Protezione dalla corrosione per sistemi di fissaggio delle rotaie

Perché la corrosione degli elementi di fissaggio è un problema di sicurezza dei binari

I fissaggi delle rotaie funzionano all'aperto, a livello delle rotaie, in caso di pioggia, nebbia salina, acqua di zavorra e scarichi ferroviari. Il meccanismo di corrosione è elettrochimico: umidità e cloruri sulla superficie dell'acciaio formano anodi e catodi locali e il metallo si dissolve formando cavità e scaglie di ruggine. La conseguenza sulla sicurezza non è estetica. Una clip a molla che perde sezione del 20% perde rigidità e forza di serraggio. La punta di una vite con la filettatura bucherellata si stacca quando viene nuovamente stretta.- Una stecca o una piastra di collegamento con facce di contatto corrose ridistribuisce il carico e può rompersi nei fori dei bulloni. Poiché i dispositivi di fissaggio sono fondamentali per la sicurezza-e costosi da sostituire durante il servizio, la protezione dalla corrosione viene specificata in fase di progettazione, verificata in produzione e mantenuta per tutta la vita della linea. Le tre domande che un acquirente dovrebbe sempre porre sono: quale processo, quanto spessore e quali prestazioni di nebbia salina sono state verificate.

Principali processi di protezione dalla corrosione

Ogni processo di protezione ha uno spessore, una modalità di guasto e un costo diversi, quindi la selezione è guidata dal componente, dall'ambiente e dai requisiti meccanici. La tabella seguente riassume le opzioni comuni per clip, bulloni, dadi, tasselli e piastre di ancoraggio.

Le ore di nebbia salina-sono valori tipici riportati nella documentazione dei fornitori di rivestimenti in base alla norma ISO 9227 nebbia salina neutra; la cifra effettiva dipende dallo spessore e dal pre-trattamento. La zincatura a caldo-rimane la scelta principale perché lo strato di zinco-ferro legato metallurgicamente non può staccarsi come la vernice e l'esperienza sul campo su linee costiere e umide dimostra che in genere prolunga la durata degli elementi di fissaggio da due a quattro volte rispetto alla galvanizzazione sottile.

Test di resistenza alla nebbia salina e di spessore del rivestimento

Lo spessore del rivestimento è l'indicatore più verificabile del livello di protezione ed è misurato, non presunto. I metodi magnetici conformi alla norma ISO 2178 sono adatti a substrati ferromagnetici come fermagli a molla e bulloni e leggono lo spessore direttamente con un misuratore magnetico. I metodi delle correnti parassite-secondo ISO 2360 sono adatti ai substrati non-magnetici. I metodi gravimetrici, la pesatura prima e dopo lo stripping, forniscono valori calibrati in laboratorio-. La guida generale per la misurazione dello spessore del film di vernice e rivestimento è ISO 2808 e l'equivalente cinese per lo spessore del film è GB/T 13452.2. Sugli elementi di fissaggio, le tolleranze della filettatura limitano lo spessore del rivestimento perché uno spesso strato sulla filettatura blocca l'assemblaggio; Le pratiche ISO 10684 e ISO 965 richiedono che il rivestimento rimanga all'interno della zona di tolleranza, motivo per cui le parti filettate sono spesso zincate a caldo-per immersione dopo la filettatura con spessore controllato. Per l'accettazione, misurare diversi punti per componente e prendere la media, e verificare almeno uno spessore minimo nel punto peggiore, non solo la media.

Selezione della protezione in base al clima

La severità ambientale guida le specifiche. Sulle linee costiere dominano i depositi di cloruro trasportati dall'aria e la zincatura ordinaria può essere marginale; la risposta pratica è specificare zinco-lamelle di alluminio, rivestimento a diffusione di zinco o spessore galvanizzato maggiorato e aggiungere un regime di manutenzione di lavaggio e ispezione delle zone peggiori come ponti, passaggi a livello e tunnel. Nei climi tropicali caldi-umidi, le lunghe stagioni umide e le alte temperature accelerano l'invecchiamento del rivestimento; è comune la zincatura a pellicola-spessa o un rivestimento protettivo sulle piastre di accoppiamento. Nelle regioni fredde, i rivestimenti devono sopravvivere al ghiaccio e al sale antighiaccio-: le scaglie di zinco e la zincatura a caldo-hanno entrambe prestazioni accettabili, mentre i sistemi di verniciatura fragili falliscono. Negli ambienti desertici, l'abrasione causata dalla sabbia piuttosto che dai prodotti chimici determina l'usura, quindi sono richiesti rivestimenti più resistenti e un'ispezione regolare delle clip. Come regola generale, in atmosfere severe lo spessore del rivestimento viene aumentato del 20-30% rispetto ai requisiti standard e la categoria di corrosività dovrebbe essere stabilita dalla guida ISO 9223 prima della selezione finale.

Riparazione e ispezione di danni localizzati

Nessun rivestimento è permanente, quindi la procedura di riparazione fa parte delle specifiche. Per piccoli danni locali, come una scheggiatura sulla testa di un bullone o una gamba della clip rigata, pulire l'area, rimuovere la ruggine staccata e ricoprire con una vernice ricca di zinco- adatta al sistema; una toppa riparata dovrebbe soddisfare i requisiti di adesione originali. Per le filettature corrose, non -serrare un bullone la cui sezione della filettatura è visibilmente ridotta; sostituirlo. Per i fermagli a molla, qualsiasi vaiolatura o perdita di sezione nella zona di lavoro significa sostituzione, perché la corrosione localizzata dà origine a cricche da fatica. Le parti portanti-gravemente corrose vengono sostituite e mai riparate-a freddo. Un ulteriore avvertimento tecnico si applica agli elementi di fissaggio temprati: la galvanica dei bulloni con classe di resistenza 10.9 e superiore, o con durezza superiore a circa 390 HV, comporta un rischio di infragilimento da idrogeno-e la pratica ISO 4042 richiede una cottura di de-infragilimento. I processi di zinco lamellare e di immersione a caldo-evitano questa classe di rischio, motivo per cui sono preferiti per i bulloni dei binari ad alta resistenza-.

Domande frequenti

D1: Quale spessore della zincatura-a caldo è tipico per i dispositivi di fissaggio delle rotaie?

Per gli elementi di fissaggio l'intervallo di lavoro è generalmente compreso tra 40 e 85 um a seconda delle dimensioni della filettatura e dell'ambiente. ISO 10684 e ISO 1461 definiscono le classi; le parti filettate devono rimanere entro le tolleranze della filettatura, quindi lo spessore è limitato dalla dimensione della filettatura.

D2: Perché il test in nebbia salina è importante e quale standard si applica?

Il test in nebbia salina neutra ai sensi della norma ISO 9227 è il controllo comparativo standard della resistenza del rivestimento alla corrosione da cloruri. Le ore di ruggine rossa vengono confrontate con i requisiti del progetto; si tratta di un test di screening, non di una previsione-della durata del servizio, e dovrebbe essere combinato con la misurazione dello spessore.

Q3: Il rivestimento in lamelle di zinco è adatto per i fermagli a molla?

SÌ. Il rivestimento in scaglie di zinco-alluminio secondo ISO 10683 offre buone prestazioni-negli spruzzi di sale, nessun rischio di infragilimento-da idrogeno e una copertura uniforme, ideale per i fermagli a molla. Alcune linee ad alta-velocità lo specificano o il rivestimento a diffusione di zinco invece della zincatura per proteggere la zona di lavoro della molla.

Q4: Come dovrebbe essere misurato lo spessore del rivestimento in fabbrica?

Con spessimetro magnetico su componenti in acciaio, secondo ISO 2178, con più punti per parte e registrazione della media e del minimo. I substrati non-magnetici utilizzano il metodo delle correnti parassite-di ISO 2360. La calibrazione di laboratorio utilizza metodi gravimetrici.

D5: Qual è il modo più rapido per verificare che un rivestimento soddisfi le specifiche?

Controlla tre cose: il certificato del processo di rivestimento rispetto alla norma ISO 10684 o allo standard specificato, lo spessore misurato sulla parte e il rapporto sulla nebbia salina, se necessario. I tre insieme danno una decisione di accettazione rapida e difendibile.

D6: Perché i bulloni ad alta-resistenza si guastano con la zincatura?

La galvanostegia dei bulloni temprati può introdurre idrogeno nell'acciaio e causare una frattura ritardata, una crepa che appare ore o giorni dopo l'installazione. La norma ISO 4042 richiede un processo di cottura-out, ma la scelta più efficace per la classe 10.9 e superiore è la zincatura lamellare o la zincatura a caldo-per immersione, che evitano la cattura di idrogeno durante la placcatura elettrolitica.