Seleção de Materiais e Tecnologia de Adaptação Ambiental para Sistemas de Fixação
Qual material de parafuso deve ser preferido para aplicações costeiras? Por que?
Para parafusos usados em linhas costeiras, devem ser preferidos parafusos de aço inoxidável martensítico ou aço-liga de alta-resistência com galvanização-por imersão a quente + revestimento de vedação. As áreas costeiras têm alto teor de sal e umidade no ar, e os parafusos comuns de aço carbono são propensos à ferrugem, levando à diminuição da pré-carga e afetando a estabilidade da conexão dos trilhos. Os parafusos de aço inoxidável martensítico têm forte resistência à corrosão por névoa salina, com uma vida útil 3-5 vezes maior que a dos parafusos de aço carbono comuns em ambientes de névoa salina, e sua resistência mecânica pode atender aos requisitos de fixação da esteira. Parafusos de liga de aço de alta-resistência com galvanização por imersão a quente + revestimento de vedação têm uma espessura de revestimento uniforme, que pode isolar efetivamente a água do mar e a erosão por umidade, mantendo alta resistência à tração. A escolha de tais materiais pode reduzir a frequência de substituição dos parafusos, diminuir os custos de manutenção e evitar riscos de afrouxamento da esteira causados por falha dos parafusos.
Quais são os tipos de materiais para pontas de trilhos? Para quais cenários eles são adequados?
Os materiais comuns para pontas de trilhos incluem aço carbono comum, ligas de aço-de alta resistência, aço inoxidável e materiais compostos. Os espigões ferroviários de aço carbono comuns têm baixo custo e uma resistência à tração maior ou igual a 600 MPa, adequados para cenários de-carga baixa, como ferrovias-de velocidade comuns e linhas de fábricas temporárias. Os espigões ferroviários de aço-liga de alta-resistência têm uma resistência ao escoamento maior ou igual a 800MPa, maior dureza e forte resistência ao desgaste, adaptando-se a cenários com requisitos de alta força de fixação, como ferrovias-de transporte pesado e linhas ferroviárias de alta-velocidade. As pontas dos trilhos de aço inoxidável têm excelente resistência à corrosão e não exigem tratamento anti{11}}corrosão adicional, sendo adequadas para áreas costeiras e úmidas e ferrovias eletrificadas para evitar que a corrosão afete a condutividade. Os espigões ferroviários de material compósito são leves e têm bom desempenho de isolamento, adequados para metrôs, trens leves e outras linhas que exigem alto isolamento e leveza. As pontas dos trilhos de diferentes materiais devem ser selecionadas com precisão de acordo com a carga, o grau de corrosão ambiental e os requisitos de isolamento do cenário.
Que requisitos especiais devem cumprir os materiais dos sistemas de fixação nas regiões alpinas?
Os materiais dos sistemas de fixação em regiões alpinas devem ter excelente resistência a baixas-temperaturas para evitar fraturas frágeis a baixas-temperaturas, geralmente exigindo uma energia de impacto Charpy maior ou igual a 30J a -40 graus. A resistência à tração do material deve permanecer estável, com uma atenuação de resistência não superior a 10% em baixas temperaturas, garantindo que a pré-carga dos parafusos e pontas dos trilhos não diminua. Materiais resistentes-à corrosão em baixas temperaturas devem ser selecionados para evitar a ferrugem do material causada por ciclos de congelamento-degelo, e aço inoxidável resistente-a baixas temperaturas ou ligas de aço modificadas-a baixas temperaturas podem ser preferidos. O coeficiente de expansão térmica do material deve corresponder ao dos trilhos e travessas para reduzir a concentração de tensões causadas pelas mudanças de temperatura e evitar o afrouxamento da conexão. Além disso, o material deve ter um bom desempenho de processamento para garantir a precisão da rosca e evitar deslizamentos, fraturas e outros problemas da rosca durante a instalação em baixa temperatura.
Quais são as diferenças no desempenho do material entre parafusos de linha-de transporte pesado e parafusos de linha comuns?
Os parafusos de linha de transporte-pesados são feitos principalmente de liga de aço de alta resistência-de grau 10,9-com uma resistência à tração maior ou igual a 1.040 MPa e uma resistência ao escoamento maior ou igual a 940 MPa, que pode suportar cargas alternadas maiores. Os parafusos de linha comuns são principalmente aço-liga de grau 8,8 - com uma resistência à tração maior ou igual a 830 MPa e uma resistência ao escoamento maior ou igual a 660 MPa, que pode atender aos requisitos de carga convencionais. O material dos parafusos de linha de transporte pesado adiciona elementos de liga como cromo e molibdênio para melhorar a resistência ao desgaste e o desempenho à fadiga, com uma vida à fadiga maior ou igual a 6 milhões de ciclos, muito superior aos 4 milhões de ciclos dos parafusos comuns. O material dos parafusos de linha comuns concentra-se mais no custo e na conveniência de processamento, com menos elementos de liga adicionados, adequados para linhas com pequeno volume de transporte e baixa carga. O processo de tratamento térmico de material de parafusos de linha de transporte pesado é mais complexo, adotando tratamento de têmpera e revenido para garantir o equilíbrio entre resistência e tenacidade, enquanto os parafusos comuns adotam principalmente tratamento de têmpera e revenido.
Por que os materiais para pontas de trilhos para ferrovias eletrificadas precisam ter desempenho de isolamento? Quais são os materiais comuns para pontas de trilhos de isolamento?
Como parte do circuito de retorno, os trilhos das ferrovias eletrificadas podem causar fuga de corrente parasita se os picos dos trilhos forem condutores, interferindo no sistema de sinalização ou acelerando a corrosão do equipamento. Picos ferroviários com desempenho de isolamento podem bloquear a condução de corrente parasita, garantir a operação normal do circuito da via e evitar transmissão anormal de sinal. Os materiais comuns de pontas de trilhos de isolamento incluem materiais compostos de náilon, resina reforçada com fibra de vidro, cerâmica, etc. As pontas de trilhos compostas de náilon têm baixo custo e processamento simples, com uma resistência de isolamento maior ou igual a 1 × 10⁸Ω, adequada para linhas eletrificadas comuns. As pontas dos trilhos de resina reforçada com fibra de vidro têm maior resistência e boa resistência ao envelhecimento, com uma resistência de isolamento maior ou igual a 1×10¹⁰Ω, adaptando-se a ferrovias de alta-velocidade, metrôs e outras linhas com altos requisitos de isolamento. As pontas dos trilhos de cerâmica têm o melhor desempenho de isolamento, mas são relativamente frágeis, adequadas para seções com pequena vibração e devem ser selecionadas de acordo com a situação de vibração da via.