Меню
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Эксплуатация и ремонт трамваев и троллейбусов

Коррозия элементов конструкции подвижного состава

Коррозия это самопроизвольное разрушение металла, возникающее при взаимодействии его с внешней средой. Результатом такого взаимодействия является образование продуктов коррозионного разрушения, сопровождаемое утратой прочностных свойств детали. Коррозионное разрушение начинается с поверхности, проявляясь в виде преобразования металла в окислы или гидраты окислов. Внешним признаком коррозии является налет оранжево-бурого цвета на черных металлах, белый или серый крупитчатый налет на алюминии и пятна зеленого или черного цвета на меди н ее сплавах. В зависимости от агрессивности среды и степени доступа кислорода процесс протекает интенсивно или медленно, на поверхности непрестанно осаждается плотная или рыхлая пленка продуктов коррозии. Электрохимическая коррозия является микрогальваническим процессом. В качестве анода и катода при этом выступают структурные составляющие металла (граница и сердцевина зерна, напряженный и ненапряженный участок металла, чистый металл и его ^окислы). Для возникновения и поддержания электрохимической коррозии требуется наличие точек или участков с различными потенциалами. Причем, анодные участки подвергаются растворению, так как обладают более высоким потенциалом. Коррозия под воздействием атмосферных условий развивается при нормальных давлении и температуре. Мельчайшие частицы воды, всегда имеющиеся в воздухе, содержат соли, щелочи и кислоты, чем создают необходимые условия для образования микрогальванических пар. Интенсивность разрушения поверхности зависит от состава металла, температуры и содержания в атмосфере агрессивных агентов, а также от наличия на поверхности защитных покрытий или разрушений в поверхностной пленке металла. При воздействии на коррозируемую поверхность металла механических нагрузок снижается его выносливость, т. е. возникают коррозийная усталость и, как следствие, растрескивание и коррозионное нарушение посадок в сопряжениях. Коррозия при этом способствует возникновению концентраторов напряжений и развитию микротрещин. Коррозионное растрескивание проявляется в металле, находящемся под статическим напряжением. Отсутствие видимых повреждений металла, находящегося под напряжением в агрессивной среде, приводит к внезапному его разрушению из-за уменьшения межкристаллитной прочности. Колебания контактирующих поверхностей с малой амплитудой, вызывающие незаметное относительное перемещение поверхностей контакта (прессовая или горячая посадки), при воздействии агрессивной среды приводят к их разрушению. Интенсивность процесса разрушения зависит от циклов относительных перемещений в единицу времени и амплитуды колебаний. Особенно на границе зоны этих перемещений происходит периодическое разрушение и восстановление защитной окиснон плойки.

Смазка контактирующих поверхностей ие устраняет развития коррозии. Для этого необходимы Специальные технологические приемы: фосфатирование с последующей смазкой парафином, покрытие свинцовыми белилами с добавкой дисульфида молибдена и т. п. Причиной интенсификации коррозии являются и местные разрушения поверхностной структурной пленки металла, например, при сверлениях для установки всякого рода болтовых, заклепочных, винтовых и других разъемных соединений. Применение оцинкованных или кадмированных нормалей, использование стойких антикоррозионных и декоративных покрытий, совершенствование технологии нанесения этих покрытий обеспечивают повышение коррозионной стойкости металла и рост долговечности кузова, а следовательно, и подвижного состава в целом. При контакте разнородных металлов атмосферная влага может играть роль электролита, что также ускоряет процесс коррозии. Интенсивность его зависит от соотношения площадей, находящихся в контакте металлов, которые выступают в данном случае в роли катода и анода. Так как катодом всегда является более благородный металл пары, то рационально при необходимости алюминиевые заклепки ставить на стальной лист, нежели стальные на алюминиевый лист. В подвижном составе трамвая и троллейбуса коррозии наиболее подвержены элементы кузова. Этому способствуют неплотности в прилегании листов обшивки кузова и разность температур при эксплуатации подвижного состава в салоне и окружающей среды. Дождевая вода и вода при ежедневной мойке подвижного состава через неплотности проникают под обшивку и оседают на элементах конструкции. На них также конденсируется влага вследствие разности температур внутри и вне салона. Коррозию, развивающуюся в кузовах подвижного состава, можно классифицировать по механизму протекания (химическая или газовая и электрохимическая), по условиям возникновения (атмосферная, щелевая, контактная, под напряжением, кавитационная), по типу разрушения (сплошная и местная точечная, язвенная, нитяная). Оценить коррозионное разрушение возможно различными методами. Наибольшее распространение получили следующие методы: контрольные замеры толщины образца и глубины слоя продуктов коррозии, в результате чего удается установить ее интенсивность (мм/год); определение изменения массы (г/м2ч); количественный анализ пробы путем растворения продуктов коррозии (г/м2-ч); определение количества выделившегося водорода или поглощенного кислорода (см3/м2); определение изменения электрического сопротивления (%). Все эти методы основаны на удалении продуктов коррозии и взвешивании образца, что является сложной операцией, а результаты, полученные этими методами, недостаточно точны. Так как продукты коррозии металла обладают магнитными свойствами, отличными от свойств металла, а слой продуктов коррозии можно рассматривать как слой немагнитного покрытия стального листа, то по измерению магнитного сопротивления цепи, включающей толщину металла и продуктов коррозии на нем, можно судить о величине коррозионного разрушения. Толщину коррозионного слоя при использовании таких приборов можно отсчитать по стрелочному индикатору, градуированному в микронах.

Старение материалов

Под старением понимают изменения, происходящие в материале вследствие воздействия внешней среды и условий работы. Старение может сопровождаться не только ухудшением, но и улучшением свойств материала. Поэтому, иногда, естественное и искусственное старение является одним из технологических приемов придания материалам необходимых свойств. Однако в большинстве случаев и, в частности, при эксплуатации подвижного состава старение материалов приводит к снижению его надежности. При этом старение рассматривают как процесс нежелательного, но неизбежного изменения с течением времени физико-механических свойств материала, таких, как прочность, твердость, пластичность, электропроводность, стойкость против агрессивных сред и т. д. Интенсивность процесса старения зависит главным образом от знания величины нагрузки, ее характера и режима нагружения деталей. Действующие нагрузки вызывают постоянные и необратимые нарушения структуры материала. Старению подвержены практически все материалы, применяемые в городском электрическом транспорте, но особенно изоляционные, резинотехнические и лакокрасочные покрытия. В результате старения постепенно ухудшаются их свойства под воздействием химически активных веществ, механических нагрузок, электрического поля, атмосферы воздуха, температуры и ее колебаний, влаги и т. д. В результате электроизоляционные материалы теряют эластичность, утрачивают электрическую и механическую прочность, а лакокрасочные покрытия теряют защитные качества, так как ухудшается их пластичность, происходит растрескивание, отслаивание. При нарушении целостности поверхностной пленки (истирание, прокол, трещина и т. д.) открывается доступ для проникновения воздуха и влаги внутрь слоя покрытия, что ускоряет разрушение изоляции или краски. Старение пластических масс происходит интенсивнее под воздействием тепла, света, воды, кислорода и т. д. В результате старения ухудшаются их механические свойства, снижаются проч

ость и пластичность, увеличивается хрупкость. При старении резинотехнических изделий уменьшается их эластичность, ухудшаются диэлектрические свойства, повышается хрупкость, в результате чего появляются трещины на поверхности и т. д.

Пластмассовые, изоляционные, лакокрасочные и резинотехнические изделия, используемые в подвижном составе, необходимо периодически принудительно заменять или восстанавливать с .целью повышения долговечности узлов, агрегатов и кузова.

Реклама