攻克城市轨道交通金属构件防腐难题的新技术——锌镍渗层防腐技术
2024-06-29 10:17:52发布 浏览147次 信息编号:77016
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攻克城市轨道交通金属构件防腐难题的新技术——锌镍渗层防腐技术
中国科技成果\2010\第17期\
科技计划成果
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DOI:10.3772/j.issn.1009-5659.2010.17.010
为攻克城市轨道交通金属构件防腐技术难题,
经过多年的精心研究和反复试验,
通过试验,我们开发出了不排放“三废”、耐酸雨腐蚀、耐磨、耐冲击的产品。
轨道交通金属构件重防腐表面处理新技术
技术——“锌镍扩散层防腐技术”。
该技术已在重庆轻轨3号线、地铁1号线指板系统中应用。
一线轨道扣件全面采用;2007年12月应用于重庆轻轨
历时近三年,2号线动物园段指板系统防腐处理工程顺利完工。
广州地铁四号线轨道扣件经检测合格,未出现锈蚀现象。
2008年5月开始采用锌镍防腐技术,到现在已经一年半了。
锈斑又出现了;与此同时,我们还为渝湘铁路复线桥梁配套了T型钢。
武汉高铁桥道钉是城市轨道交通的金属结构件。
解决零部件防腐蚀问题取得重大突破。
该技术已列入国家中小企业技术创新基金
2009年第二批核准项目“国家重大项目高性能锌镍”
渗碳层新材料及其金属防腐应用技术”。
1、城市轨道交通金属构件防腐的重要性
城市轨道交通金属构件长期暴露在野外。
经受住日晒雨淋,
受城市酸雨影响
雾或海盐雾侵入
日食。乘坐重庆轻轨2
例如,2号线建设时采用的关西风格涂装
油漆、热镀锌、达克罗、镀锌或二次或三次精加工
所采用的达克罗或环氧富锌氟碳漆及热喷铝不适用于
重庆气候条件下轨道梁钢结构防腐要求、指形板拼装
许多指板出现剥落、油漆脱落、生锈等现象。
部分路段指板螺栓腐蚀断裂,螺栓与指板
座孔腐蚀加固质量问题严重,对轨道列车的正常运营造成很大影响。
这留下了严重的安全隐患。
为了保证铁路列车正常运行,
维护时间非常有限,午夜停机后只有大约3个小时。
作业时间,在如此短的时间内,一辆维修车只能更换一个
接头处有12个指形面板,轻轨2号线共有1500个接头。
每天晚上更换维修车的指板,要花4年的时间。
新建轻轨3号线采用防腐技术处理,仅轨道梁接头处
板的更换和维护将严重阻碍轨道交通的正常运营,影响
城市轨道交通不断发展,因此,应选择和探索轻轨
运行所需的可靠、稳定、耐用的防腐技术已势在必行。
2 实验过程及结论
在大有公司的支持下,
轻轨金属构件应用“锌镍渗层防腐技术”保障安全
切实做好以下三方面的工作。
(1)实验室对比试验证明,锌镍渗透层防腐技术可以抵抗
硫氧化能力和硬度明显优于原有防腐技术;且不影响金属
保留了材料原有的力学性能,平整工件基本不变形;
西南交通大学与59家实验室比对试验结果如表1所示。
重庆大学失效分析中心检测结论:表面锌镍
样品及非镀锌镍测试
机械性能和
阶段组织基本相同。
没有发现显著差异。
锌镍扩散技术处理走行面指板基层及铁路桥梁
支撑底板(760×440×28)处理后无变形。
(2)经厂铸梁对比试验证明,锌镍渗层防腐技术是
水泥的抗碱性腐蚀性能明显优于原有的防腐技术。
两家PC梁制造厂进行对比试验:采用达克罗技术
指板底座表面一般在梁浇筑20天后出现锈蚀。
文/张冠孙任友乾(重庆)
*国家科技型中小企业技术创新基金项目。
锌镍扩散层防腐技术
编辑\张淑萍\E-mail:@csta
\2010年第17期\中国科技成就
科技计划成果
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指形板基体表面采用锌镍渗层防腐技术,完全
无锈蚀(注:指板底座及其锚固钢筋在PC梁浇铸过程中不会生锈。
指板在施工时一起浇注,PC梁初调后再安装指板)。
(3)通过干线列车运行对比试验,证明其防腐性能
明显优于原有防腐技术,已于2007年2月在重庆大堰安装试运行。
两块用于布线的锌镍处理指板,安装于 2007 年 5 月
11 个镀锌镍指板和 2007
2000年12月,动物园主干道上安装了120块镀锌镍钢板。
指板至今无锈斑,经受了39个月、36个月、
29个月的日晒雨淋,重庆恶劣的酸雨环境和轻轨列车
同时安装的指板因原有的防腐处理,已经生锈。
点。
2008年夏季安装于广州地铁4号线石岐站、海傍站
铁路扣件一面为大有公司研制的锌镍镀层。
防腐技术,经过一年多的运行,至今无生锈现象;
采用其他防腐技术,经过一年多的运行,
生锈(见图1和图2)。
3 技术简介
(1)防腐原理。锌镍扩散技术是基于锌扩散技术。
为了增强渗碳层的耐磨性和耐腐蚀性,镀镍、
针对铝开发的黑色金属防腐技术。
化学热处理是在一定的温度条件下对钢件和锌进行处理的过程,
铝、镍、稀土等元素充分接触加热,使锌、铝、镍
多元素金属原子均匀扩散到钢铁制品表面。
形成不同比例的锌、铝、镍和铁的金属化合物 - 合金
它与基体之间的电位差比纯锌层与基体之间的电位差要小。
作为阴极保护层,其防腐寿命自然比同等厚度的纯锌更长。
防腐层。渗层硬度可达300HV~400HV,耐磨性好。
无氢脆、结合力强、能耐冲击;渗碳层厚度均匀、致密,
不影响螺纹装配,可焊接;渗透层耐潮、耐热、耐酸、耐碱。
中性盐雾试验可达600小时以上,二氧化硫
试验可达160小时以上不生锈。
“三废”排放——节能减排、清洁生产、防腐新技术
可替代传统的热镀锌,防腐性能远胜于
热镀锌,加工成本相当,无环境污染
可广泛应用于铁路、公路、城市轨道交通染色、
桥梁、车辆、船舶、线路金具、机械武器等。
工业上,应用前景极其广阔。
(2)锌镍扩散技术工艺流程。
工艺流程为:碱洗除油—抛丸除锈—
加热渗透层-洗涤和清灰-实施各种
热扩散过程是金属被密封的过程。
在容器内完成,渗碳层厚度均匀可控,无需热镀锌
镀锌过程中酸雾、锌蒸气的挥发和镀锌层的厚度都是不同的。
甚至盲孔螺纹处也会有流挂、积液等现象,所以不仅影响防腐层的外观质量
质量比热镀锌好,工作环境也比热镀锌好,有利于工人的劳动。
动态保护。
图1 两种工艺处理过的指接板5个月后的照片
图2:未生锈的道钉和压板采用锌镍扩散技术进行处理
(接第23页)
中国和
\2010年第17期\中国科技成就
创新交流
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参考
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(3)与国内外现有的类似研究和技术进行综合比较。
从表2可以看出,达克罗的盐雾试验与该技术相当。
但硬度较低,只有2H铅笔硬度,不能承受铁路、光线
轨道施工现场作业碰伤、划伤,抵抗二氧化硫能力较差。
能经受酸雨的侵蚀,所以广州地铁道钉采用达克罗处理,
重庆轻轨指板安装后约5个月开始生锈。
热镀锌虽然硬度较高,但是不容易被氧化。
特别是热镀锌,温度高,能耗大。
每排放一吨废水,都严重污染环境,是国家限定的。
系统所使用的技术。
4 社会效益和经济效益
(1)节省能源。锌镍镀层技术比热镀锌节省电力。
镍扩散工艺处理温度约400℃,热镀锌工艺处理温度约600℃
加工温度低150℃~200℃,更经济。
20%~25%的电费,按省电20%计算,即加工每吨耗电量
平均节省50度电,重庆市热镀锌年产量约20万吨。
若采用锌镍扩散技术替代50%,年可节电10×50=500
一万度。
(2)减少排放。锌镍镀层技术在处理前不需要进行酸洗。
无“三废”排放。热镀锌一般需进行酸洗。
每年浸锌产量约20万吨,若以锌镍扩散层替代50%,
每生产一吨产品耗水3吨,可减少重庆市年排放量10×3=30
处理废水1万吨,每年还可为重庆市节约用水30万吨。
(3)改善工人的劳动条件。热镀锌车间,高温锌蒸汽,
酸雾对工人的健康有害。
部件明显优于热镀锌,有利于保护工人、建筑和
和谐社会。
(4)节省锌。热镀锌每吨平均耗锌50公斤。
平均节锌量为10%,即每吨可节锌5kg。
产量约20万吨,若采用锌镍扩散技术替代50%,可节约锌。
5×10=500吨。
(5)节省材料。采用锌镍扩散层技术,耐腐蚀性能好,大大延长了使用寿命。
延长产品寿命,从而节省材料,符合建立经济
建设现代化社会的基本国策。
(接第19页)
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