Projeto de proteção contra corrosão galvânica para trilhos e sistemas de fixação
Por que ocorre corrosão galvânica entre trilhos e parafusos?
Os trilhos são feitos principalmente de aço carbono ou aço de baixa{0}}liga, enquanto os parafusos usam aço-liga de alta-resistência. Os dois materiais possuem potenciais de eletrodo diferentes, formando uma célula galvânica em ambientes eletrolíticos como umidade e sal. Os trilhos possuem menor potencial de eletrodo, atuando como ânodos e sofrendo corrosão oxidativa (ferrugem); os parafusos têm maior potencial, agindo como cátodos-embora sejam menos corrosivos, eles aceleram a corrosão do ânodo (trilho). A corrosão galvânica requer três condições: diferença de potencial do material, ambiente eletrolítico (por exemplo, água da chuva, umidade do solo) e conexão elétrica entre metais. As trilhas ficam expostas ao ar livre-por longo prazo; a água da chuva e o sal do ar formam uma película eletrolítica, possibilitando a corrosão galvânica. Essa corrosão danifica as conexões dos-parafusos do trilho, reduz a resistência da conexão e até representa riscos à segurança.
Quais são os principais perigos da corrosão galvânica para sistemas de trilhos?
A corrosão galvânica causa ferrugem ao redor dos furos dos parafusos dos trilhos, expandindo as aberturas e aumentando a folga de ajuste entre os parafusos e os trilhos, causando conexões soltas e reduzindo a estabilidade dos trilhos. A corrosão severa enfraquece a resistência-da seção transversal dos trilhos, tornando-os propensos a rachaduras sob carga e encurtando a vida útil. Embora os parafusos sejam cátodos, seus revestimentos superficiais se degradam devido à corrosão-de longo prazo, provocando ferrugem nos parafusos e redução da pré-carga. A corrosão galvânica também prejudica a condutividade do circuito da via, interferindo na transmissão do sinal e causando controle anormal da operação do trem. Em áreas costeiras e úmidas, a corrosão galvânica acelera, reduzindo potencialmente a vida útil dos componentes em mais de 50% e aumentando significativamente os custos de manutenção.
Como reduzir a corrosão galvânica através da combinação de materiais?
O princípio fundamental é selecionar combinações de materiais com potenciais de eletrodo semelhantes para minimizar a diferença de potencial. Por exemplo, se os trilhos usarem aço carbono U71MnG, os parafusos poderão ser combinados com o mesmo tipo de parafusos de aço de baixa{2}}liga para reduzir a diferença de potencial. Evite o contato direto entre parafusos de aço inoxidável e trilhos comuns de aço carbono-sua grande diferença de potencial causa corrosão galvânica severa. Se forem necessários parafusos de aço inoxidável, use aço inoxidável martensítico (com potencial mais próximo do aço carbono) em vez de aço inoxidável austenítico. Ferrovias-de transporte pesado podem usar parafusos de liga-resistentes à corrosão, que combinam melhor com os trilhos em termos de potencial e oferecem maior resistência. A seleção de materiais também considera fatores ambientais: as áreas costeiras priorizam combinações mais resistentes-à corrosão para inibir ainda mais a corrosão galvânica.
Qual o papel da proteção de isolamento na prevenção da corrosão galvânica?
A proteção do isolamento inibe fundamentalmente a corrosão galvânica, bloqueando as conexões elétricas entre os trilhos e os componentes de fixação, interrompendo a formação de células galvânicas. Componentes isolantes comuns incluem blocos padrão isolantes, almofadas isolantes e arruelas isolantes, instaladas entre trilhos e parafusos/placas de pressão. As arruelas isolantes são normalmente feitas de náilon de alta resistência ou resina epóxi com resistência de isolamento maior ou igual a 1 × 10⁸Ω, bloqueando efetivamente a condução de corrente. Os blocos padrão isolantes não apenas fornecem isolamento, mas também ajustam o medidor, servindo a dois propósitos. Em ferrovias eletrificadas, a proteção de isolamento evita que correntes parasitas acelerem a corrosão galvânica, garantindo ao mesmo tempo a operação normal do circuito da via. A proteção de isolamento é- econômica e eficiente, tornando-se o método principal para prevenção de corrosão galvânica em sistemas de trilhos.
Quais são as diferenças no projeto de proteção contra corrosão galvânica em diferentes ambientes?
Em ambientes costeiros de névoa salina, além da proteção do isolamento, os revestimentos anti-corrosão dos componentes são atualizados (por exemplo, galvanização-por imersão a quente + revestimento de vedação) para aumentar a resistência à névoa salina. Em áreas interiores secas, a proteção pode ser simplificada-com foco em arruelas isolantes + revestimentos anticorrosivos comuns-para reduzir custos. Em áreas úmidas e chuvosas, o projeto de vedação dos componentes isolantes é reforçado para evitar a infiltração de umidade e manter a eficácia do isolamento. Nas regiões alpinas, os materiais isolantes usam variantes modificadas-de baixa temperatura para evitar fragilidade pelo frio e falhas no isolamento. As ferrovias eletrificadas exigem componentes de alto-isolamento (resistência de isolamento maior ou igual a 1×10¹⁰Ω), ao mesmo tempo que melhoram a drenagem de correntes parasitas para reduzir a corrosão-acelerada por corrente.