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基本信息

項(xiàng)目名稱：
高鐵工務(wù)配件加載腐蝕試驗(yàn)裝置
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
目前錨固螺栓耐蝕性的檢測(cè)方法與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境不相符合，檢測(cè)結(jié)果無(wú)法反應(yīng)其實(shí)際使用性能，導(dǎo)致其壽命預(yù)期不準(zhǔn)確，影響列車運(yùn)行的安全性。本裝置主要采用彈簧作為加載工具，通過(guò)外加靜載荷和動(dòng)載荷兩種方式分別對(duì)錨固螺栓進(jìn)行加載腐蝕試驗(yàn)，模擬工務(wù)配件實(shí)際使用時(shí)的受力環(huán)境，使腐蝕試驗(yàn)結(jié)果更接近于實(shí)際應(yīng)用效果，更能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)工務(wù)配件的使用壽命。
詳細(xì)介紹：
錨固螺栓是高速鐵路重要的工務(wù)配件之一，在列車運(yùn)行時(shí)起到穩(wěn)定鋼軌的作用，環(huán)境腐蝕是該配件主要的失效方式。目前的檢測(cè)方法是中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)方法，在測(cè)試時(shí)僅對(duì)未受任何作用力的螺栓樣件進(jìn)行檢測(cè)，而實(shí)際使用中，由于螺栓是擰緊的，而且列車行駛時(shí)鋼軌會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，所以該螺栓受到較大的預(yù)緊力及軸向振動(dòng)載荷，會(huì)造成應(yīng)力腐蝕及電偶腐蝕。因此，目前的檢測(cè)方法與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境不相符合，檢測(cè)結(jié)果無(wú)法反應(yīng)其實(shí)際使用性能，導(dǎo)致其壽命預(yù)期不準(zhǔn)確，影響列車運(yùn)行的安全性。 本裝置主要采用彈簧作為加載工具，通過(guò)外加靜載荷和動(dòng)載荷兩種方式分別對(duì)錨固螺栓進(jìn)行加載腐蝕試驗(yàn)，模擬工務(wù)配件實(shí)際使用時(shí)的受力環(huán)境，使腐蝕試驗(yàn)結(jié)果更接近于實(shí)際應(yīng)用效果，更能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)工務(wù)配件的使用壽命。 在本裝置中，上下兩木板采用甲醛塑脂的材料，即電木板，可有效防止鹽霧的腐蝕。下板用地腳螺栓固定在水泥基座上，可防止電機(jī)振動(dòng)時(shí)因下板受彈簧作用力過(guò)大而發(fā)生損壞。在下板上固定一個(gè)柱子，柱子與上板留有一定的距離，使上板振動(dòng)時(shí)不會(huì)接觸到木棍。彈簧套在柱子上，彈簧的外層再套上橡膠管。這樣柱子對(duì)彈簧起到固定作用，使彈簧不會(huì)因變化的受力而震出。同時(shí)橡膠管將彈簧與環(huán)境隔開，保護(hù)彈簧不被腐蝕。在上下兩板間按實(shí)際使用的螺栓的尺寸鉆多個(gè)大小不一孔，將螺栓插入孔中，用螺母擰緊，并使彈簧處于壓縮狀態(tài)。在上板放置震動(dòng)電機(jī)，并用罩子罩住，防止電機(jī)外殼被鹽霧腐蝕。整個(gè)裝置置于一個(gè)罩子中，用鼓風(fēng)機(jī)將腐蝕氣體從鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱中通過(guò)進(jìn)氣孔引入到裝置中并從出氣口，將氣體導(dǎo)出，使整個(gè)裝置始終處在鹽霧的氣氛中。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先根據(jù)彈簧的胡克系數(shù)，可計(jì)算出加載載荷的大小和螺栓扭矩的大小。將加靜載和加動(dòng)載的螺栓放入裝置中，測(cè)定其最初出現(xiàn)銹點(diǎn)的時(shí)間，和未加載的螺栓最初出現(xiàn)銹點(diǎn)的時(shí)間進(jìn)行比較，可對(duì)實(shí)際環(huán)境下的使用期限進(jìn)行預(yù)測(cè)。 鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)，鹽霧中10小時(shí)不出銹即相當(dāng)于實(shí)際大氣環(huán)境中一年不出銹。本裝置試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)共滲處理的螺栓，按照現(xiàn)行不加載方式，120小時(shí)尚無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，表明此共滲處理方法符合鐵科院現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。但是，經(jīng)本試驗(yàn)裝置檢測(cè)，平均10小時(shí)即出現(xiàn)銹點(diǎn)，表明實(shí)際使用中一年左右即會(huì)出現(xiàn)銹蝕，與現(xiàn)實(shí)情況也相符。

作品圖片

  • 高鐵工務(wù)配件加載腐蝕試驗(yàn)裝置
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

錨固螺栓是高速鐵路重要的工務(wù)配件之一，在列車運(yùn)行時(shí)起到穩(wěn)定鋼軌的作用，腐蝕是該配件主要的失效方式，目前該螺栓已采用各種方法進(jìn)行防腐處理，檢測(cè)其抗蝕性的依據(jù)為GB/T10125-1997標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)方法，在測(cè)試時(shí)僅對(duì)未受任何作用力的螺栓樣件進(jìn)行檢測(cè)，而該螺栓實(shí)際是在較大的扭力及振動(dòng)載荷作用下使用的，扭力和振動(dòng)載荷均會(huì)對(duì)螺栓的抗蝕性造成較大的影響，因此目前的檢測(cè)方法與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境不相符合，檢測(cè)結(jié)果會(huì)對(duì)實(shí)際使用效果起到誤導(dǎo)作用，影響列車運(yùn)行的安全性。 本項(xiàng)目的目的就是設(shè)計(jì)一種模擬實(shí)際工況條件下錨固螺栓加載腐蝕試驗(yàn)裝置。在該裝置中主要采用彈簧作為加載工具，根據(jù)彈簧的胡克系數(shù)可以計(jì)算加載載荷的大小以及螺栓扭矩的大小。技術(shù)的關(guān)鍵是如何在動(dòng)載荷條件下進(jìn)行加載腐蝕試驗(yàn)，同時(shí)又保證加載裝置在腐蝕試驗(yàn)過(guò)程中不受腐蝕。要對(duì)工件在不加載、靜載荷、動(dòng)載荷條件下的抗腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)在實(shí)際環(huán)境下的使用期限進(jìn)行預(yù)測(cè)。此外本試驗(yàn)裝置可適用于多種尺寸、多種材料螺栓緊固件的腐蝕測(cè)試。而且當(dāng)螺栓實(shí)際使用時(shí)會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，可更換板材與螺栓相適應(yīng)，構(gòu)成電偶，真實(shí)反映材料使用時(shí)電化學(xué)腐蝕對(duì)材料的影響。

科學(xué)性、先進(jìn)性

與現(xiàn)有的不加載腐蝕試驗(yàn)方法相比，本裝置主要采用靜載荷和動(dòng)載荷兩種方式對(duì)錨固螺栓進(jìn)行加載腐蝕試驗(yàn)，模擬工務(wù)配件實(shí)際使用時(shí)的受力環(huán)境，使腐蝕試驗(yàn)結(jié)果更接近于實(shí)際應(yīng)用效果，更能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)工務(wù)配件的使用壽命，對(duì)保證列車的安全運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)意義。 現(xiàn)行多種腐蝕防護(hù)處理為在工件表面形成30-85μm厚防腐層，在現(xiàn)行不加載腐蝕試驗(yàn)方法下，由于防腐層的存在，顯示很好的耐蝕性。然而在實(shí)際使用過(guò)程中，因?yàn)殄^固螺栓受很大的應(yīng)力與扭矩，很薄的防腐層很容易遭到破壞，產(chǎn)生裂紋，因此在實(shí)際使用中很容易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。本裝置可檢驗(yàn)錨固螺栓在受應(yīng)力條件下的耐腐蝕性，對(duì)于評(píng)價(jià)防腐蝕處理方法具有重要價(jià)值。 參考文獻(xiàn)： [1]應(yīng)付釗.鍍鋅高強(qiáng)螺栓的工程應(yīng)用[J].鋼結(jié)構(gòu)，2010，25（2）：57-60. [2]吳興紅.南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋高強(qiáng)度螺栓實(shí)驗(yàn)概述[J].鐵道建筑，2010，（3）：1-3. [3]任艷然，王燕.外伸端板高強(qiáng)螺栓受拉連接的計(jì)算分析[J].鋼結(jié)構(gòu)，2010,25（3）：47-50.

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

暫無(wú)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

合作開發(fā)

作品可展示的形式

實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用時(shí)，先將錨固螺栓進(jìn)行加載，之后在腐蝕環(huán)境中進(jìn)行環(huán)境腐蝕的測(cè)定。錨固螺栓的使用對(duì)于高速鐵路來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，模擬錨固螺栓實(shí)際使用的環(huán)境進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，準(zhǔn)確測(cè)定其耐腐蝕時(shí)間，一方面可以加強(qiáng)腐蝕管理，避免過(guò)早更換錨固螺栓造成人力、材料的浪費(fèi)以及更換錨固螺栓不及時(shí)造成安全事故，可為國(guó)家節(jié)省大量經(jīng)濟(jì)成本；另一方面，對(duì)于錨固螺栓抗腐蝕性能的研究很有幫助，對(duì)于提高錨固螺栓抗腐蝕性能，減少腐蝕損失，提高經(jīng)濟(jì)效益是十分必要的。隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，本試驗(yàn)裝置必將廣泛應(yīng)用于其配件抗腐蝕性能的研究中，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 本試驗(yàn)裝置是以高鐵錨固螺栓為例進(jìn)行說(shuō)明的，實(shí)際可用于生活工程中各類緊固件的耐蝕性檢測(cè)，緊固件廣泛用于機(jī)械、車輛、船舶、橋梁等各方面，腐蝕失效是緊固件失效的主要形式，因此本裝置具有廣闊的市場(chǎng)前景。

同類課題研究水平概述

目前多采用懸掛式測(cè)緊固件的耐蝕性，測(cè)試過(guò)程中緊固件不受任何應(yīng)力。未見有緊固件加載測(cè)耐蝕性的研究。
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