Dyluniad Diogelu Cyrydiad Galfanig ar gyfer Rheiliau a Systemau Cau
Pam mae cyrydiad galfanig yn digwydd rhwng rheiliau a bolltau?
Mae rheiliau wedi'u gwneud yn bennaf o ddur carbon neu ddur aloi isel, tra bod bolltau'n defnyddio dur aloi cryfder uchel. Mae gan y ddau ddeunydd botensial electrod gwahanol, gan ffurfio cell galfanig mewn amgylcheddau electrolyte fel lleithder a halen. Mae gan reiliau botensial electrod is, yn gweithredu fel anodau ac yn cael cyrydiad ocsideiddiol (rhydu); mae gan bolltau botensial uwch, gan weithredu fel catodau-er yn llai cyrydol eu hunain, maent yn cyflymu cyrydiad anod (rheilffordd). Mae angen tri chyflwr ar gyrydiad galfanig: gwahaniaeth potensial materol, amgylchedd electrolyte (ee, dŵr glaw, lleithder pridd), a chysylltiad trydanol rhwng metelau. Mae traciau'n cael eu hamlygu yn yr awyr agored-tymor hir; mae dŵr glaw a halen yn yr aer yn ffurfio ffilm electrolyte, sy'n galluogi cyrydiad galfanig. Mae'r cyrydiad hwn yn difrodi-cysylltiadau bolltau rheilffyrdd, yn lleihau cryfder y cysylltiad, a hyd yn oed yn achosi peryglon diogelwch.
Beth yw prif beryglon cyrydiad galfanig i systemau tracio?
Mae cyrydiad galfanig yn achosi rhwd o amgylch tyllau bolltau rheilffyrdd, gan ehangu agorfeydd a chynyddu cliriad ffit rhwng bolltau a rheiliau, gan arwain at gysylltiadau rhydd a llai o sefydlogrwydd trac. Mae cyrydiad difrifol yn gwanhau cryfder trawstoriad y rheilffordd, gan wneud rheiliau'n dueddol o graciau dan lwyth a byrhau bywyd gwasanaeth. Er mai catodau yw bolltau, mae eu haenau arwyneb yn diraddio oherwydd cyrydiad hirdymor, gan achosi rhwd bolltau a llai o raglwyth. Mae cyrydiad galfanig hefyd yn amharu ar ddargludedd cylched trac, gan ymyrryd â thrawsyriant signal ac achosi rheolaeth gweithrediad trên annormal. Mewn ardaloedd arfordirol a llaith, mae cyrydiad galfanig yn cyflymu, gan leihau bywyd cydrannau o dros 50% a chynyddu costau cynnal a chadw yn sylweddol.
Sut i leihau cyrydiad galfanig trwy baru deunyddiau?
Yr egwyddor graidd yw dewis cyfuniadau deunydd â photensial electrod tebyg i leihau gwahaniaeth potensial. Er enghraifft, os yw rheiliau'n defnyddio dur carbon U71MnG, gellir paru bolltau â'r un math o bolltau dur aloi isel i leihau'r gwahaniaeth posibl. Osgoi cysylltiad uniongyrchol rhwng bolltau dur di-staen a rheiliau dur carbon cyffredin-mae eu gwahaniaeth potensial mawr yn achosi cyrydiad galfanig difrifol. Os oes angen bolltau dur di-staen, defnyddiwch ddur di-staen martensitig (sy'n agosach at ddur carbon) yn lle dur di-staen austenitig. Gall rheilffyrdd cludo trwm ddefnyddio bolltau aloi sy'n gwrthsefyll cyrydiad, sy'n cyfateb yn agosach i botensial rheiliau tra'n cynnig cryfder uwch. Mae dewis deunyddiau hefyd yn ystyried ffactorau amgylcheddol: mae ardaloedd arfordirol yn blaenoriaethu mwy o gyfuniadau sy'n gwrthsefyll cyrydiad i atal cyrydiad galfanig ymhellach.
Pa rôl y mae amddiffyniad inswleiddio yn ei chwarae wrth atal cyrydiad galfanig?
Mae amddiffyniad inswleiddio yn atal cyrydiad galfanig yn sylfaenol trwy rwystro cysylltiadau trydanol rhwng rheiliau a chydrannau cau, gan amharu ar ffurfio celloedd galfanig. Mae cydrannau insiwleiddio cyffredin yn cynnwys blociau mesurydd inswleiddio, padiau inswleiddio, a wasieri inswleiddio, wedi'u gosod rhwng rheiliau a bolltau / platiau gwasgu. Fel arfer mae wasieri inswleiddio wedi'u gwneud o neilon cryfder uchel neu resin epocsi gyda gwrthiant inswleiddio Mwy na neu'n hafal i 1×10⁸Ω, gan rwystro dargludiad cerrynt i bob pwrpas. Mae blociau mesurydd inswleiddio nid yn unig yn darparu inswleiddio ond hefyd yn addasu mesurydd, gan wasanaethu pwrpas deuol. Mewn rheilffyrdd trydan, mae amddiffyniad inswleiddio yn atal cerrynt crwydr rhag cyflymu cyrydiad galfanig tra'n sicrhau gweithrediad cylched trac arferol. Mae amddiffyniad inswleiddio yn gost-effeithiol ac yn effeithlon, gan ddod yn ddull prif ffrwd ar gyfer atal cyrydiad galfanig mewn systemau trac.
Beth yw'r gwahaniaethau mewn dyluniad amddiffyn cyrydiad galfanig ar draws gwahanol amgylcheddau?
Mewn amgylcheddau chwistrellu halen arfordirol, yn ogystal â diogelu inswleiddio, mae haenau gwrth-cyrydu cydrannau yn cael eu huwchraddio (ee, galfaneiddio dip poeth + cotio selio) i wella ymwrthedd chwistrellu halen. Mewn ardaloedd sych mewndirol, gellir symleiddio amddiffyniad-gan ganolbwyntio ar wasieri insiwleiddio + haenau gwrth-cyrydiad cyffredin i leihau costau. Mewn ardaloedd llaith a glawog, mae dyluniad sêl ar gyfer cydrannau inswleiddio yn cael ei gryfhau i atal ymdreiddiad lleithder a chynnal effeithiolrwydd inswleiddio. Mewn rhanbarthau alpaidd, mae deunyddiau insiwleiddio yn defnyddio amrywiadau tymheredd isel wedi'u haddasu i osgoi brau oerfel a methiant inswleiddio. Mae angen cydrannau insiwleiddio uchel (gwrthiant inswleiddio Yn fwy na neu'n hafal i 1×10¹⁰Ω) ar reilffyrdd trydan tra'n gwella draeniad cerrynt crwydr i leihau'r cyrydiad carlam cerrynt.