電氣化接觸網(wǎng)零部件在典型環(huán)境的腐蝕研究

向警瑜

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電氣化鐵路遍及全國，是我國交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分。根據(jù)《中華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中對電氣化鐵路接觸網(wǎng)零部的要求，鋁合金是電氣化鐵路接觸網(wǎng)的主要材料，用于制造定位裝置、腕臂支撐裝置、補(bǔ)償裝置等多種裝置及構(gòu)件中。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對電氣化接觸網(wǎng)零部件在典型環(huán)境的腐蝕研究情況進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：電氣化；接觸網(wǎng)；零部件；腐蝕；

一、電氣化鐵路接觸網(wǎng)的安全隱患

1、穩(wěn)定性

在進(jìn)行接觸網(wǎng)的安裝時，往往不能夠提供較為精確的氣象預(yù)報(bào)，也因?yàn)轭A(yù)報(bào)的不夠準(zhǔn)確，而導(dǎo)致一系列的不穩(wěn)定因素的產(chǎn)生。

2、質(zhì)量值

在進(jìn)行長時間的外部環(huán)境影響下，接觸網(wǎng)本身存在一定程度的破損和銷毀，再加上各種化學(xué)元素的影響與侵蝕，導(dǎo)致接觸網(wǎng)出現(xiàn)了破損和腐蝕的現(xiàn)象。

3、絕緣器故障

絕緣器的故障往往是由于在成品初期，無論是人力還是技術(shù)方面出現(xiàn)的不同程度的誤差均可能造成后期絕緣器的故障。

4、保養(yǎng)缺失

目前我國的電氣化鐵路接觸網(wǎng)的定期維護(hù)體系相對來說不夠成熟，對于出現(xiàn)的小瑕疵和小問題，不能夠指派專人進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)，最終容易釀成大禍，造成人力、物力和財(cái)力方面的嚴(yán)重?fù)p失。

二、電氣化接觸網(wǎng)零部件腐蝕研究重要性

接觸網(wǎng)零部件大多由銅合金，鋁合金及不銹鋼等材料制造，例如：中心錨結(jié)線夾，定位線夾，彈性吊索線夾，吊弦線夾等的材料多為銅鎳硅，連接接觸網(wǎng)零部件的螺栓材質(zhì)多數(shù)是不銹鋼。銅合金，鋁合金，不銹鋼都具有優(yōu)良的機(jī)械性能，但由于制造或材料晶體組織等方面的原因，零件在特定的介質(zhì)環(huán)境下易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。電氣化鐵路接觸網(wǎng)熱浸鍍鋅部件材料在模擬典型大氣環(huán)境（海洋環(huán)境、工業(yè)環(huán)境、城市環(huán)境）介質(zhì)中的腐蝕及其形貌。大量數(shù)據(jù)顯示，熱浸鍍鋅材料在模擬城市大氣環(huán)境介質(zhì)中的腐蝕最為嚴(yán)重，工業(yè)環(huán)境次之，海洋環(huán)境腐蝕最輕。二次加工與成型會引起鍍鋅層局部破損致使基材局部暴露與鍍鋅層形成電偶對，會加重?zé)峤冧\部件的腐蝕，且破損面積越大腐蝕越嚴(yán)重。同樣，熱浸鍍鋅部件與不銹鋼緊固件耦接會形成電偶腐蝕，也會加重?zé)峤冧\部件的腐蝕。隨著高鐵的建設(shè)，接觸網(wǎng)系統(tǒng)不可避免地受到沿線的鹽霧、含硫或氟等典型環(huán)境氣體的腐蝕，這樣，不但縮短了接觸網(wǎng)金屬件的使用壽命、增加了維護(hù)成本，而且更為嚴(yán)重的是對電氣化鐵道的安全運(yùn)行也構(gòu)成了威脅。所以，有必要系統(tǒng)地研究典型環(huán)境對鐵路接觸網(wǎng)金屬構(gòu)件的腐蝕影響，開發(fā)、構(gòu)建新型涂層防護(hù)體系技術(shù)，以保障電氣化鐵路的安全運(yùn)行，降低電

三、電氣化接觸網(wǎng)零部件在典型環(huán)境的腐蝕情況分析

隨著我國鐵路事業(yè)的發(fā)展，電氣化鐵路已達(dá)到一萬多公里的里程。但是，由于接觸網(wǎng)零部件銹蝕斷裂，造成中斷行車的事故時有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電氣化鐵路安全運(yùn)行的可靠性。解決接觸網(wǎng)零部件銹蝕問題，是提高接觸網(wǎng)運(yùn)行安全可靠性的緊迫課題。造成接觸網(wǎng)零部件銹蝕的原因是多方面的：構(gòu)成接觸網(wǎng)零件的金屬材料類型、零件結(jié)構(gòu)材料及其加工過程中所形成的應(yīng)力不均勻現(xiàn)象、零件所處的不同環(huán)境等等，其中腐蝕環(huán)境是影響腐蝕的主要外部因素。環(huán)境中介質(zhì)的成分決定了零件腐蝕的程度。腐蝕機(jī)理簡述接觸網(wǎng)零件絕大多數(shù)是金屬構(gòu)件，而且常年暴露在大氣中，其腐蝕實(shí)質(zhì)上就是大氣環(huán)境中金屬的腐蝕。金屬在大氣環(huán)境中的腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化腐蝕兩種主要形式?；瘜W(xué)腐蝕是金屬與氣體的氧化過程。一般發(fā)生在于燥的空氣中，其腐蝕速度極慢。影響金屬化學(xué)腐蝕的主要因素是金屬元素的性質(zhì)、氣體中氧分子的濃度、介質(zhì)成分、溫度等等。電化學(xué)腐蝕是在電解質(zhì)溶膜中兩種不同電極電位問產(chǎn)生電流引起的腐蝕。一般發(fā)生在潮濕的大氣中，其腐蝕速度極快，是金屬腐蝕最主要的形式。由于大氣組分中含有水氣，當(dāng)大氣濕度達(dá)到一定數(shù)值時，暴露在空氣中的金屬表面即被一層液膜所覆蓋。形成了電化學(xué)腐蝕的必要條件一電解質(zhì)溶液膜，金屬表面由于化學(xué)成分不純以及金屬組分的不均勻，或者在加工過程中由于表面形變而產(chǎn)生的應(yīng)力不均勻等？造成丁不同的電極電位。這時金屬表面電極電位低的放出電子，形成離子進(jìn)入液膜，也就是金屬被腐蝕了，腐蝕速度與金屬表面所覆盞的渡胰厚度有關(guān)系。在相同溫度下，如果液膜極薄，則通過離子的截面就小，電化學(xué)反應(yīng)的速度比較堙慢。隨著液膜的增厚，電化學(xué)反應(yīng)速度加快。

由此可見，接觸網(wǎng)零部件的防腐蝕是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，不僅要考慮零部件本身的防腐蝕措施，而且還要對零部件所處環(huán)境的腐蝕因素進(jìn)行研宄。接觸網(wǎng)零件的腐蝕環(huán)境是污染嚴(yán)重的太氣環(huán)境，雖然我們無法改變氣候條件以及大氣中各種介質(zhì)的成分和含量，但是可以通過改變零部件的材質(zhì)、加強(qiáng)零部件表面的處理措施等等使接觸網(wǎng)零部件的防腐能力得到提高.以減輕其腐蝕狀況，我國地域廣闊，氣候的分布情況不盡相同，各地空氣污染的原因也不相同。因此，對接觸網(wǎng)零部件的防護(hù)應(yīng)該僚據(jù)不同的環(huán)境條件，采取不同的防腐方法。華北、西北地區(qū)氣候干燥，根據(jù)金屬腐蝕機(jī)理，對接觸網(wǎng)零部件不臺造成特別嚴(yán)重的腐蝕，就可以采用一些成本相對低癱的防腐措施，例如：接觸導(dǎo)線可以采用鋁包鋼接觸導(dǎo)線；接觸網(wǎng)零部件可以采取諸如熱浸鍍、熱噴漆、等表面的防腐措施。

結(jié)束語

電氣化鐵路接觸網(wǎng)是為電氣化鐵路機(jī)車供電的關(guān)鍵設(shè)施，屬金屬構(gòu)件，露天架設(shè)，單一、無備份。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，我國電氣化鐵路也在不斷地發(fā)展，電氣化鐵路已貫穿南北，橫跨東西。在接觸網(wǎng)構(gòu)件加工和裝配過程中，建議改進(jìn)加工工藝程序，避免熱浸鍍鋅部件的二次加工或者成型；建議采用絕緣措施，以達(dá)到熱浸鍍鋅部件與不銹鋼緊固件之間的絕緣耦接，避免電偶腐蝕發(fā)生。

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