevleka poveča-izvlečno trdnost vijačne konice?
Ne. Moč-izvleka izhaja iz oblike navoja, dolžine vpetja in trdnosti lesa ali moznika. Prevleka ščiti navoj in nadzoruje trenje pri zategovanju, njegova debelina na navoju pa je omejena, da ohrani prileganje.
V3: Kateri premaz je najboljši za vijak gosenice razreda 10.9?
prevleka s cinkovimi lističi po ISO 10683 ali vroče{1}}cinkanje. Oba preprečujeta nevarnost vodikove krhkosti zaradi galvanizacije kaljenega jekla, kar lahko povzroči zapozneli zlom po namestitvi.
V4: Kakšna je tipična debelina vročega-cinkanja na pritrdilnih elementih?
40 do 85 um, odvisno od velikosti niti in okolja, nadzorovano s toleranco niti. ISO 10684 in ISO 1461 določata razrede in način preverjanja.
V5: Zakaj so vzmetne sponke na-hitrostnih progah pogosto prevlečene z difuzijo cinka?
Postopek daje trdo, enakomerno plast cink-železa, ki ščiti vzmet, ne da bi vplivala na njeno stanje in brez tveganja vodika, in je bolj odporna proti obrabi balasta kot tanka galvanizacija.
V6: Kdaj je treba določiti pritrdilne elemente iz nerjavečega jekla?
Na trajno mokrih ali kemično agresivnih lokacijah, kjer vzdrževanje premaza ni praktično, kot so tuneli, obalne strukture in industrijski obrati. Nerjavni pritrdilni elementi po ISO 3506 odstranjujejo korozijo kot način okvare pri višjih stroških materiala.