Tehnologija modificiranja protiv-starenja i jamstvo dugog-života za podloge za tračnice
Koje su glavne vrste starenja i čimbenici utjecaja na podloške ispod tračnica?
Glavne vrste podmetača-pod tračnicama za starenje uključujutoplinsko-oksidativno starenje, ultraljubičasto starenje i starenje uslijed zamora. Ove tri vrste starenja djeluju jedna na drugu i zajedno ubrzavaju slabljenje performansi jastučića. Toplinsko-oksidativno starenje odnosi se na reakciju oksidacije između gumenih molekularnih lanaca i kisika u okruženjima visoke-temperature, što dovodi do kidanja molekularnog lanca ili umrežavanja, što jastučiće čini tvrdim i lomljivim. Temperatura staze može doseći iznad 60 stupnjeva u ljetnim razdobljima visoke-temperature, što će uvelike ubrzati brzinu toplinskog-oksidativnog starenja. Ultraljubičasto starenje uzrokovano je ultraljubičastim zračenjem sunčeve svjetlosti. Ultraljubičaste zrake imaju veliku energiju, što će uništiti kemijske veze molekula gume, što će rezultirati kredom i pucanjem na površini jastučića. Osobito u otvorenim linijama bez zaklona, ultraljubičasto starenje je ozbiljnije. Zamorno starenje je stvaranje mikro-pukotina unutar podloge pod ponovljenim djelovanjem niza opterećenja, a kontinuirano širenje pukotina dovodi do strukturnog oštećenja podloge. Utjecaj opterećenja kod te-tegoba je velik, a brzina starenja od zamora mnogo je brža nego kod običnih-brzinskih konopa. Čimbenici koji utječu na starenje također uključuju vlažnost okoliša, kiselo-bazne medije, itd. Vlažna okolina će pospješiti reakcije oksidacije, a kiselo-bazni mediji poput kisele kiše nagrizat će površinu jastučića i dodatno ubrzati proces starenja. Zajednički učinak ovih čimbenika skratit će radni vijek običnih pod-podmetača na 5-8 godina.
Koje su osnovne vrste aditiva i mehanizmi djelovanja modifikacije protiv-starenja za pod-podloške?
Osnovne vrste aditiva za modifikaciju protiv-starenja za-podloške tračnica uključujuantioksidansi, ultraljubičasti stabilizatori i sredstva protiv- starenja. Ove tri vrste aditiva djeluju sinergistički kako bi sveobuhvatno odgodili proces starenja jastučića. Antioksidansi uglavnom odabiru složeni sustav ometenih fenola i fosfita. Ometani fenolni antioksidansi mogu uhvatiti slobodne radikale nastale reakcijama oksidacije, prekinuti lančanu reakciju oksidacije i spriječiti kidanje molekularnih lanaca gume; fosfitni antioksidansi mogu razgraditi perokside nastale oksidacijskim reakcijama. Kombinirana uporaba to dvoje može produljiti toplinski- vijek trajanja starenja za više od 3 puta. Ultraljubičasti stabilizatori se dijele na ultraljubičaste apsorbere i prigušivače. Ultraljubičasti apsorberi mogu apsorbirati energiju ultraljubičastih zraka i pretvoriti je u toplinsku energiju za disipaciju, izbjegavajući da ultraljubičaste zrake oštete molekularnu strukturu gume; prigušivači mogu ugasiti pobuđeno stanje molekula gume pobuđenih ultraljubičastim zrakama u osnovno stanje, smanjujući oštećenje molekularnog lanca. Kombinirana uporaba to dvoje može povećati otpornost na ultraljubičasto starenje za 40%. Sredstva protiv-starenja odabiru proizvode naftilamina i kinolina, koji mogu spriječiti starenje gume uslijed zamora. Njihove se molekule mogu adsorbirati na aktivnim mjestima molekula gume, spriječiti nastanak i širenje mikro-pukotina i značajno poboljšati otpornost jastučića na zamor. Dodatna količina aditiva mora biti strogo kontrolirana: dodata količina antioksidansa je 1,5%-2,5%, dodata količina ultraljubičastih stabilizatora je 2%-3%, a dodata količina sredstava protiv starenja je 1%-1,5%. Pretjerano dodavanje će dovesti do abnormalnog modula elastičnosti jastučića i utjecati na učinak smanjenja vibracija.
Koje su mjere optimizacije procesa za modifikaciju protiv-starenja pod-podmetača tračnica?
Mjere optimizacije procesa za modifikaciju protiv-starenja ispod-podložaka tračnica uglavnom su usmjerene na tri ključne veze:postupak miješanja, postupak vulkanizacije i postupak-naknadne obrade. Preciznom kontrolom procesnih parametara osigurava se jednolika disperzija aditiva i poboljšava učinak modifikacije. Proces miješanja usvajasegmentirana metoda miješanja. Prvo stavite gumeni osnovni materijal u unutarnji mikser i miješajte na 80-90 stupnjeva 3-5 minuta kako biste u potpunosti plastificirali osnovni materijal; zatim dodajte antioksidanse i sredstva protiv starenja, miješajte na 100-110 stupnjeva 5-7 minuta kako biste osigurali jednoliku disperziju aditiva; na kraju dodajte ultraljubičaste stabilizatore, miješajte na 90-100 stupnjeva 2-3 minute kako biste izbjegli razgradnju i kvar stabilizatora zbog visoke temperature. Proces vulkanizacije usvajametoda gradijentne vulkanizacije. Temperatura prve-faze vulkanizacije je 140-145 stupnjeva tijekom 8-10 minuta za početno formiranje jastučića; temperatura vulkanizacije druge-faze je 120-130 stupnjeva tijekom 12-15 sati kako bi se dodatno optimizirala struktura umrežavanja gume i poboljšala ujednačenost gustoće umrežavanja. Gustoća umrežavanja kontrolirana je na oko 1,5×10⁻⁴mol/cm³, što može uravnotežiti elastičnost i učinak protiv starenja. Proces naknadne obrade uključujepovršinsko prskanje zaštitnog sloja, raspršivanje poliuretanskog zaštitnog sloja debljine 5-10 μm na površinu jastučića, koji može izolirati ultraljubičaste zrake i kisik i dodatno poboljšati otpornost na vremenske uvjete; istovremeno,tretman za ublažavanje stresaprovodi se stavljanjem vulkanizirane podloge u okolinu od 50 stupnjeva na 24 sata kako bi se uklonio unutarnji zaostali stres i spriječilo pucanje uzrokovano oslobađanjem stresa tijekom uporabe.
Koji su različiti zahtjevi za učinkovitost protiv-starenja pod-podmetača u različitim klimatskim regijama?
Razlike u okolišu u različitim klimatskim regijama su velike, a zahtjevi za učinkovitost protiv-starenja pod-podložaka također pokazujuznačajne diferencirane karakteristike, pri čemu je jezgra uskladiti dominantne čimbenike starenja u regiji. Dominantni čimbenici starenja u visoko-temperaturnim i sušnim regijama (kao što je sjeverozapad unutrašnjosti) su toplinsko-oksidativno starenje i jako ultraljubičasto zračenje. Zahtijeva se da toplinski- vijek trajanja podloge bude veći ili jednak 15 godina, a brzina promjene modula elastičnosti nakon ultraljubičastog starenja manja ili jednaka 10%. Potrebno je usredotočiti se na povećanje dodatne količine antioksidansa i ultraljubičastih stabilizatora te usvojiti tamne zaštitne premaze za smanjenje ultraljubičaste apsorpcije. Dominantni čimbenici starenja u regijama s visokom-vlažnošću i kišom (kao što je južna kineska obala) su vlaga-toplinsko starenje i erozija plijesni. Potrebno je da otpornost podloge na starenje na vlagu-toplotu bude veća ili jednaka 1000 sati, a stupanj otpornosti na plijesan dosegne stupanj 0. Potrebno je dodati inhibitore plijesni i optimizirati proces vulkanizacije kako bi se poboljšala gustoća umrežavanja i spriječilo prodiranje vlage u unutrašnjost gume. Dominantni čimbenici starenja u alpskim regijama (kao što su tri sjeveroistočne provincije) su krtost na niskim-temperaturama i starenje u ciklusima smrzavanja-odmrzavanja. Potrebno je da udarna žilavost podloge na -40 stupnjeva bude veća ili jednaka 15 kJ/m² i da nema pucanja nakon 100 ciklusa smrzavanja-odmrzavanja (-40 stupnjeva -20 stupnjeva ). Potrebno je odabrati temeljne materijale od gume otporne na hladno-i dodati plastifikatore za poboljšanje elastičnosti na niskim{33}}temperaturama. Dominantni čimbenici starenja u područjima visoravni s jakim ultraljubičastim zračenjem (kao što je Qinghai-Tibetska visoravan) su jako ultraljubičasto zračenje i starenje pod-niskim tlakom. Zahtijeva se da stopa zaštite od ultraljubičastog zračenja jastučića bude veća ili jednaka 80%, a stopa toplinsko-oksidativnog starenja u okruženjima niskog tlaka smanjena je za 50%. Potrebno je usvojiti ultraljubičaste stabilizatore visokog sadržaja i guste umrežujuće strukture kako bi se oduprli dvostrukim učincima jakog ultraljubičastog zračenja i niskog tlaka.
Koje su metode otkrivanja i standardi prihvaćanja za učinak protiv-starenja pod-podmetača?
Metode otkrivanja učinkovitosti protiv-starenja pod-podmetača tračnica uključuju tri kategorije:test ubrzanog starenja, test prirodne izloženosti i test mehaničkih svojstava. Standardi prihvaćanja moraju biti u skladu s TB/T 2626-2018 željezničkim pod-standardima podloške. Test ubrzanog starenja osnovna je metoda otkrivanja, uključujući toplinsko-oksidativno ubrzano starenje i ultraljubičasto ubrzano starenje. Toplinsko-oksidativno ubrzano starenje provodi se u skladu sa standardom GB/T 3512, starenjem u okruženju vrućeg zraka od 100 stupnjeva tijekom 72 sata, testiranjem brzine promjene vlačne čvrstoće i istezanja pri prekidu prije i nakon starenja, zahtijevajući stopu promjene manju od ili jednaku 20%; ultraljubičasto ubrzano starenje provodi se u skladu sa standardom GB/T 16422.3, starenje pod zračenjem ultraljubičastom lampom 1000 sati, ne zahtijeva stvaranje krede ili pukotine na površini, a brzina promjene modula elastičnosti manja je ili jednaka 15%. Test prirodnog izlaganja odabire mjesta izlaganja u tipičnim klimatskim regijama, izlaže uzorke jastučića 2 godine i redovito otkriva promjene u radu, zahtijevajući stopu zadržavanja učinka smanjenja vibracija nakon 2 godine Veću ili jednaku 80%. Ispitivanja mehaničkih svojstava uključuju ispitivanje tvrdoće, ispitivanje rastezanja i ispitivanje udarom nakon starenja, s promjenom tvrdoće po Shoreu manjom od ili jednakom 5 stupnjeva, stopom zadržavanja vlačne čvrstoće većom od ili jednakom 80%, i udarnom žilavošću na -40 stupnjeva većom ili jednakom 10kJ/m². Standard prihvaćanja propisuje da stopa kvalifikacije detekcije učinka protiv starenja mora doseći 100%, a omjer uzorkovanja je 3 skupine uzoraka po seriji, 5 komada po skupini. Ako jedan komad ne zadovolji standard, učinkovitost serije uložaka protiv starenja smatra se nekvalificiranom i zabranjuje se stavljanje u upotrebu.