Perché la corrosione della stecca è un problema di integrità delle articolazioni
La stecca (barra di giunzione) è imbullonata contro l'anima della rotaia e sopporta il carico di flessione in corrispondenza della giunzione. La corrosione lo attacca in due modi: la perdita di sezione riduce l'area di carico-e l'vaiolatura crea accumuli di stress da cui iniziano le cricche da fatica. Poiché le ganasce vengono ispezionate meno frequentemente rispetto alle superfici di scorrimento, i danni da corrosione vengono spesso rilevati solo quando sono già gravi. Il sistema di protezione deve quindi essere progettato per l'ambiente specifico della linea, e le prove di accettazione devono verificare l'effettivo livello di protezione piuttosto che solo l'aspetto del rivestimento.
Linee costiere: protezione dalla nebbia salina
La nebbia salina è il principale motore della corrosione entro pochi chilometri dal mare. Il sistema standard è un composto di zincatura a caldo-per immersione a 120-150 micron, film di passivazione da 1-2 micron per fermare la ruggine bianca e un rivestimento superiore in fluorocarburo da 30-40 micron con resistenza alla nebbia salina superiore a 2000 ore. Prima del rivestimento, la superficie della piastra viene granigliata con una ruvidità di circa 50-80 micron Ra, in modo che lo strato di zinco e la vernice si incastrino meccanicamente. Sui fori dei bulloni sono montati anelli di tenuta in gomma fluorurata in modo che l'acqua carica di sale non possa penetrare dietro la testa. Con questo sistema, si prevede che le stecche sulle linee costiere dureranno più di 8 anni senza corrosione significativa.
Aree saline-alcaline e corrosione chimica
Nelle regioni con terreno salino-alcalino i mezzi aggressivi sono i sali acidi e alcalini trasportati dalle falde acquifere e dagli spruzzi. Due misure si combinano: valorizzazione dei materiali e protezione delle superfici. Viene selezionato acciaio resistente agli agenti atmosferici contenente rame e cromo; il suo tasso di corrosione in ambienti salini-alcalini dovrebbe rimanere pari o inferiore a 0,05 mm all'anno. La superficie utilizza un sistema a due-strati di primer epossidico ricco di zinco-a 50-60 micron, con un contenuto di polvere di zinco superiore all'80% per la protezione sacrificale, e uno strato superiore in poliuretano da 40-50 micron con resistenza agli acidi e agli alcali. I giunti saldati vengono rettificati a filo prima della verniciatura in modo che il cordone di saldatura non diventi il primo punto di corrosione, la planarità della superficie viene mantenuta entro 0,5 mm per metro per evitare rotture del rivestimento sotto stress e i rivestimenti vengono ispezionati ogni sei mesi con un pronto ritocco di eventuali danni.
Linee di carico-pesante: resistenza e corrosione insieme
I giunti pesanti-sono soggetti sia alla corrosione che a carichi meccanici molto elevati, quindi la soluzione deve proteggere senza indebolirsi. Il materiale è acciaio ad alta resistenza 40CrNiMoA-con una resistenza alla trazione di almeno 1080 MPa dopo la tempra, combinato con uno strato di diffusione di zinco di 50-80 micron che forma un legame metallurgico con l'acciaio, con una forza di legame superiore a 300 MPa in modo che non si sfaldi sotto flessione. Le aree di concentrazione delle sollecitazioni sono arrotondate con un raggio di 8 mm per ridurre il rischio di fessurazioni da tensocorrosione. Lo zolfo e il fosforo sono limitati allo 0,025% ciascuno per mantenere bassa la sensibilità alla corrosione e sulle superfici di contatto tra piastra e guida sono montate guarnizioni anticorrosione in PTFE per rompere la coppia elettrochimica.
Regioni fredde ad alta-altitudine: sale disgelante e congelamento-scongelamento
Nelle linee montane e degli altipiani i fattori che determinano la corrosione sono gli agenti antighiaccio e il ciclo di gelo-disgelo, combinato con la fragilità alle basse-temperature. Il materiale è acciaio strutturale a bassa temperatura-Q355E con un'energia d'impatto di almeno 34 J a meno 40 C, che garantisce tenacità e resistenza alla corrosione. La superficie utilizza una zincatura a caldo-superiore a 100 micron più una-cera protettiva a bassa temperatura di 20-30 micron con un punto di congelamento inferiore a meno 50 C, in modo che ghiaccio e neve non si leghino alla piastra e il sale antighiaccio venga tenuto lontano dall'acciaio. I fori dei bulloni sono smussati con un raggio di 5 mm per evitare danni dovuti al gelo e la tolleranza della posizione dei fori è di più o meno 0,3 mm in modo che i bulloni si adattino saldamente e non lascino alcun passaggio ai mezzi corrosivi. La cera protettiva viene riapplicata prima di ogni inverno.
Indicatori e metodi di test
| Test | Metodo | Accettazione |
|---|---|---|
| Resistenza alla nebbia salina | Nebbia salina neutra, 5% NaCl a 35 C, 1000 ore | Area di corrosione inferiore al 5%. |
| Resistenza agli acidi e agli alcali | Immersione in HCl al 5% e NaOH al 5%, 100 ore | Perdita di peso inferiore all'1%. |
| Velocità di corrosione elettrochimica | Misura della densità di corrente di corrosione | Al di sotto di 10 microA/cm2 |
| Adesione del rivestimento | Test di taglio incrociato-, spaziatura di 1 mm, distacco del nastro | Area sbucciata inferiore al 5%. |
Vengono prelevati casualmente cinque campioni da ciascun lotto di produzione e viene calcolata la media dei risultati, quindi la decisione sul lotto si basa sull'effettivo livello di protezione del sistema di rivestimento.
Linee costiere: zincatura a caldo-per immersione più passivazione e rivestimento superiore in fluorocarburo, con anelli di tenuta sui fori dei bulloni.
Linee per carichi pesanti-: acciaio 40CrNiMoA con uno strato di diffusione di zinco legato metallurgicamente.
Regioni fredde ad alta-altitudine: acciaio Q355E con cera per basse-temperature rinnovata prima di ogni inverno.
Domande frequenti
Perché per le stecche a ganascia una sola mano di vernice non è sufficiente?
Un singolo strato presenta fori stenopeici e non può fornire sia una barriera che una protezione sacrificale. I sistemi multi-strato con una base ricca di zinco-e uno strato superiore denso coprono diversi meccanismi di corrosione.
La sola zincatura a caldo-può proteggere una stecca costiera?
Protegge l'acciaio ma lo strato di zinco stesso soffre di ruggine bianca in nebbia salina senza passivazione e la durata è inferiore a quella di un sistema composito zincato più fluorocarburo.
Come vengono rilevati i danni da corrosione durante l'ispezione?
Mediante controlli visivi per striature di ruggine e bolle, misurazione dello spessore della sezione con un calibro di rivestimento e controlli dello spessore ad ultrasuoni su piastre sospette. Le aree dei fori dei bulloni e i bordi di contatto delle rotaie sono i primi punti da controllare.
Perché è specificato Q355E anziché un grado strutturale standard?
Le qualità standard non garantiscono la resilienza a meno 40 C. Q355E garantisce 34 J a quella temperatura, il che impedisce la rottura fragile del giunto in inverno.
Con quale frequenza è necessario rinnovare il sistema di protezione?
Le linee costiere e saline ispezionano i rivestimenti ogni sei mesi e riparano immediatamente i danni; la cera per le regioni fredde-viene rinnovata ogni anno prima dell'inverno. La ricopertura completa dipende dallo spessore e dalle condizioni misurate del film.